一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出的一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，它包括曝氣單元、漂浮平衡單元、增容單元和多自由度修復單元，其中曝氣單元、漂浮平衡單元和增容單元上下依次連接，多自由度修復單元側(cè)向連接在漂浮平衡單元的滑動柱上，一根滑動柱上安置一個以上多自由度修復單元。本發(fā)明專利技術(shù)通過滑動柱的水平移動以及多自由度修復單元的自由轉(zhuǎn)動實現(xiàn)了修復體與污染水體接觸面積在三維空間中成倍增加，配合曝氣單元的富氧、水生植物的同化吸收作用以及基質(zhì)填料的吸附作用，該裝置能高效去除水體中的營養(yǎng)鹽與有機污染物，具有修復面廣、經(jīng)濟美觀、效果顯著的優(yōu)點，適用于普通富營養(yǎng)化水體的治理與修復。

Multi degree of capacity increasing efficiency ecological restoration body

A multi degree of freedom of the ecological restoration capacity efficiency of the present invention, it comprises an aeration unit, floating balance unit, unit capacity and multi DOF repair unit, including aeration unit, floating balance unit and unit are connected under capacity, multi degree of freedom lateral repair unit connected to the sliding column on the floating balance unit a sliding column, placed more than one multi degree of freedom repair unit. The present invention by sliding column horizontal movement and multiple degrees of freedom of the free rotation of the repair unit restoration contact with polluted water area increased exponentially in the three-dimensional space, with the assimilation of oxygen enriched aeration unit, aquatic plant absorption and adsorption of matrix filler for the device can effectively remove nutrients in water and organic pollutants, can repair a wide range of economic and beautiful, remarkable advantages, governance and repair applicable to ordinary eutrophic water.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體
本專利技術(shù)通過構(gòu)建一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體探索了一種改善河流水質(zhì)狀況的方法。
技術(shù)介紹
隨著工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，水環(huán)境問題日益惡化。目前我國許多城市河流水質(zhì)受到嚴重污染，耗氧性有機污染物、氮磷營養(yǎng)鹽含量高居不下導致藍藻、水葫蘆等水生植物爆發(fā)性生長繁殖，富營養(yǎng)化嚴重甚至引起黑臭現(xiàn)象，對人體健康造成威脅；此外，城市河流在整治過程中改變了天然形態(tài)和自然走向，河床和邊坡硬化，破壞了生物賴以生存的自然空間，加上工礦廢水和生活污水的超標排放，導致水體納污能力下降、水生態(tài)功能退化。可見，開發(fā)解決水體富營養(yǎng)化難題、改善水質(zhì)、提升河流健康水平的生態(tài)修復技術(shù)是時代要求。