CN205263074U - 一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及景观水体净化领域，提供一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，包括景观水体模拟***(1)、电控***(2)和计算机控制***(3)，所述景观水体模拟***(1)通过数据采集线(4)与电控***(2)相连，电控***(2)通过数据控制线(5)与计算机控制***(3)相连；所述景观水体模拟***(1)包括箱体(6)、泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)、纳米微孔曝气器(10)和变频风机(11)，所述泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)和变频风机(11)分别通过数据采集线(4)与电控***(2)相连，纳米微孔曝气器(10)通过输气管(13)与变频风机(11)相连。本实用新型的物化调控***为建立和掌握曝气充氧量与底泥污染物释放规律及后续的城市景观水体原位修复的实际工程应用提供了必要的技术支撑。

Description

一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***

技术领域

本实用新型涉及景观水体净化领域，具体地说是一种适用于城市景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***。

背景技术

近年来，随着城市化步伐的加快和人民生活水平的提高，城市景观水体包括城市内河、湖泊等地表水体受到严重污染。城市景观水体与人居环境联系非常紧密，具有重要的美学价值、生态功能和经济意义。因此，加强城市景观水体的污染治理已成为近年来研究的热点之一，尤其是对主要诱导因子氮、磷的控制研究。

对于底泥中内源性氮、磷的控制，近年来国内外出现了大量的研究报道，其中原位控制技术广泛运用于国内外各污染水体的修复，而曝气复氧是目前国内外比较常用的修复受污染水体的一种原位修复方法。

曝气复氧技术是根据水体受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物得以净化，从而改善受污染水体的水质，进而恢复水体的生态***。近年来的研究结果表明，曝气能够提高底泥-水界面的溶解氧水平和氧化还原电位，可以有效地抑制底泥中氮、磷的释放，同时曝气充氧也有利于氨氮、有机质等物质发生降解，因而能起到改善水质的目的。但是底泥曝气充氧量与底泥污染物释放率有一个平衡点，存在着定量关系，如果不清楚这一定量关系，不掌握这个平衡点，则底泥曝气量就无法得到有效的控制，势必会造成不必要的能源浪费。

目前，对于曝气充氧量与底泥中营养物质的释放规律还不清楚，相关的实验模拟***或装置还未见有报道。因此，开发相应的实验模拟***，为加强曝气充氧量与底泥污染物释放的动力学研究，建立和掌握曝气充氧量与底泥污染物释放率之间的定量关系，找出一条最经济、最节能的通过底泥曝气充氧抑制底泥污染物释放量的方法具有重要意义，从而为我国城市景观水体的原位修复提供技术支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对城市景观水体原位修复技术——人工复氧技术使用过程中，由于对泥-水界面曝气量与底泥中氮、磷等营养物质释放规律不清楚而造成不必要的资源浪费问题，开发一种具有科学性、简便性和实用性的用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，从而为建立和掌握曝气充氧量与底泥污染物释放规律及后续的城市景观水体原位修复的实际工程应用提供必要的技术支撑。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，包括景观水体模拟***(1)、电控***(2)和计算机控制***(3)，所述景观水体模拟***(1)通过数据采集线(4)与电控***(2)相连，所述电控***(2)通过数据控制线(5)与计算机控制***(3)相连；所述景观水体模拟***(1)包括箱体(6)、泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)、纳米微孔曝气器(10)和变频风机(11)，所述泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)和变频风机(11)分别通过数据采集线(4)与电控***(2)相连，纳米微孔曝气器(10)通过输气管(13)与变频风机(11)相连。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述高度调节器(9)包括电机(18)、高度调节器支架(19)、高度调节器支架限位线槽(14)和不锈钢丝杆(12)，高度调节器支架限位线槽(14)设置于箱体(6)的一个对角，高度调节器(9)通过不锈钢丝杆(12)与纳米微孔曝气器(10)相连。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述纳米微孔曝气器(10)由纳米微孔曝气器支架(20)和纳米微孔曝气管(21)构成，纳米微孔曝气管(21)以绑带固定。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述纳米微孔曝气器(10)位于泥-水界面以上10～15cm位置。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，箱体(6)四周中下部均设置有上下两个水样采集口，分别为上覆水取样口(15)和间隙水取样口(16)，其中上覆水取样口(15)位于泥-水界面的上部，而间隙水取样口(16)位于泥-水界面的下部；此外，箱体（6）底端还设置有放空管(17)。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述箱体(6)的尺寸为L×B×H(mm)=1000×1000×1200，材质为亚克力有机玻璃，厚度12～15mm。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述泥位计(7)采用安布雷拉超声波泥位计。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述ORP电极(8)的氧化还原电位(Eh)设定值在-100mV～-30mV之间。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述纳米微孔曝气器支架(20)为圆盘状，采用不锈钢焊接而成。

本实用新型所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，所述纳米微孔曝气管(21)采用橡胶高分子材料制成，管径12～16mm，布置间距30～50mm。

本实用新型的有益效果在于：

（1）有机玻璃箱体设置高度调节器支架限位线槽，能够起到固定和平衡高度调节器的作用，使高度调节器在水平方向上不会发生移动；（2）利用泥位计，将在线监测数据实时传输给电控***和计算机控制***，实现纳米微孔曝气器与底泥界面高度的自动控制和调节；（3）利用ORP电极，设置基于试验需求的ORP逻辑控制***，通过试验所需的ORP设定值，将ORP电极实时监测的数据信号传输到电控***和计算机控制***，实时调节和控制变频风机曝气量，实现精准曝气；（4）有机玻璃箱体四周均设置有上覆水取样口和间隙水取样口，能够确保曝气充氧量对底泥污染物抑制效果数据的准确性；（5）该***能够为加强曝气充氧量与底泥污染物释放的动力学研究提供一种科学、简便和实用的实验模拟方法，为建立和掌握曝气充氧量与底泥污染物释放规律及后续的城市景观水体原位修复的实际工程应用提供必要的技术支撑。

