CN219526400U - 水质原位净化装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水质原位净化装置，包括：浮体，用于提供向上的浮力；控制箱，与所述浮体固定连接，内部设置有控制系统；缓释促生仓，利用连接索固定于所述浮体和/或所述控制箱，内部用于放置缓释材料，所述缓释促生仓的壳体镂空设置；曝气头，放置于所述缓释促生仓，通过曝气管道连接于所述控制系统。本申请缓释促生仓的壳体设有规格孔隙，缓释仓内填充缓释材料，缓释材料中活性物质缓慢释放至水里，并在曝气头曝气的作用下，通过缓释仓规格孔隙释放到周边水体环境中，从而激活并提高水体微生物的净化能力。缓释促生仓通过连接索固定，使用时在水中完成曝气，在添加缓释材料时，沿连接索定位缓释促生仓的位置，提升至水面完成缓释材料添加。

Description

水质原位净化装置

技术领域

本申请涉及河、湖等自然水体污染治理与生态修复技术领域，特别是涉及一种水质原位净化装置。

背景技术

河流、湖泊等地表水体是各种污染物的排放汇集地，当所排放的污染物超出河湖水体的自净能力后，会使水体污浊、黑臭、藻类疯长。面对河湖污染治理，目前多采用截污和清淤等方法，主要解决了“看得见、管得着”污染源的污染物排放，且工程投入较高。由于河湖是一个开放的水环境，城镇污水处理厂处理后排放的达标废水、工业企业(园区)污水处理后排放的达标废水仍然含有一定的污染物，地表土壤中的有机污染物随雨、雪等大气降水流入，以及人为的垃圾丢弃难以避免，时间一久前期花大力气治理的河湖水体水质会重新被污染，传统治理方法并不能一劳永逸地解决河湖水体污染问题。

目前河湖水体主要存在氮、磷等营养盐污染，同时普遍存在水体流动性差、溶解氧低、自净能力退化等问题。鉴于污染物不可避免排入河湖水体中，在传统治理主要采用岸上控源截污的基础上，受污染河道水质难以在短时间内自我修复，必须采取人工强化措施加快河道的改善和恢复。

对此一种处理的方式是以生物降解作为重点，主要是借助水体中的微生物对有机污染物进行快速降解、转化和吸收。但在实际操作中由于河道污染严重，原有微生物生长受到限制，代谢活性降低。

实用新型内容

鉴于河湖微生物生长受限制，代谢活性低，本申请提供一种水质原位净化装置。

本申请水质原位净化装置，包括：

浮体，用于提供向上的浮力；

控制箱，与所述浮体固定连接，内部设置有控制系统；

缓释促生仓，利用连接索固定于所述浮体和/或所述控制箱，内部用于放置缓释材料，所述缓释促生仓的壳体镂空设置；

曝气头，放置于所述缓释促生仓，通过曝气管道连接于所述控制系统。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述控制箱与所述浮体通过连接梁固定连接，所述浮体有多个，且间隔均匀地环绕布置于所述控制箱。

