一种适用于黑臭水体修复的模块化系统的制作方法

本发明涉及水体修复领域，尤其是一种适用于黑臭水体修复的模块化系统。

背景技术：

随着社会经济的发展，人们对生活环境的要求越来越高。在我国，70％以上的城市存在黑臭水体，黑臭水体已成为我国大多数城市共同面临的污染问题。基于学者的研究，黑臭水体形成的原因主要有：(1)外来有机污染物的输入；(2)水体底泥再悬浮及污染物的释放；(3)水体不流动和水温升高的影响；(4)水面植物、水中动物及微生物的大量繁殖或死亡导致的水体黑臭等。

黑臭水体治理是一个复杂系统的工程，采用单一的治理方法往往效果不佳。常用的治理方法分为物理方法、化学方法和生物方法。物理方法包括：曝气、吸附剂吸附、换水等；化学方法包括：投加各类絮凝剂等；生物法则包括生物浮岛、微生物修复等。在实际黑臭水体治理过程中，往往存在以下问题：(1)黑臭水体为狭窄的暗渠导致施工困难，工作面小等，因而治理困难；(2)水体黑臭导致水体的能见度低，沉水植物缺乏光照、氧气等大量死亡，而沉水植物群落的构建对水体整个生态系统自净功能的修复起着至关重要的作用；(3)水体中的底泥投加药剂后固化，当时治理效果很好，后期底泥翻覆，底泥中的污染物再次释放，水体再次返黑臭；(4)水体治理后，当时效果很好，但一旦人工干预手段撤销，则水体又会慢慢返黑、返臭，治理效果不能长期稳定维持等。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的缺点，提供一种适用于黑臭水体修复的模块化系统，能够实现无人化治理，采用绿色环保能源，对环境友好，安装和维护方便。为此，本发明采取如下的技术方案：一种适用于黑臭水体修复的模块化系统，其特征在于包括设置在水面上的生态浮床模块，所述的生态浮床模块上设置动力和供能系统，所述的动力和供能系统分别连接太阳能或风能收集系统、曝气模块和修复补光模块，还包括设置在水下的智能监测和控制模块，所述的智能监测和控制模块连接底层修复药剂缓释投加模块，所述的智能监测和控制模块根据监测的水体污染度数值控制底层修复药剂缓释投加模块的开启或关闭。智能监测和控制模块包括探头。探头检测水体中的cod、n、p等浓度，若浓度超过阈值，则智能监测和控制模块启动投加模块7。智能监测和控制模块实时记录水体中cod、n、p等浓度，后期回收后可给相关人员提供智能实时数据。

所述的修复补光模块为led灯，所述的led灯通过防水管材连接智能监测和控制模块，智能监测和控制模块通过防水管材连接底层修复药剂缓释投加模块。led灯的颜色和光强可依据需要恢复的沉水植物设置。优选地，led灯的深度约为水面下50-100cm。优选地，led灯的工作时间可智能设置，依据沉水植物习性设置补光时间。

所述的底层修复药剂缓释投加模块包括药剂贮存室，所述药剂贮存室的上部设置由电机驱动的推药机构，所述药剂贮存室的下部设置药剂投加口。药剂可依据水体修复需要，事先放置足量水体修复剂或者水体修复厌氧微生物。

所述的药剂投加口上设置弹簧夹片。弹簧夹片只能受压后向外开启，不能向内开启，防止药剂泄露。

所述的动力和供能系统置于生态浮床的中空结构中，动力和供能系统由储电池、外加电源、一号电机和电线组成，储电池上端连接太阳能板，下端则通过防水管材内置电线连接led灯，所述的储电池还通过电线连接内置外加电源。

所述储电池的一侧通过电线连接至曝气装置，另一侧连接一号电机，一号电机通过传动机构连接设置在生态浮床模块外侧的浆。

所述的储电池通过电线连接设置在生态浮床尾端的曝气机，曝气机的外端设置出气口对水体喷气。

所述的生态浮床模块为中空结构且由防水材料制作，包括底板、面板和四个密封侧板，所述的底板和面板上开有多个种植孔，所述的种植孔内种植水生植物。

所述的生态浮床为长方形，其上设置四块种植区，每个种植区内设置四个圆形种植孔。

本发明有益效果如下：

(1)可根据水体的工作面来定制大小，针对水体黑臭的体量大小和作业面来定制系统大小；(2)实现无人化治理，不需要人力长期、长时监管；(3)采用多种治理手段结合，治理效果好；(4)模块化治理水体，可依据水体的情况来做功能的组合；(5)水体修复剂可缓释、长期投加，保证水体的治理效果长效维持；(6)有助于沉水植物群落的构建、底泥污染物的固化和水体自净功能的长效恢复，对生态的扰动较少；(7)采用太阳能或风能系统，绿色环保，节省人力、物力。该系统安装简单，经济投入不多。(8)本发明的各类装置组合容易，操作简单，使用寿命长，维护方便。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的具体结构示意图。

