一种生态湿地装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种生态湿地装置，其特征在于：包括：防护系统（1）、净化系统（2）和控制系统（3）；所述防护系统（1）内设置有所述净化系统（2）和控制系统（3）；所述防护系统（1）包括外盆（11），所述外盆（11）内设置有内盆（12），所述内盆（12）盆底设置有若干孔洞（18），支撑轴（13）垂直设置于所述内盆（12）的中心，所述支撑轴（13）中部设置有用于放置所述控制系统（3）的支撑平台（14）。本发明提供的一种生态湿地装置，结构简单，组装、拆卸方便，便于移动到其他的污染地区进行下一阶段的净化，只需要很少的人工移动费用就可以达到移动净水的效果。
【专利说明】
一种生态湿地装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生态湿地装置，尤其涉及一种可移动、利用太阳能、活性炭、将湿地植物与污染水体连接达到生态修复功能的小型生态湿地装置。
【背景技术】
[0002]针对静水湖的污染问题，现在有一些治理的方法。主要包括:物理方式，即用机械过滤、引水换水、疏浚底泥、光调节、水位调节、曝气充氧、高压放电、超声波等方法治理水景污染，这些方法有时虽然在短时间内具有一定效果，但是难以大规模长期实施。化学方法，即在水中投加化学药剂来杀死藻类。这种方法虽然效果比较明显，但久而久之，水中会出现耐药的藻类，灭藻剂的效能会逐渐下降，导致投药间隔会越来越短，而投加量会越来越多。微生物方法，即在水质恶化的时候，投加适当、适量的微生物(各类菌种)，加速水中污染物的分解，起到水质净化的作用，但是如果对微生物处理不当，将会造成藻类的大量繁殖，再次导致水质变坏。
[0003]近年来，我国许多水体的富营养化程度加剧，常出现水质性缺水，成为社会发展的瓶颈。人们不断探索寻求一种生态修复方案，其中利用漂浮植物作为先锋植物，构建水生植物群落，提高水体自净能力的措施被广泛应用。所用漂浮植物多选用凤眼莲，物种单一，群落结构简单，冬季温带地区水域的净化效率明显下降；且净化场地均选在风浪较小，水流较缓的水域，譬如湖湾、湖滩、河叉和池塘等。大风浪和水流急的情况下，除直接物理损伤，植物个体间相互摩擦加剧漂浮植物的衰亡；若漂浮植物载体结构欠佳，可能导致后期维护成本急剧上升。同时,现有植物一般耐低温能力较弱,冬季植物死亡而失去对水体的净化能力。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够净化富营养水体的、无污染的、可移动的、净化去污范围大的小型生态湿地装置；进一步地，本发明具有动态不间断去污、智能控制的特点；更进一步地，本发明底盘结构牢固，还采用了压低重心、扩大底盘收压面的加固结构，保证装置在移动过程中不会发生事故，适合应用于有大风大浪的水面；更进一步地，本发明解决了虹吸管内部的水体有可能会因为水波的震动或者是液面的不稳定性而脱离虹吸管，影响虹吸作用的持续进行的问题；更进一步地，本发明结构简单，组装、拆卸方便，便于移动到其他的污染地区进行下一阶段的净化，只需要很少的人工移动费用就可以达到移动净水的效果。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种生态湿地装置，其特征在于:包括:防护系统、净化系统和控制系统；所述防护系统内设置有所述净化系统和控制系统；所述防护系统包括外盆，所述外盆内设置有内盆，所述内盆盆底设置有若干孔洞，支撑轴垂直设置于所述内盆的中心，所述支撑轴中部设置有用于放置所述控制系统的支撑平台，用于防止所述控制系统进水的防护罩的顶端与所述支撑轴的顶端固定连接，所述支撑轴利用若干固定轴与所述外盆相连，所述外盆底部设置有用于固定生态湿地装置的锚固定装置；所述净化系统包括设置于所述内盆内的吸附装置、连通所述内盆和待净化水体的若干虹吸管和设置于所述虹吸管进水端的滤过装置，所述外盆内设置有净化植物；所述控制系统包括设置于所述支撑轴顶端的太阳能电极板、设置于所述支撑平台上的智能控制模块、设置于所述外盆底部的水泵和与所述水泵的进水口相连的虹吸恢复装置。