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請201510215887.0提出了一種“用于水體修復的分布式凈化裝置”，設(shè)置兩個可將微生態(tài)制劑泵入的凈化區(qū)，凈化區(qū)的兩側(cè)壁和底壁均形成用于引導水流方向的透水網(wǎng)面外壁區(qū)域供微生物附著，配合曝氣設(shè)施強力去除COD、氨氮、重金屬離子等污染物，使水體在較短的時間內(nèi)變清澈、惡臭消失；中國專利申請201210544889.0提出了一種“用于富營養(yǎng)化污染水體修復的浮島系統(tǒng)及水體修復方法”，采用的微納米氣泡發(fā)生裝置增加溶解氧，在小范圍促進并控制水體流動，增加修復生物鏈去除水體污染物；中國專利申請201410612326.X“一種基于植物的水體修復系統(tǒng)”，在曝氣管適當?shù)钠貧夂涂刂苝H條件下，通過水培植物及系統(tǒng)設(shè)置的兼氧區(qū)和好氧區(qū)，構(gòu)成微生態(tài)系統(tǒng)模擬自然水生生態(tài)，完成對水體污染物質(zhì)的去除；中國專利申請201520815313.2“一種河道水體修復裝置”，在曝氣環(huán)境中利用植物和好氧微生物去除水體污染物，穩(wěn)定地治理了河道水體污染。然而這些裝置與污染水體的接觸面積甚小，發(fā)揮的效益有限；此外，修復體多用繩索固定，長期使用容易腐爛且易纏繞，減小修復體與水體的接觸面積，后期需要投入較大人力和財力，推廣性受到局限。如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為污染水體生態(tài)修復中亟待解決的重點難題之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，本專利技術(shù)不僅能有效去除水體中的有機污染物和營養(yǎng)鹽，提高水體含氧量，而且修復面廣、經(jīng)濟美觀、效果顯著，適用于普通富營養(yǎng)化河流水體的治理與修復。一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，其特征在于包括曝氣單元、漂浮平衡單元、增容單元和多自由度修復單元，曝氣單元、漂浮平衡單元和增容單元上下依次連接，多自由度修復單元側(cè)向連接在增容單元上；其中曝氣單元由防水盒、曝氣泵、曝氣管、三通和兩通組成；漂浮平衡單元由挺水植物、漂浮生長基、環(huán)臂和漂浮平衡圈組成；增容單元由滑動柱、蓋板、單向螺栓球、滑動槽和柱礎(chǔ)組成；多自由度修復單元由植物生長包、基質(zhì)、側(cè)向連接桿、三節(jié)式萬向節(jié)和橡膠防水罩組成。滑動柱上下兩端通過螺紋分別連接環(huán)臂和單向螺栓球，單向螺栓球在滑動槽上自由滑動；多自由度修復單元通過側(cè)向連接桿固定在滑動柱上，布置一個以上的多自由度修復單元；曝氣單元的防水盒安置在漂浮平衡單元上方，曝氣管分布在滑動柱、側(cè)向連接桿周圍。本專利技術(shù)實現(xiàn)的原理是：利用水流控制三節(jié)式萬向節(jié)的多自由度旋轉(zhuǎn)和單向螺栓球的滑動，帶動有沉水植物生長的懸浮生長基在水體中的在三維空間中的轉(zhuǎn)動和水平方向的運移，增大修復體與水體的接觸面積，去除更大范圍內(nèi)的水體污染物，并增加水體中的溶解氧含量，水生植物和懸浮生長基中的基質(zhì)填料在氧氣充足的條件下更好地發(fā)揮光合作用和吸附作用，能達到長效去除水體污染物的效果，實現(xiàn)提高水體自凈能力、改善水生態(tài)環(huán)境的目的。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點在于：一是植物與污染水體的接觸面積在三維空間中成倍增加。單向螺栓球可水平滑動、多自由度修復單元在水體中萬向旋轉(zhuǎn)，使得有沉水植物生長的漂浮生長基與污染水體在三維方向上的接觸面積增大，通過同化吸收作用能去除更多有機質(zhì)、營養(yǎng)鹽等污染物，大大提高了修復效率。二是修復體不易纏繞，保證修復效果。側(cè)向連接桿代替了目前普遍使用的繩索，有效解決了一般生態(tài)浮床由于繩索纏繞，會縮小接觸面積，減弱修復效果的缺陷，使此裝置的使用效果較已有裝置有明顯提升。三是去污效果長效顯著。通過曝氣泵的富氧，水體溶解氧含量增高，增強了水生植物的同化吸收作用、生物陶粒的吸附作用，提高了裝置的去污效率。四是所用動力綠色環(huán)保。裝置利用自然風和水流提供單向螺栓球滑動和三節(jié)式萬向節(jié)多自由度旋轉(zhuǎn)的動力，通過柱礎(chǔ)和漂浮平衡圈維持穩(wěn)定，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟實用，展現(xiàn)了可廣泛推廣的優(yōu)勢。本專利技術(shù)能為富營養(yǎng)化河湖水體生態(tài)的修復提供方法，實現(xiàn)水體污染物的去除，具有修復面積廣、修復效果好、經(jīng)濟美觀的優(yōu)點，推廣性強。附圖說明圖1為本專利技術(shù)提出的一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)提出的多自由度修復單元的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：1、曝氣單元；2、漂浮平衡單元；3、增容單元；4、多自由度修復單元；5、防水盒；6、曝氣泵；7、曝氣管；8、三通；9、兩通；10、挺水植物；11、漂浮生長基；12、環(huán)臂；13、漂浮平衡圈；14、滑動柱；15、蓋板；16、單向螺栓球；17、滑動槽；18、柱礎(chǔ)；19、沉水植物；20、懸浮生長基；21、側(cè)向連接桿；22、三節(jié)式萬向節(jié)；23、橡膠防水罩。