用于黑臭水治理的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置的制作方法

本發(fā)明屬于污染水體恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于黑臭水治理的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置。

背景技術(shù)：

城市黑臭水體主要出現(xiàn)在城市建成區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)出令人不舒服的顏色或散發(fā)出難聞的氣味。近幾十年來，黑臭水體的范圍和程度不斷加劇，成為政府和公眾普遍關(guān)注的環(huán)境問題之一。水體發(fā)生黑臭的主要原因是缺氧和富營養(yǎng)化。應(yīng)用于黑臭水體治理的技術(shù)主要有控源截污技術(shù)（截污納管、面源控制）、內(nèi)源治理技術(shù)（垃圾清理、生物殘?bào)w及漂浮物清理、清淤疏浚）、生態(tài)修復(fù)技術(shù)（岸帶修復(fù)、生態(tài)凈化、人工增氧）和其他治理措施（活水循環(huán)、清水補(bǔ)給、就地處理、旁路治理）。但這些技術(shù)的應(yīng)用都有一定的限制因素，如工程量大、成本高、需持續(xù)運(yùn)行維護(hù)、消耗電能、存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)等。

目前水體污染控制主要采用的技術(shù)是混合充氧，通過岸邊電力驅(qū)動(dòng)曝氣設(shè)備，但能量的利用效率低，在水中鋪設(shè)空氣管施工安裝難度大、日常維護(hù)檢修困難，且在電力供應(yīng)不方便的地區(qū)難以應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種可利用太陽能的用于黑臭水治理的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供用于黑臭水治理的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置，包括依次連接的生化反應(yīng)器、空氣泵、太陽能發(fā)電系統(tǒng)以及人工生物浮島；

其中，所述生化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有曝氣裝置，所述曝氣裝置連接于所述空氣泵的排氣口，所述空氣泵的電源輸入端連接于所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電源輸出端；所述生化反應(yīng)器通過拉繩懸掛于所述人工生物浮島下面的水體中；所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池板，所述人工生物浮島包括UPVC框架，所述UPVC框架頂部鋪設(shè)有用作載體的尼龍網(wǎng)，所述尼龍網(wǎng)的表面種植有水生植物；所述尼龍網(wǎng)上還設(shè)有第一基板及第二基板，所述第一基板上固定有防水箱，且所述第二基板固定有太陽能電池板，且所述第二基板與太陽能電池板之間的傾角基本與當(dāng)?shù)鼐暥纫恢?，以使投射在太陽能電池板上的平均日照?qiáng)度最高。

優(yōu)選地，所述生化反應(yīng)器的四周還罩設(shè)有圓筒形的反應(yīng)器外殼。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)器外殼由聚丙烯構(gòu)成；所述反應(yīng)器外殼的高度為2000-2500mm，直徑為400-500mm；所述反應(yīng)器的側(cè)面和上面具有用于進(jìn)水和出水的多個(gè)網(wǎng)眼。

優(yōu)選地，多個(gè)所述網(wǎng)眼的孔徑為20mm，相鄰兩個(gè)網(wǎng)眼之間的間距為50mm。

優(yōu)選地，所述生化反應(yīng)器的側(cè)面與上面之間的連接方式為法蘭連接；所述拉繩設(shè)于所述生化反應(yīng)器外殼的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述生化反應(yīng)器的內(nèi)部填充有正方形的聚氨酯填料，所述聚氨酯填料的邊長(zhǎng)為2-3cm；所述填料負(fù)載有活性污泥。

優(yōu)選地，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)還包括蓄電池、充電控制器及逆變器；所述太陽能電池板電線連接于所述充電控制器的一端，所述充電控制器的另一端電線連接于蓄電池的一端，所述蓄電池的另一端電線連接于所述逆變器的輸入端所述逆變器的輸出端與所述空氣泵連接。

優(yōu)選地，所述空氣泵、蓄電池、充電控制器及逆變器設(shè)置于防水箱內(nèi)。

優(yōu)選地，所述太陽能電池板的下端通過轉(zhuǎn)動(dòng)的不銹鋼管和鉸鏈與所述第二基板連接，其上端通過垂直于所述第二基板的不銹鋼支架固定，所述水生植物繞設(shè)于所述第一基板及第二基板的周側(cè)；所述第一基板及第二基板的高度設(shè)定為20-30cm。

優(yōu)選地，所述曝氣裝置為具有穿孔的曝氣管。

本發(fā)明能夠達(dá)到以下效果：

本發(fā)明所提供的裝置，其太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能用于驅(qū)動(dòng)空氣泵，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高效運(yùn)行，解決了能源利用問題；其生化反應(yīng)器通過空氣泵進(jìn)行曝氣，在充氧的同時(shí)使水體通過反應(yīng)器外殼的網(wǎng)眼進(jìn)出形成循環(huán)，促進(jìn)了水體的流動(dòng)；在充氧條件下，附著在填料上的活性污泥進(jìn)行好氧呼吸，可去除水中的有機(jī)污染物；填料不僅可以作為活性污泥的載體，還是活性污泥進(jìn)行好氧呼吸的場(chǎng)所；在活性污泥和水生植物的共同作用下，可有效去除水中的污染物，解決水體缺氧和富營養(yǎng)化問題，如可以吸收水中的氮、磷等，還可抑制藻類生長(zhǎng)；且該生化反應(yīng)器通過拉繩懸掛于該人工生物浮島下面水體中，該空氣泵和該太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置于該人工生物浮島的表面，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行、成本低、投資費(fèi)用少、維護(hù)檢修方便，很好地彌補(bǔ)了現(xiàn)有黑臭水體處理技術(shù)的不足。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的用于黑臭水治理的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置俯視圖。