[0006]外盆内装有土壤，土壤相当于作为本发明的配重，压低了本发明的重心。
[0007]外盆深度在25?35cm，这是由自身市场盆结构来控制的，盆边壁为垂直状，垂直的盆边壁扩大了本发明的底盘，使本发明结构稳固，适合在大风浪和水流急的水域使用。
[0008]所述孔洞的上面覆盖有过滤层。
[0009]内盆盆底中心设置有凸起的固定块，固定块与外盆的中心固定，凸起的固定块的设置，便于经内盆净化的水通过孔洞渗入外盆。
[0010]所述滤过装置和过滤层的材质均为纱布。
[0011]所述吸附装置包括活性炭包，所述活性炭包包括位于里面的活性炭和用于包裹所述活性炭的棉纺纱布。
[0012]所述智能控制模块包括太阳能电极板控制器、智能延时控制开关、蓄电池和电线；所述太阳能电极板控制器通过所述电线连接所述太阳能电极板、智能延时控制开关和蓄电池，所述智能延时控制开关还与所述水泵电相连。
[0013]所述虹吸恢复装置包括水泵进水管、水泵进水管收缩段和水泵排水管，所述水泵进水管的出水口与所述水泵进水管收缩段的进水口相连，所述水泵进水管收缩段的出水口与所述水泵的进水口相连，所述水泵的出水口与所述水泵排水管相连，所述水泵排水管设置于所述水泵的上表面，所述水泵进水管的进水口处设置有筛网。
[0014]虹吸管固定于外盆的盆沿上。
[0015]所述水泵进水管收缩段的直径为所述水泵进水管的直径的1/2?2/3，所述筛网包括纱布套。
[0016]所述水泵包括潜水泵。
[0017]所述锚固定装置包括固定绳索、链接环和锚；所述固定绳索上端连接所述外盆底部，下端通过所述链接环与锚相连，所述锚设置于水下。
[0018]所述净化植物包括各种对TP、TN、C0D、氨氮等污染物质去除效果较好的各种水生植物。
[0019]本发明将传统的物理除污方式与最环保的生态除污方式相结合，达到对受污染水体进行净化的效果，可持续环保，并且不会有二次污染。
[0020]物理净化过程:
物理净化过程主要是指内盆的一次过滤过程。由于我们采取的是虹吸作用，而由于盆深度的限制，虹吸速度不会很快，所以我们采用活性净水炭和纱布进行物理过滤。为了有更好的净水效果，我们将活性炭使用棉纺纱布进行包裹。虹吸管上面包裹有纱布层，可以防止砂砾进入盆体内部。
[0021]污水通过虹吸管进入内盆中，在进行活性炭的吸附净化过后，在自身重力作用下开始渗流，经过过滤的纱布层，从盆上的孔洞流入外盆供植物吸收利用。
[0022]通过物理净化，降低了污水中的C0D、细菌等，除去了污水的臭味并能够达到杀菌等效果。
[0023]生物净化过程:
经过查阅大量文献得知，芦苇对TP和TN的去除相对较差，TP的去除尤其以灯心草、黄花鸢尾与美人蕉最好。总体上看，对各种污染物去除效果较好的种类有香蒲、美人蕉、茭白、黄花鸢尾和菖蒲，这几种植物中香蒲、美人蕉、黄花鸢尾和菖蒲还兼具一定的观赏价值，因此是几种较好的人工湿地植物。
[0024]在考察湿地植物的进化过程时，考虑到取材的便易性，我们选择了美人蕉作为试验净水植物。其特点如下:美人蕉在华南亚热带地区为常绿植物，新老植株自然更迭，四季生长开花，无休眠。长江流域，凡土壤不结冻的地区，冬季落叶后根茎可在土层中越冬，可加覆盖物防寒保护，在我国各地广为栽培。美人蕉喜高温，较耐旱、较耐寒、耐涝、耐肥、抗倒伏能力强、喜阳光怕强风。根系发达，而为浅根性，多分布在15cm至30cm的地表层，对土壤要求不严，喜微酸性疏松肥沃的土壤，在土质疏松肥沃、排水与通风良好的土壤中生长最佳。研究证明，在四个月的生长期内，每平方米美人蕉从水体中吸收的TN量，相当于把48m3水中的TN浓度从V类(2mg/L)水体降低至IV类(1.5mg/L)。而且它们又能吸收大气中二氧化硫、氯化氢等有臭味或者刺鼻气味的有害气体，具有净化空气、保护环境作用。由此可见，其抗污染、花期长、易栽培、管理粗放、花叶俱美等优良特性适合于作为湿地净水植物。
