CN110894103A - 水生态修复人工水草及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水生态修复人工水草,包括悬浮浮子、人工水草本体、重坠,人工水草本体包括人工水草单体和主绳,人工水草本体顶端固定在悬浮浮子下端,重坠设在人工水草本体下端,悬浮浮子包括涂有二氧化钛透明涂层的透明壳体、密封固定在壳体内部空间的太阳能电池、储能锂电池、电子线路控制器,太阳能电池通过电子线路控制器与所述储能锂电池电性连接,超声波发生器通过防水电线沿主绳与电子线路控制器电性相连,超声波发生器密封在重坠开设的上槽口内。本发明提供的水生态修复人工水草应用水域范围广、处理效果佳、成本低的水生态修复人工水草。
Description
技术领域
本发明涉及水生态修复技术,特别是一种水生态修复人工水草及应用。
背景技术
随着经济社会的快速发展和人口的日益增长,大量的工业废水和生活废水排放到河道中,污染速度超过河道的自我净化速度,加速了河道生态***的退化,养殖产业受到经济损失并且危害人类生命健康,加强对水体的治理和生态修复迫在眉睫。
人工水草作为一种微生物载体,其本质是生物膜技术,即运用生物膜原理吸收和处理水中富营养物质,固定其他有害物质,净化水质。其材料成本低廉、易获得,并不会对水体造成污染,且可反复利用,被广泛运用于各种水体的修复治理。
但是现有技术中的人工水草,投放至河道中都是相对固定的,为了使其发挥生物膜技术,往往要在河道底部铺设曝气装置使得生物膜上的好氧微生物获得氧气提高净化效率,然而铺设曝气设备和后期维护都需要庞大的经济开支,并且用于航船的河道,在铺设曝气设备和维护时都需要禁行,再者这些曝气设备陈旧老化后,还存在漏电的危险,对水中生物形成生命威胁。另外在水域面积较小的池塘中或者水沟中,曝气设备由于受地形原因,不便安装,如果直接使用人工水草,水体处理效果不甚理想。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种应用水域范围广、处理效果佳、成本低的水生态修复人工水草。
为了解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
水生态修复人工水草,包括悬浮浮子、人工水草本体、重坠,所述人工水草本体包括人工水草单体和主绳,所述人工水草本体顶端固定在悬浮浮子下端,所述重坠设在人工水草本体下端,其特征在于,所述悬浮浮子包括涂有二氧化钛透明涂层的透明壳体、密封固定在壳体内部空间的太阳能电池、储能锂电池、电子线路控制器,所述太阳能电池通过电子线路控制器与所述储能锂电池电性连接,超声波发生器通过防水电线沿主绳与电子线路控制器电性相连,所述超声波发生器密封在重坠开设的上槽口内。
进一步地,超声波发生器为小功率超声波发生器,发射功率为1000-2000mW,发射频率为100KHz-2MHz之间,采用此功率地小功率超声波发生器,在水体中能发挥较好地除藻体和水体空化效应地效果。
进一步地,水生态修复水草与无线遥控器配套使用,所述电子线路控制器上还设有设有无线电路接收器用以接受无线遥控器上的无线电路发射器的无线信号控制超声波的工作或停止。
进一步地,重坠为石块或砖头,所述超声波发生器用食品级环氧树脂密封在重坠的上槽口内。
进一步地,所述防水电线通过固定件固定在主绳上或沿主绳段包埋在主绳中。
进一步地,悬浮浮子壳体为球状,所述太阳能电池为贴在悬浮浮子上半球内侧的太阳能薄膜。
进一步地,悬浮浮子下端固定1-5根人工水草本体。
进一步地,所述多个重坠中至少一个设有超声波发生器。
进一步地,水生态修复人工水草的应用:水生态修复水草用于河航道的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面20~40cm。
在其他一些应用中,水生态修复水草用于池塘的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面5~20cm。
跟现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、太阳能电池通过电子线路控制器上充电控制电路对储能锂电池进行充电,当储能锂电池充到一定电量时,通过电子线路控制器驱动超声波发生器进行工作,发射出来超声波,使污水处内部液体中的产生大量微小气泡,一方面微小气泡携带氧气给人工水草上地好氧微生物提供氧气,使得微生物膜地处理效率更高,另一方面微小气泡在声波场地作用下进行震动,加快了水体地流速,使得微生物膜更好的捕捉到水体中的有机污染物,加快了水体净化速度。
2、本发明采用悬浮浮子上涂有透明光催化剂TiO2的涂层能彻底矿化有机物又能降解低浓度的有机污染物,TiO2作为一种稳定高效的催化剂具有化学惰性高、氧化能力强、成本效益高以及对光腐蚀和化学腐蚀的抵抗力强等优点,另外透明的TiO2的涂层,不影响太阳能电池吸收太阳光能,并且悬浮浮子设计为球型,太阳能电池贴附在悬浮浮子内测,太阳能电池呈半球面,提高了太阳能的转化率。