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作進一步的詳細說明。結(jié)合圖1，本專利技術(shù)提出的一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，它包括曝氣單元1、漂浮平衡單元2、增容單元3和多自由度修復單元4；其中所述的曝氣單元1、漂浮平衡單元2和增容單元3上下依次連接，多自由度修復單元4側(cè)向連接在增容單元3上；其中曝氣單元1由防水盒5、曝氣泵6、曝氣管7、三通8和兩通9組成；漂浮平衡單元2由挺水植物10、漂浮生長基11、環(huán)臂12和漂浮平衡圈13組成；增容單元3由滑動柱14、蓋板15、單向螺栓球16、滑動槽17和柱礎(chǔ)18組成；多自由度修復單元4由沉水植物19、懸浮生長基20、側(cè)向連接桿21、三節(jié)式萬向節(jié)22和橡膠防水罩23組成。其中：所述的曝氣單元1中的曝氣泵6安置在防水盒5中，防水盒5與增容單元3的滑動柱14通過環(huán)臂12連接，曝氣管7通過三通8和兩通9將氧氣傳輸?shù)綉腋∩L基20處，曝氣管7分布在滑動柱14、側(cè)向連接桿21周圍，并用繩子固定在滑動柱14和側(cè)向連接桿21上以防止風浪擾動等因素使曝氣管7扭折，影響氧氣的正常傳輸。曝氣單元1主要為植物的同化和吸附作用提供充足的氧氣，增強修復體的修復效果。防水盒材質(zhì)為PVC，曝氣管材質(zhì)為硅膠。所述的漂浮平衡單元4中的漂浮平衡圈13與增容單元3中的單向螺栓球16通過滑動柱14連接，漂浮生長基11為裝有生物陶粒的不銹鋼絲網(wǎng)，安放在漂浮平衡圈13內(nèi)部，種植挺水植物，挺水植物為美人蕉、鳶尾、千屈菜和旱傘草中的一種或幾種，挺水植物不僅可吸收水體的污染物，而且可以使外形更加美觀。漂浮平衡圈13下方固定的環(huán)臂12設(shè)有螺紋口，與滑動柱14的上端連接，漂浮平衡圈13材質(zhì)為聚乙烯，環(huán)臂12材質(zhì)為不銹鋼。滑動柱14根據(jù)水深設(shè)置，使漂浮平衡圈13漂浮在水面，在水流控制下，可牽引底部的單向螺栓球16在滑動槽17內(nèi)水平滑動，實現(xiàn)修復面積的增大。所述的增容單元3中的柱礎(chǔ)18由生物沸石與水泥澆筑而成，柱礎(chǔ)18上設(shè)有滑動槽17，材質(zhì)為光滑大理石，滑動槽1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，其特征在于包括曝氣單元、漂浮平衡單元、增容單元和多自由度修復單元，所述的曝氣單元、漂浮平衡單元和增容單元上下依次連接，多自由度修復單元側(cè)向連接在增容單元上；其中，曝氣單元由防水盒、曝氣泵、曝氣管、三通和兩通組成；漂浮平衡單元由挺水植物、漂浮生長基、環(huán)臂和漂浮平衡圈組成；增容單元由滑動柱、蓋板、單向螺栓球、滑動槽和柱礎(chǔ)組成；多自由度修復單元由沉水植物、懸浮生長基、側(cè)向連接桿、三節(jié)式萬向節(jié)和橡膠防水罩組成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，其特征在于包括曝氣單元、漂浮平衡單元、增容單元和多自由度修復單元，所述的曝氣單元、漂浮平衡單元和增容單元上下依次連接，多自由度修復單元側(cè)向連接在增容單元上；其中，曝氣單元由防水盒、曝氣泵、曝氣管、三通和兩通組成；漂浮平衡單元由挺水植物、漂浮生長基、環(huán)臂和漂浮平衡圈組成；增容單元由滑動柱、蓋板、單向螺栓球、滑動槽和柱礎(chǔ)組成；多自由度修復單元由沉水植物、懸浮生長基、側(cè)向連接桿、三節(jié)式萬向節(jié)和橡膠防水罩組成。2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，其特征在于所述的曝氣單元的防水盒與增容單元的滑動柱通過環(huán)臂連接，漂浮平衡圈與單向螺栓球通過滑動柱連接，多自由度修復單元的側(cè)向連接桿與增容單元的滑動柱通過三節(jié)式萬向節(jié)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，其特征在于所述的曝氣單元中的曝氣泵安置在防水盒中，曝氣管通過三通和兩通將氧氣傳輸?shù)綉腋∩L基處，曝氣管分布在滑動柱、側(cè)向連接桿周圍。4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種多自由度的增容增效生態(tài)修復體，其特征在于所述的漂浮生長基為裝有生物陶粒的不銹鋼...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：燕文明，張怡，楊艷青，
申請(專利權(quán))人：河海大學，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32