[0025]生物净化过程就是污水在外盆净化植物作用下的二次净化过程，内盆经物理净化后的水流入外盆，到外盆后可进入主体湿地部分，进行植物除污，污水在外盆中不同湿地植物的二次净化下除去污水中的N、P元素及其他污染物，有效降低了水中污染物质的浓度。在潜水泵的作用下，已净化的水将会顺着水泵排水管重新排入水域中。
[0026]潜水泵的开启和关闭是由智能延时控制开关控制，智能延时控制开关连接着太阳能电极板控制器，太阳能电极板控制器与太阳能电极板相连，智能延时控制开关由太阳能供电，太阳能储存在蓄电池中，蓄电池的能量转换是由太阳能电极板控制器控制，并且作为本发明的核心控制装置。电路额定电压设置为12V。
[0027]太阳能电极板控制器连接着智能延时控制开关，可以根据用户的需要和植物的种类，选取自定义的水泵开启时间和间断时间，智能延时控制开关可以控制潜水泵的定时开启O
[0028]潜水泵的定时开启，可以造成内外液面差，从而使虹吸作用继续进行，使外水流入，净水排除装置。潜水泵的智能开启可以保证净化时间充足，让内水净化干净再排出湿地。
[0029]水泵是内外液面差的控制关键，因此智能控制电路可以保证其正常运行，净水效果的连续性也不容置疑了，即实现了净水效果的连续性。
[0030]在实际的水体当中，虹吸管内部的水体有可能会因为水波的震动或者是液面的不稳定性而脱离虹吸管，从而影响虹吸作用的进行。因此本发明设置了虹吸恢复装置。
[0031]在水泵的进水口出增设了水泵进水管收缩段，在每次的抽水过程之中，水流都会快速通过收缩段，从而造成较大的流速，带走气流，造成负压，故使虹吸管主动从外水吸取水，充满虹吸管，保证了每次虹吸的正常进行。在虹吸管的进口处、水泵进水管的进口处设置筛网，可以防止堵塞现象。
[0032]在此之外，如果把虹吸管接到水泵排水管的出口段，使水流冲击，从而使虹吸管内部充满水，以此来维持虹吸的持续进行也是相当可取有操作性的。
[0033]本发明除了能去除水体中的污染物，从而净化水质这一最重要的功能外，还有良好的景观效果、增加生物多样性以及一定的经济效益。
[0034]第一、景观功能:本发明周围空气清新，在绿叶丛中红花、黄花争相斗艳，茂盛植物映在水中的美丽倒影，成为叹为观止的景观亮点。
[0035]第二、提高生物多样性:可移动生态系统本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果，构成了鱼类生息的良好条件。
[0036]第三、良好的经济效益:与富营养化水体治理的传统技术相比，本发明的建设、运行成本较低，相对传统治污技术，本发明的工艺费用更加节省，某些经济作物(如蔬菜、花卉)可以营销市场以获得经济效益，如大面积建设本发明收获的植物还可以通过建沼气池加以利用。本发明的技术作为一种生物处理技术，以其独特的优点，定将被越来越多地用于治理富营养化水体。
[0037]本发明由于具有直接从水体中去除污染物、适应较宽的水深范围、造价低廉且运行管理相对容易等优点，应用前景广阔。它既可以减轻环境的压力，又有益于人类自身的健康，促进社会经济的可持续发展。下面具体介绍:本发明处理污染水的创新点是:
第一、与固定的湿地系统相比，本发明可移动的特点，增大了去污的范围，有很强的灵活可作性。不占用开挖传统湿地所带来的资金，节约资源。
[0038]第二、相比无土栽培的生态浮床，本发明更稳定，效益更好，去污能力更强，所以起到的效果显而易见。
[0039]第三、本发明作为一个独立的生态湿地系统，内部设置有智能电路，用户可以自主设定时间控制净水的时间段，间隔，从而控制净水的效果。
[0040]第四、无需外加能源，系统整体性和抗扰动性较强，不会因为环境干扰状况而影响装置的长时间正常使用。