3、本发明不需要安装曝气设备,减少了现场施工和设备投入,节约了成本。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图;
图2为实施例2的结构示意图;
图3为实施例3的结构示意图;
图4为实施例的原理图。
图中附图标记为:1-悬浮浮子、2-人工水草本体、3-重坠;1a-壳体、1b-太阳能电池、1c-储能锂电池、1d-电子线路控制器;2a-人工水草单体、2b-主绳、2c-固定件;3a-超声波发生器、3b-防水电线。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
如图1所示,水生态修复人工水草,包括悬浮浮子1、人工水草本体2、重坠3,所述人工水草本体2包括人工水草单体2a和主绳2b,所述人工水草本体2顶端固定在悬浮浮子1下端,所述重坠3设在人工水草本体2下端。
悬浮浮子1包括涂有二氧化钛透明涂层的透明壳体1a、密封固定在壳体1a内部空间的太阳能电池1b、储能锂电池1c、电子线路控制器1d。所述太阳能电池1b通过电子线路控制器1d与所述储能锂电池1c电性连接,超声波发生器3a通过防水电线3b沿主绳2b与电子线路控制器1d电性相连,所述超声波发生器3a密封在重坠3开设的上槽口内。
具体地,二氧化钛透明涂层的透明壳体1a二氧化钛透明涂层的透明壳体1a,能彻底矿化有机物又能降解低浓度的有机污染物,TiO2作为一种稳定高效的催化剂具有化学惰性高、氧化能力强、成本效益高以及对光腐蚀和化学腐蚀的抵抗力强等优点,另外透明的TiO2的涂层,不影响太阳能电池吸收太阳光能。
太阳能电池1b通过电子线路控制器1d上充电控制电路对储能锂电池1c进行充电,当储能锂电池充到一定电量时,通过电子线路控制器1d驱动超声波发生器3a进行工作,发射出来超声波,使污水中的产生大量微小气泡,一方面微小气泡携带氧气给人工水草上地好氧微生物提供氧气,使得微生物膜地处理效率更高,另一方面微小气泡在声波场地作用下进行震动,加快了水体地流速,使得微生物膜更好的捕捉到水体中的有机污染物,加快了水体净化速度。电子线路控制器可以跟厂家进行定制。
重坠3可以选用石块或砖头,材料易取得、成本低、密度大、不易腐蚀,当水生态人工水草投入水体后可以迅速沉入水底固定。再在重坠上方进行开槽,将超声波发生器3a放至在槽口内固定,再在槽口内浇筑食品级环氧树脂,与超声波相连地防水电线拖出环氧树脂外,食品级环氧树脂价格低廉、安全无毒,对于水体无二次污染。
超声波发生器3a为小功率超声波发生器,发射功率为1000-2000mW,发射频率为100KHz-2MHz之间,采用此功率地小功率超声波发生器,在水体中能发挥较好地除藻体和水体空化效应的效果。
如图4所示,水生态修复水草与无线遥控器配套使用,所述电子线路控制器1d上还设有设有无线电路接收器用以接受无线遥控器上的无线电路发射器的无线信号控制超声波的工作或停止,通过遥控控制超声波发生器的工作,可以更好的监测水生态修复水草的修复效果。
如图1所示,防水电线3b通过固定件2c固定在主绳2b,防水电线不易从主绳上脱离,得到更好的固定。
如图1所示,悬浮浮子1壳体1a为球状,所述太阳能电池1b为贴在悬浮浮子1上半球内侧的太阳能薄膜,采用这种结构的悬浮浮子悬浮效果更好,太阳能薄膜得到更高的采光率从而提高了太阳能电池的转化率。
水生态修复人工水草的应用:水生态修复水草用于河航道的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面20~40cm,方便航道行船。
在其他一些应用中,水生态修复水草用于池塘的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面5~20cm。
实施例2:
如图2所示,水生态修复人工水草,包括悬浮浮子1、人工水草本体2、重坠3,所述人工水草本体2包括人工水草单体2a和主绳2b,5根人工水草本体2顶端固定在悬浮浮子1下端,重坠3设在人工水草本体2下端。
悬浮浮子1包括涂有二氧化钛透明涂层的透明壳体1a、密封固定在壳体1a内部空间的太阳能电池1b、储能锂电池1c、电子线路控制器1d。所述太阳能电池1b通过电子线路控制器1d与所述储能锂电池1c电性连接,超声波发生器3a通过防水电线3b沿主绳2b与电子线路控制器1d电性相连,所述超声波发生器3a密封在重坠3开设的上槽口内,每根人工水草本体上设置一条重坠,每根重坠内设置有一个超声波发生器3a。
太阳能电池1b通过电子线路控制器1d上充电控制电路对储能锂电池1c进行充电,当储能锂电池充到一定电量时,通过电子线路控制器1d驱动这5个超声波发生器3a进行工作,发射出来超声波,使污水内部液体中的产生大量微小气泡,一方面微小气泡携带氧气给人工水草上地好氧微生物提供氧气,使得微生物膜地处理效率更高,另一方面微小气泡在声波场地作用下进行震动,加快了水体地流速,使得微生物膜更好的捕捉到水体中的有机污染物,加快了水体净化速度。电子线路控制器可以跟厂家进行定制。
重坠3可以选用石块或砖头,材料易取得、成本低,再在重坠上方进行开槽,将超声波发生器3a放至在槽口内固定,再在槽口内浇筑食品级环氧树脂,与超声波相连地防水电线拖出环氧树脂外,食品级环氧树脂价格低廉、安全无毒,对于水体无二次污染。