图3为本发明生态浮床的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1-图3所示，本发明包括设置在水面上的生态浮床，生态浮床2由防水材料制作，由四个侧板、底板和面板构成的中空密封结构，底板和面板上则贯穿对应分布种植孔21，种植孔21在生态浮床上对应对称分布。种植孔21为圆柱形，底板和面板处为中空，水生植物24种植于种植孔21内。

优选的生态浮床2可依据工作面大小定制为长方形，种植孔21对称分布。

生态浮床2的正中心上端和下端分别连接防水管材8，防水管材8为中空结构，内置电线，连接处均为密封连接，生态浮床2尾部连接曝气装置4。

在生态浮床2的正中心中空位置放置动力和供能系统3，其中储电池31上端连接太阳能板1，下端则通过防水管材8内置电线连接led灯5。储电池31的右端通过电线34连接内置外加电源32。储电池31的左端一侧通过电线34连接至曝气装置4，左端另一侧则连接一号电机33，电机33与轴承22连接，轴承22两端分别连接浆23。

led灯5通过防水管材8连接智能监测设备6，智能监测设备6通过防水管材8连接药剂缓释投加设备7。智能检测设备6的一端设置探头61。优选地，探头61检测水体中的cod、n、p等浓度，若浓度超过阈值，则智能监测设备启动药剂缓释投加设备7。优选地，智能监测设备能够实时记录水体中cod、n、p等浓度，后期回收后可给相关人员提供智能实时数据。

药剂缓释投加设备7由药剂投加口71，压力板72，推拉杆73，二号电机74和药剂储存室75组成。智能监测设备启动药剂缓释投加设备7，则二号电机74通过推拉杆74驱动压力板72，将药剂贮存室75中的药剂通过药剂投加口71打入水体中。优选地药剂贮存室75中的药剂可依据水体修复需要，事先放置足量水体修复剂或者水体修复厌氧微生物。优选地，药剂投加口71设置弹簧夹片，弹簧夹片只能受压后向外开启，不能向内开启，防止药剂泄露。

太阳能板1置于生态浮床2上端，优选为长方形结构，依据当地光照，略微倾斜放置，大小不超过生态浮床的面积，不遮挡水生植物24光照。

动力和供能系统3由储电池31，内置外加电源32，一号电机33，电线34组成。储电池31的右端通过电线34连接内置外加电源32。储电池31的左端一侧通过电线34连接至曝气装置4。曝气机4的一端连接于生态浮床2的尾端，另一端则设置曝气口41，曝气出气口41可对着水体喷气。

led灯5通过防水管材8连接于生态浮床2下端，位于水体底部，优选的，led灯的颜色和光强可依据需要恢复的沉水植物设置。优选地，led灯的深度约为水面下50-100cm。优选地，led灯的工作时间可智能设置，依据沉水植物习性设置补光时间。

本发明实际应用的操作方法如下：

针对黑臭水体治理，首先技术人员到现场勘测实际情况，取底泥，取水样，取水面植物和沉水植物样，观测总结植物生长情况，光能、风能情况。底泥和水样拿回实验室进行分析，分析底泥的性质，水样测定微生物情况，还有水体中的cod、n、p等情况。依据测定结果，确定模块为曝气、生态浮岛、太阳能、led光和智能监测设备还有缓释投加药剂。

依据水体体量和作业面大小，定制生态浮床尺寸。

依据当地的光能风能情况，选择光能或风能采集系统，及外加电源的电力值。依据当地本土水生植物，设置浮床上的植物类型和组合。依据要恢复的沉水植物类型，提前预设好led光的光强、光照时间、颜色。依据水体cod、n、p等情况，提前设定好智能监测设备中的阈值。依据底泥和微生物情况，提前在储药室装好药剂。依据以上综合情况，设置曝气机的大小和工作功率。最后，组合好以上模块设备，投加到指定位置，一段时间，即可回收设置，收集数据。依据水体修复情况也可再次组合，再次投加。整体修复完成后，设备可回收再二次利用。

上述内容仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明。凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。