[0041]本发明提供的一种生态湿地装置，内盆的一次净化和外盆的二次净化实现了无污染的净化富营养水体；水泵排水和虹吸管吸水的设置，使本发明可以被循环使用，不断对水域中的污水进行净化，从而有效降低水域的污染情况，提高水域水质质量，通过环保而有效的方式来达到生态修复的目的；锚固定装置可以使本发明在水域内一定范围内移动，扩大了净化的范围，能够起到更好的净化效果；控制系统的设置，使本发明无需外加能源，系统整体性和抗扰动性较强，不会因为环境干扰状况而影响装置的长时间正常使用，另外，智能延时控制开关控制潜水泵的定时开启，保证净化时间充足，让内水净化干净再排出湿地；本发明底盘结构牢固，还采用了压低重心、扩大底盘收压面的加固结构，保证装置在移动过程中不会发生事故，适合应用于有大风大浪的水面；虹吸恢复装置的设置，保证了虹吸的持续进行；本发明结构简单，组装、拆卸方便，便于移动到其他的污染地区进行下一阶段的净化，只需要很少的人工移动费用就可以达到移动净水的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中控制系统的结构示意图； 图3为本发明中虹吸恢复装置的结构示意图；
图4为本发明中内盆的俯视图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0044]如图f 4所示，一种生态湿地装置，其特征在于:包括:防护系统1、净化系统2和控制系统3 ;所述防护系统I内设置有所述净化系统2和控制系统3 ;所述防护系统I包括外盆11，所述外盆11内设置有内盆12，所述内盆12盆底设置有若干孔洞18，支撑轴13垂直设置于所述内盆12的中心，所述支撑轴13中部设置有用于放置所述控制系统3的支撑平台14，用于防止所述控制系统3进水的防护罩15的顶端与所述支撑轴13的顶端固定连接，所述支撑轴13利用若干固定轴16与所述外盆11相连，所述外盆11底部设置有用于固定生态湿地装置的锚固定装置17 ;所述净化系统2包括设置于所述内盆12内的吸附装置21、连通所述内盆12和待净化水体的若干虹吸管22和设置于所述虹吸管22进水端的滤过装置23，所述外盆11内设置有净化植物；所述控制系统3包括设置于所述支撑轴13顶端的太阳能电极板31、设置于所述支撑平台14上的智能控制模块32、设置于所述外盆11底部的水泵33和与所述水泵33的进水口相连的虹吸恢复装置34。
[0045]所述孔洞18的上面覆盖有过滤层24。
[0046]所述滤过装置23和过滤层24的材质均为纱布。
[0047]所述吸附装置21包括活性炭包，所述活性炭包包括位于里面的活性炭和用于包裹所述活性炭的棉纺纱布。
[0048]所述智能控制模块32包括太阳能电极板控制器321、智能延时控制开关322、蓄电池323和电线324 ;所述太阳能电极板控制器321通过所述电线324连接所述太阳能电极板31、智能延时控制开关322和蓄电池323，所述智能延时控制开关322还与所述水泵33电相连。
[0049]所述虹吸恢复装置34包括水泵进水管341、水泵进水管收缩段342和水泵排水管343，所述水泵进水管341的出水口与所述水泵进水管收缩段342的进水口相连，所述水泵进水管收缩段342的出水口与所述水泵33的进水口相连，所述水泵33的出水口与所述水泵排水管343相连，所述水泵排水管343设置于所述水泵33的上表面，所述水泵进水管341的进水口处设置有筛网。
[0050]所述水泵进水管收缩段342的直径为所述水泵进水管341的直径的1/2，所述筛网包括纱布套。
[0051 ] 所述水泵33包括潜水泵。
[0052]所述锚固定装置17包括固定绳索171、链接环172和锚173 ;所述固定绳索171上端连接所述外盆11底部，下端通过所述链接环172与锚173相连，所述锚173设置于水下。