可选的，所述浮体包括外壳，所述外壳内部为浮力室，所述连接梁呈辐射状固定在所述控制箱的外周并固定连接至对应浮体的外壳。

可选的，所述缓释促生仓利用连接索固定于所述控制箱，且固定位置避让所述浮体与所述控制箱之间的连接梁。

可选的，所述缓释促生仓内设有多孔隔板，并被所述多孔隔板分为上下两层，其中所述缓释材料填充于上层，所述缓释材料为有助于水质净化的土著微生物促生剂、微生物工程菌剂；

所述曝气头位于下层，该下层作为布气室；

所述控制系统包括气泵，所述气泵通过所述曝气管道连接所述曝气头。

可选的，所述控制箱的底部固定有与复氧电机联动的搅拌叶轮，所述复氧电机受控于所述控制系统。

可选的，所述控制箱和/或所述浮体的上表面固定有光伏板，所述光伏板用于给所述控制系统供电。

可选的，所述浮体和所述控制箱的上表面平齐，且同时被造型板盖设遮蔽，所述光伏板固定于所述造型板。

可选的，所述浮体和/或所述控制箱的上表面设置有灯带，所述灯带受电于所述控制系统；

所述缓释促生仓设置有仓门和把手。

可选的，包括围绕所述浮体布置的浮床，所述浮床连接于所述浮体和/或所述控制箱；

所述浮床上种植有水生植物，所述浮床下悬挂有用于辅助微生物挂膜生长的生物填料，所述生物填料下端负重。

本申请水质原位净化装置至少具有以下技术效果：

本申请缓释促生仓的壳体镂空，缓释仓内填充有缓释材料，缓释材料中的活性物质缓慢释放至水里，并在曝气头曝气的作用下，通过缓释仓壳体的孔隙释放到周边水体环境中，从而激活并提高水体微生物的净化能力。缓释促生仓通过连接索固定，使用时在水中完成曝气，在添加缓释材料时，沿连接索定位缓释促生仓的位置，提升至水面完成缓释材料添加。

附图说明

图1为本申请一实施例中水质原位净化装置的结构示意图；

图2为图1左半部分的结构示意图；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为本申请一实施例中浮体、控制箱和缓释促生仓的位置关系示意图；

图5为图4加盖有造型板和光伏板的结构示意图；

图6为本申请一实施例中水质原位净化装置的结构示意图；

图7为图6中浮床的功能示意图；

图中附图标记说明如下：

100、浮体；110、外壳；120、浮力室；130、连接梁；

200、控制箱；210、控制系统；211、复氧电机；220、搅拌叶轮；

300、缓释促生仓；301、把手；302、仓门；310、连接索；311、连接索；320、多孔隔板；321、上层；322、下层；

400、曝气头；410、曝气管道；

500、光伏板；600、造型板；

700、浮床；710、水生植物；720、生物填料；730、重物。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有技术中借助水体中的微生物对有机污染物进行快速降解、转化和吸收，进而实现水体净化，然而原有的微生物生长受到限制，代谢活性低。

参见图1和图2，本申请一实施例中提供一种水质原位净化装置，包括浮体100、控制箱200、缓释促生仓300和曝气头400。其中，浮体100用于提供向上的浮力。控制箱200与浮体100固定连接，内部设置有控制系统210。缓释促生仓300利用连接索固定于浮体100和/或控制箱200，内部用于放置缓释材料，缓释促生仓300的壳体镂空设置，例如壳体设有规格孔隙。曝气头400放置于缓释促生仓300，通过曝气管道410连接于控制系统210。

本实施例中，控制系统210包括根据动力要求和运行要求安装的储能电池、远程控制器、GPS定位器、曝气头控制元件、复氧电机驱动器等。本实施例通过曝气头400加快缓释材料的释放，缓释促生仓300的壳体镂空，使曝气头400充分作用，从而提高水体中微生物的活性。缓释促生仓300通过连接索固定，使用时在水中完成曝气，在添加缓释材料时，沿连接索定位缓释促生仓300的位置。本申请各实施例中中所提及的“上”或“下”均指水质原位净化装置在置入水体、进行使用时的重力方向。

参见图2和图3，浮体100包括外壳110，外壳110内部为浮力室120，连接梁130呈辐射状固定在控制箱200的外周并固定连接至对应浮体100的外壳110。浮力室120内填充有密度小于水的材料，例如聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯等无生物毒性的材料。外壳110采用不锈钢或钢塑板等材质包裹，外观显得更质感、美观，也便于和控制箱固定。浮体100的浮力满足整体自重和后期运营维护要求即可。

参见图2和图4，控制箱200与浮体100通过连接梁130固定连接，浮体100有多个，且间隔均匀地环绕布置于控制箱200。均匀环绕于控制箱200能够增加水质原位净化装置整体结构的稳定性，进一步地，浮体100沿控制箱200重心所在的直线X-X’呈中心对称，保证结构稳定。控制箱200呈立体圆柱状或立体箱型，做防水处理，连接梁130例如可以是通过不锈钢支架。各浮体的尺寸为950mm*850mm*350mm，控制箱200可采用圆柱型，圆柱体的直径为600mm，高为360mm。