不同于实施例1防水电线可以直接包埋在主绳里面,如用尼龙编织绳作主绳将防水电线编制在其中,省去固定件的配置,并使防水电线得到固定。
超声波发生器3a为小功率超声波发生器,发射功率为1000-2000mW,发射频率为100KHz-2MHz之间,由于使用了多个超声波发生器形成了超声波矩阵,使得水流速度更块,产生的微小气泡更多,微生物得到氧气和有机物的机率加大,净化效率提高,可以使用在静水体系中使用,如池塘、臭水塘等,当生态修复水草用于静水水系的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面5~20cm,因为不需要行船,水草设置在离水面较近处,有利于太阳能电池获取太阳的能量。
如图4所示,水生态修复水草与无线遥控器配套使用,所述电子线路控制器1d上还设有无线电路接收器以接受无线遥控器上的无线电路发射器的无线信号控制超声波发生器的工作或停止,通过遥控控制超声波发生器的工作,可以更好的监测水生态修复水草的修复效果,另外通过无线遥控器的控制和电子线路控制器上的电路设计,可以使得几个超声波发生器不同时工作,节约电用量,在水生态修复水草所覆盖的水域中形成不同的超生波矩阵,改变水体流动方向和速度,形成水漩涡,提高水体自净能力和水生态修复水草捕获水中的有机污染物的机率,该电子线路控制器也可以向厂方进行定制。
如图2所示,悬浮浮子1壳体1a为球状,所述太阳能电池1b为贴在悬浮浮子1上半球内侧的太阳能薄膜,采用这种结构的悬浮浮子悬浮效果更好,太阳能薄膜得到更高的采光率从而提高了太阳能电池的转化率。
实施例3:
作为实施例2的一个变形,如图3所示,水生态修复人工水草的其他结构保持不变,5条重坠上只有中间一个重坠上安装有超声波发生器,该超声波发生器发射功率为2000mW,发射频率为2MHz,减少超声波发生器的设备投入成本。该水生态修复人工水草可以在水流流速不大于0.3m/s的水体,水深1 .0m-4.0m的河道、湖泊、池塘等,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面20~40cm。
以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,且本发明不限于上述的实施例,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.水生态修复人工水草,包括悬浮浮子、人工水草本体、重坠,所述人工水草本体包括人工水草单体和主绳,所述人工水草本体顶端固定在悬浮浮子下端,所述重坠设在人工水草本体下端,其特征在于,所述悬浮浮子包括涂有二氧化钛透明涂层的透明壳体、密封固定在壳体内部空间的太阳能电池、储能锂电池、电子线路控制器,所述太阳能电池通过电子线路控制器与所述储能锂电池电性连接,超声波发生器通过防水电线沿主绳与电子线路控制器电性相连,所述超声波发生器密封在重坠开设的上槽口内。
2.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述超声波发生器为小功率超声波发生器,发射功率为1000-2000mW,发射频率为100KHz-2MHz之间。
3.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述水生态修复水草与无线遥控器配套使用,所述电子线路控制器上还设有设有无线电路接收器用以接受无线遥控器上的无线电路发射器的无线信号控制超声波的工作或停止。
4.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述重坠为石块或砖头,所述超声波发生器用食品级环氧树脂密封在重坠的上槽口内。
5.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述防水电线通过固定件固定在主绳上或沿主绳段包埋在主绳中。
6.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述悬浮浮子壳体为球状,所述太阳能电池为贴在悬浮浮子上半球内侧的太阳能薄膜。
7.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述悬浮浮子下端固定1-5根人工水草本体。
8.根据权利要求8所述的水生态修复人工水草,其特征在于,所述多个重坠中至少一个设有超声波发生器。
9.根据权利要求1-8任一项所述的水生态修复人工水草的应用,其特征在于, 所述水生态修复水草用于河航道的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面20~40cm。
10.根据权利要求1-8任一项所述的水生态修复人工水草的应用,其特征在于,所述水生态修复水草用于池塘的修复,拟处理水体面积的5%~20%配置,人工水草距离水面5~20cm。
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