圖3是本發(fā)明提供的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置中生化反應(yīng)器側(cè)視圖。

圖中：1-生化反應(yīng)器；2-太陽能電池板；3-防水箱；4-UPVC框架；5-尼龍網(wǎng)；6-水生植物；7-填料；8-拉繩；9-曝氣管；10、20-基板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1-3所示，本發(fā)明提供了用于黑臭水治理的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置，包括依次連接的生化反應(yīng)器1、空氣泵、太陽能發(fā)電系統(tǒng)以及人工生物浮島； 其中，所述生化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有曝氣裝置，所述曝氣裝置連接于所述空氣泵的排氣口，所述空氣泵的電源輸入端連接于所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電源輸出端；所述生化反應(yīng)器1通過拉繩8懸掛于所述人工生物浮島下面的水體中；所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池板2，所述人工生物浮島包括UPVC框架4，所述UPVC（硬聚氯乙烯）框架4的頂部鋪設(shè)有用作載體的尼龍網(wǎng)5，所述尼龍網(wǎng)5的表面種植有水生植物；所述尼龍網(wǎng)5上還設(shè)有第一基板10及第二基板20，所述防水箱3通過不銹鋼螺栓固定于所述第一基板10上，且所述太陽能電池板2的下端通過轉(zhuǎn)動(dòng)的不銹鋼管和鉸鏈與第二基板20連接，其上端通過垂直于所述第二基板20的不銹鋼支架固定，且所述第二基板20與太陽能電池板2之間的傾角基本與當(dāng)?shù)鼐暥纫恢?，以使投射在太陽能電池板上的平均日照?qiáng)度最高；且所述水生植物6繞設(shè)于所述第一基板10及第二基板20的周側(cè)。所述第一基板10及第二基板20的高度設(shè)定為20cm，以對(duì)所述防水箱3和太陽能電池板2進(jìn)行防水。整個(gè)裝置成一體化，方便移動(dòng)或拆卸。

具體實(shí)施時(shí)，所述曝氣裝置為具有穿孔的曝氣管9。

所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)還包括蓄電池、充電控制器及逆變器；所述太陽能電池板2電線連接于所述充電控制器的一端，所述充電控制器的另一端電線連接于蓄電池的一端，所述蓄電池的另一端電線連接于所述逆變器的輸入端，所述逆變器的輸出端與所述空氣泵連接；所述空氣泵、蓄電池、控制器及逆變器設(shè)置于防水箱3內(nèi)。

所述生化反應(yīng)器1的四周還罩設(shè)有圓筒形的反應(yīng)器外殼，所述反應(yīng)器外殼的材質(zhì)為PP（聚丙烯）；所述反應(yīng)器外殼的高度為2000mm左右，直徑為400mm左右；所述反應(yīng)器的側(cè)面和上面具有多個(gè)網(wǎng)眼，用于進(jìn)水和出水，孔徑為20mm，相鄰兩個(gè)網(wǎng)眼之間的間距為50mm。所述生化反應(yīng)器1的側(cè)面與外殼采用法蘭連接，方便更換填料。所述生化反應(yīng)器1的內(nèi)部填充有填料7，填料的形狀為正方形，邊長(zhǎng)為2-3cm，材質(zhì)為較輕的多孔性生物填料，優(yōu)選為聚氨酯；所述填料7負(fù)載有活性污泥，該填料7負(fù)載活性污泥后逐一排列填充在反應(yīng)器外殼內(nèi)。

具體實(shí)施時(shí)，將本發(fā)明所述的連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置整體地放置于被污染的黑臭水體中，其中，太陽能電池板2吸收太陽光后通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生電能并儲(chǔ)存于蓄電池中，逆變器將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動(dòng)空氣泵進(jìn)行曝氣；在曝氣條件下，水體不斷循環(huán)充氧，同時(shí)負(fù)載在所述填料7上的活性污泥進(jìn)行好氧呼吸，氧化降解污染物；所述人工生物浮島上種植的水生植物6的根系延伸并懸浮于水體中，吸收水中的氨、氮、磷等有機(jī)污染物，為水體中的生物和微生物提供生存和附著的條件，同時(shí)釋放出抑制藻類生長(zhǎng)的化合物（不同的水生植物產(chǎn)生的抑藻物質(zhì)不同，有酮、醇、酸等）；整個(gè)連續(xù)層流轉(zhuǎn)換加氧與生物強(qiáng)化集成裝置在生化反應(yīng)器1和人工生物浮島的共同作用下使水質(zhì)得以凈化，達(dá)到修復(fù)和重建水體生態(tài)系統(tǒng)的目的。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。