参见图1、图2和图4，控制系统210包括气泵，气泵通过曝气管道410连接曝气头400。控制箱200的底部固定有与复氧电机211联动的搅拌叶轮220，复氧电机211受控于控制系统210，进一步增加微生物的活性。

缓释促生仓300利用连接索310固定于控制箱200和/或浮体100。例如图2中缓释促生仓300通过连接索310固定于控制箱200。图4中缓释促生仓300通过连接索310固定于控制箱200，并同时通过连接索311固定于浮体100。缓释促生仓300设置有仓门302和把手301，便于添加或更换缓释材料。

本实施方式中，连接索便于缓释促生仓300提升水面进行二次更换缓释材料。要添加新的缓释材料时，通过连接索拉出缓释促生仓300。缓释促生仓300布置在浮体底部相间的位置，箱型可选用不锈刚镂空结构，连接索例如可以是不锈刚链条。缓释促生仓300的箱体根据缓释材料释放特性的步列孔径大小(即镂空)，如采用长宽高1500mm*300mm*200mm箱型不锈刚镂空结构，箱壁孔径大小为10-20mm。

缓释材料选用有助于水质净化的土著微生物促生剂、微生物工程菌剂或其他生物促进剂。土著微生物能够适用水体环境、有助于水质净化的特定微生物种类。土著微生物促进剂需能够激活本土微生物数量，促进其生长繁殖，对改善河道有很大帮助。可根据水质净化特定需求，宜可选用市面上成熟的微生物工程菌或其他生物促进剂，例如除氮菌、除COD菌、增氧片。

缓释促生仓300内设有多孔隔板320，并被多孔隔板320分为上下两层，其中缓释材料填充于上层321，曝气头400位于下层322，该下层322作为布气室。在其他实施方式中，缓释促生仓不使用多孔隔板，曝气头布置于缓释仓底部。

参见国图1、图2和图5，水质原位净化装置包括光伏板500，光伏板500固定于控制箱200和/或浮体100的上表面(二者优选为表面齐平)，光伏板500用于给控制系统210供电。控制系统预设有能够接市电的电源接头，在无光工作环境可接通市电为控制系统供电。浮体100提供了装配载体平台，具体装配造型板600，浮体整体可呈圆柱或棱柱，图中为四棱柱。

浮体100和控制箱200的上表面平齐，且同时被造型板600盖设遮蔽，光伏板500固定于造型板600。造型板600作为安装板，包括分别安装于浮体100和控制箱200的两部分。其中，安装于浮体100的部分由与浮体数量(例如可以是四个)相同的多个PP材质花瓣造型板，其长宽分别为955mm*1088mm，厚度为35mm，安装于控制箱200的部分为例如可以是圆形，直径例如为600mm，厚度为35mm。

光伏板500可根据装机功率选择合适尺寸规格，动力供电要求在晴天每日连续工作时间不少于8h，其外观可加工成花瓣形或其他造型样式(图中为方形)镶嵌在浮体和/或控制箱的上表面，本实施例中镶嵌在造型板600上。

浮体100和/或控制箱200的上表面设置有灯带，灯带受电于控制系统210。具体地，灯带可以是LED单色或七彩防水灯带，铺设于各个光伏板500的外边缘，控制系统控制夜间定时开启灯带，在夜晚时使水质原位净化装置具有灯光造景效果。储能电池例如可以是根据系统动力要求安装的12V65AH、12V20AH储能电池。

河湖作为自然水体，微生物容易随水流或重力沉降而自然消散流失，无法长时间停留在水中，影响净化水域的效果。

参见图6和图7，水质原位净化装置还包括围绕浮体100布置的浮床700，浮床700连接于浮体100和/或控制箱200。浮床700上种植有水生植物710，浮床700下悬挂有用于辅助微生物挂膜生长的生物填料720，生物填料720下端负重，即负载有重物730。