附图说明

图1为本实用新型一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***立面图；

图2为本实用新型一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***俯视图。

附图标记：

1—景观水体模拟***，2—电控***，3—计算机控制***，4—数据采集线，5—数据控制线，6—箱体，7—泥位计，8—ORP电极，9—高度调节器，10—纳米微孔曝气器，11—变频风机，12—不锈钢丝杆，13—输气管，14—高度调节器支架限位线槽，15—上覆水取样口，16—间隙水取样口，17—放空管，18—电机，19—高度调节器支架，20—纳米微孔曝气器支架，21—纳米微孔曝气管。

具体实施方式

为更好理解本实用新型，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅是对本实用新型进行说明而非对其加以限定。

如图1所示，一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，包括景观水体模拟***1、电控***2和计算机控制***3，所述的景观水体模拟***1通过数据采集线4与电控***2相连，电控***2通过数据控制线5与计算机控制***3相连。

景观水体模拟***1主要由箱体6、泥位计7、ORP电极8、高度调节器9、纳米微孔曝气器10和变频风机11组成。其中泥位计7、ORP电极8、高度调节器9和变频风机11分别通过数据采集线4与电控***2相连，高度调节器9通过不锈钢丝杆12与纳米微孔曝气器10相连，纳米微孔曝气器10通过输气管13与变频风机11相连。

电控***2能够将数据采集线4采集的数据实时传输给计算机控制***3，并对计算机设置的基于实验需求的逻辑控制指令进行响应，从而实现对变频风机11曝气量和纳米微孔曝气器10与泥-水界面高度的自动控制和调节。

箱体6其中一个对角设有高度调节器支架限位线槽14，箱体6四周中下部均设置有上下两个水样采集口，分别为上覆水取样口15和间隙水取样口16，其中上覆水取样口15位于泥-水界面的上部，而间隙水取样口16位于泥-水界面的下部；此外，箱体6底端还设置有放空管17。箱体6采用亚克力有机玻璃制作，主体尺寸L×B×H(mm)=1000×1000×1200，厚度12～15mm。

ORP电极8氧化还原电位(Eh)设定值在-100mV～-30mV之间，将ORP电极8的探头定位在纳米微孔曝气器10的附近，设置基于试验需求的ORP逻辑控制***，通过试验所需的ORP设定值，将ORP电极8实时监测的数据信号传输到变频风机，实时调节和控制变频风机11曝气量，从而实现精准曝气。

泥位计7选用安布雷拉超声波泥位计，泥位计7探头浸没在液面下5～10cm即可工作。根据实际需要，可以通过电控***2和计算机控制***3自动调节纳米微孔曝气器10与泥-水界面的高度，纳米微孔曝气器10位于泥-水界面以上10～15cm范围内，超出这一范围，则高度调节器启动，从而实现自动调节。

高度调节器9设有电机18、高度调节器支架19和不锈钢丝杆12，不锈钢丝杆12底端与纳米微孔曝气器10相连。

如图2所示，纳米微孔曝气器10由纳米微孔曝气器支架20和纳米微孔曝气管21构成，纳米微孔曝气管21用绑带盘旋固定在纳米微孔曝气器支架20上。其中纳米微孔曝气器支架20为圆盘状，采用不锈钢焊接而成；纳米微孔曝气管21采用橡胶高分子材料制成，管径12～16mm，布置间距30～50mm。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，包括景观水体模拟***(1)、电控***(2)和计算机控制***(3)，所述景观水体模拟***(1)通过数据采集线(4)与电控***(2)相连，所述电控***(2)通过数据控制线(5)与计算机控制***(3)相连；其特征在于：所述景观水体模拟***(1)包括箱体(6)、泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)、纳米微孔曝气器(10)和变频风机(11)，所述泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)和变频风机(11)分别通过数据采集线(4)与电控***(2)相连，纳米微孔曝气器(10)通过输气管(13)与变频风机(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述高度调节器(9)包括电机(18)、高度调节器支架(19)、高度调节器支架限位线槽(14)和不锈钢丝杆(12)，高度调节器支架限位线槽(14)设置于箱体(6)的一个对角，高度调节器(9)通过不锈钢丝杆(12)与纳米微孔曝气器(10)相连。

3.根据权利要求2所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述纳米微孔曝气器(10)由纳米微孔曝气器支架(20)和纳米微孔曝气管(21)构成，纳米微孔曝气管(21)以绑带固定。

4.根据权利要求3所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述纳米微孔曝气器(10)位于泥-水界面以上10～15cm位置。

5.根据权利要求4所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：箱体(6)四周中下部均设置有上下两个水样采集口，分别为上覆水取样口(15)和间隙水取样口(16)，其中上覆水取样口(15)位于泥-水界面的上部，而间隙水取样口(16)位于泥-水界面的下部；此外，箱体（6）底端还设置有放空管(17)。

6.根据权利要求1所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述箱体(6)的尺寸为L×B×H(mm)=1000×1000×1200，材质为亚克力有机玻璃，厚度12～15mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述泥位计(7)采用安布雷拉超声波泥位计。

8.根据权利要求1所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述ORP电极(8)的氧化还原电位(Eh)设定值在-100mV～-30mV之间。

9.根据权利要求3所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述纳米微孔曝气器支架(20)为圆盘状，采用不锈钢焊接而成。

10.根据权利要求3所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控***，其特征在于：所述纳米微孔曝气管(21)采用橡胶高分子材料制成，管径12～16mm，布置间距30～50mm。