[0053]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种生态湿地装置，其特征在于:包括:防护系统(I)、净化系统(2)和控制系统(3);所述防护系统(I)内设置有所述净化系统(2)和控制系统(3);所述防护系统(I)包括外盆(11)，所述外盆(11)内设置有内盆(12)，所述内盆(12)盆底设置有若干孔洞(18)，支撑轴(13)垂直设置于所述内盆(12)的中心，所述支撑轴(13)中部设置有用于放置所述控制系统(3)的支撑平台(14)，用于防止所述控制系统(3)进水的防护罩(15)的顶端与所述支撑轴(13)的顶端固定连接，所述支撑轴(13)利用若干固定轴(16)与所述外盆(11)相连，所述外盆(11)底部设置有用于固定生态湿地装置的锚固定装置(17);所述净化系统(2)包括设置于所述内盆(12)内的吸附装置(21)、连通所述内盆(12)和待净化水体的若干虹吸管(22)和设置于所述虹吸管(22)进水端的滤过装置(23)，所述外盆(11)内设置有净化植物；所述控制系统(3)包括设置于所述支撑轴(13)顶端的太阳能电极板(31)、设置于所述支撑平台(14)上的智能控制模块(32)、设置于所述外盆(11)底部的水泵(33)和与所述水泵(33)的进水口相连的虹吸恢复装置(34)。
2.根据权利要求1所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述孔洞(18)的上面覆盖有过滤层(24)。
3.根据权利要求2所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述滤过装置(23)和过滤层(24)的材质均为纱布。
4.根据权利要求1所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述吸附装置(21)包括活性炭包，所述活性炭包包括位于里面的活性炭和用于包裹所述活性炭的棉纺纱布。
5.根据权利要求1所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述智能控制模块(32)包括太阳能电极板控制器(321)、智能延时控制开关(322)、蓄电池(323)和电线(324);所述太阳能电极板控制器(321)通过所述电线(324)连接所述太阳能电极板(31)、智能延时控制开关(322)和蓄电池(323)，所述智能延时控制开关(322)还与所述水泵(33)电相连。
6.根据权利要求1所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述虹吸恢复装置(34)包括水泵进水管(341)、水泵进水管收缩段(342)和水泵排水管(343)，所述水泵进水管(341)的出水口与所述水泵进水管收缩段(342)的进水口相连，所述水泵进水管收缩段(342)的出水口与所述水泵(33)的进水口相连，所述水泵(33)的出水口与所述水泵排水管(343)相连，所述水泵排水管(343)设置于所述水泵(33)的上表面，所述水泵进水管(341)的进水口处设置有筛网。
7.根据权利要求6所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述水泵进水管收缩段(342)的直径为所述水泵进水管(341)的直径的1/2?2/3，所述筛网包括纱布套。
8.根据权利要求1所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述水泵(33)包括潜水泵。
9.根据权利要求1所述的一种生态湿地装置，其特征在于:所述锚固定装置(17)包括固定绳索(171 )、链接环(172)和锚(173);所述固定绳索(171)上端连接所述外盆(11)底部，下端通过所述链接环(172)与锚(173)相连，所述锚(173)设置于水下。
【文档编号】C02F3/32GK104355411SQ201410632730
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】朱泽, 蔡庆拟, 罗晓丽, 郝梦茹, 胡涛, 邹珊, 顾雯, 陈喜 申请人:河海大学