浮床700由浮体单元根据需要围绕浮体的表面积要求，按一定几何图形围绕漂浮系统布置，如采用如图所示的八边形结构围绕浮体系统布置，八边形结构由1700mm*2240mm*660mm梯形浮床单元组成，构成水上生境系统。浮床的连接方式例如可以是通过不锈钢链条与浮体的外壳连接。水生植物根据净化要求选择特定污染物净化能力强的水生植物。生物填料初入水时较为轻浮，重物帮助在生物填料水中下沉，重物的重量只需满足生物填料能够在水中悬吊即可，如5-10g。生物填料提供微生物附着生长的载体，表面形成一层薄薄的微生物形成的生物膜，表面附着的微生物能够避免重力沉降，长时间停留在水体，进而强化了水质净化的稳定性，保持一定的耐负荷冲击能力。

具体地，水生植物兼顾净化水质及提升景观效果，可选用黄花鸢尾、钱币草、菖蒲等，后期定期收割。悬挂的生物填料(弹性填料)长度为150mm。本申请各实施例中，浮体100、光伏板500(太阳能电池板)、控制箱200共同组成立体生境系统。浮床700和水生植物710构成水上生境，浮床700和生物填料720构成水下生境。水上生境、水下生境和缓释促生仓共同构成立体生境系统。浮体100、光伏板500、控制箱200构成动力漂浮系统。搅拌叶轮220、复氧电机211、曝气头400、曝气管道410和气泵构成曝气推流系统。曝气推流系统采用市面上成熟的射流曝气装置和曝气盘。复氧电机211功率可选120W，利用控制系统进行变频控制。曝气推流方式，可以是解层式曝气、射流曝气等，曝气系统包含曝气头(曝气盘)、搅拌叶轮、控制系统。

本各实施例提供的水质原位净化装置主要用于河湖等水域，在使用时，可采用岸上牵引，以及沉石锚定的方式，将装置整体投入指定水域，持续进行水质净化。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.水质原位净化装置，其特征在于，包括：

浮体，用于提供向上的浮力；

控制箱，与所述浮体固定连接，内部设置有控制系统；

缓释促生仓，利用连接索固定于所述浮体和/或所述控制箱，内部用于放置缓释材料，所述缓释促生仓的壳体镂空设置；

曝气头，放置于所述缓释促生仓，通过曝气管道连接于所述控制系统。

2.根据权利要求1所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述控制箱与所述浮体通过连接梁固定连接，所述浮体有多个，且间隔均匀地环绕布置于所述控制箱。

3.根据权利要求2所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述浮体包括外壳，所述外壳内部为浮力室，所述连接梁呈辐射状固定在所述控制箱的外周并固定连接至对应浮体的外壳。

4.根据权利要求2所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述缓释促生仓利用连接索固定于所述控制箱，且固定位置避让所述浮体与所述控制箱之间的连接梁。

5.根据权利要求1所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述缓释促生仓内设有多孔隔板，并被所述多孔隔板分为上下两层，其中所述缓释材料填充于上层，所述缓释材料为有助于水质净化的土著微生物促生剂、微生物工程菌剂；

所述曝气头位于下层，该下层作为布气室；

所述控制系统包括气泵，所述气泵通过所述曝气管道连接所述曝气头。

6.根据权利要求1所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述控制箱的底部固定有与复氧电机联动的搅拌叶轮，所述复氧电机受控于所述控制系统。

7.根据权利要求1所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述控制箱和/或所述浮体的上表面固定有光伏板，所述光伏板用于给所述控制系统供电。

8.根据权利要求7所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述浮体和所述控制箱的上表面平齐，且同时被造型板盖设遮蔽，所述光伏板固定于所述造型板。

9.根据权利要求1所述的水质原位净化装置，其特征在于，所述浮体和/或所述控制箱的上表面设置有灯带，所述灯带受电于所述控制系统；

所述缓释促生仓设置有仓门和把手。

10.根据权利要求1所述的水质原位净化装置，其特征在于，包括围绕所述浮体布置的浮床，所述浮床连接于所述浮体和/或所述控制箱；

所述浮床上种植有水生植物，所述浮床下悬挂有用于辅助微生物挂膜生长的生物填料，所述生物填料下端负重。