磁力驱动的去污浮岛型湿地处理系统的制作方法

本发明涉及一种受污染水域的处理系统，尤其涉及一种磁力驱动的去污浮岛型湿地处理系统，属于污水处理领域。

背景技术：

一直以来人工浮岛凭借其水质净化、景观改善、接纳生物栖息以及消波护岸等方面的优势，在污水处理，尤其是在受污染地表水如河道、湖泊等水环境的修复中得到了广泛应用。而经过几十年的研究发展，国内、外已建或在建的一些人工浮岛，存在一些问题和不足，如传统浮岛多为植物根系直接从水体中吸取养分以去污，去污效率不高；大多数人工浮岛采用的基体材质使用寿命有限，容易破损，且浮力不够从而影响浮岛稳定性和处理效果等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种磁力驱动的去污浮岛型湿地处理系统，以解决现有技术中的传统浮岛多为植物根系直接从水体中吸取养分以去污，去污效率不高的问题。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种磁力驱动的去污浮岛型湿地处理系统，包括浮岛岛体，浮岛岛体的中间部位预埋有竖向设置的提水管道，提水管道的上端伸出浮岛岛体，提水管道的下端与浮岛岛体之外连通，提水管道内转动设置有提水螺杆，提水螺杆的上端伸出提水管道，提水管道的上端转动设置有上层转盘，上层转盘通过传动结构带动提水螺杆转动，上层转盘与浮岛岛体之间设置有驱动上层转盘转动的驱动装置。

所述的上层转盘上同轴贴设有小端朝上的锥面状的导流板。

所述的上层转盘的外缘设置有环形布水板，环状布水板上开设有布水孔。

所述的提水管道的上部于导流板之上环设有溢流口。

所述的浮岛岛体包括上端开口的壳体，壳体内填设有上层填料层、中层填料层和下层填料层，上层填料层与中层填料层之间设置有网状垫层，壳体的下底壁为网格板。

所述的上层填料层由粒径范围为5~50mm的建筑废料组成，中层填料层由孔口朝上陶瓷空心砖组成，下层填料层由沸石或粒度为10~40mm的陶粒或直径为20~50mm的悬浮材料中的一种或几种组成。

所述的浮岛岛体上的植物种植在植物种植孔中，所述植物种植孔开设在上层填料层中。

所述的传动装置为L形的制动连杆，制动连杆的一端与上层转盘固定、另一端与提水螺杆固定。

所述的制动杆为铁条或不锈钢条。

所述的驱动装置包括设置在浮岛岛体表面固定的下层转盘，下层转盘与上层转盘上下位置对应，上层转盘的下表面固定设置有上磁铁，下层转盘的外缘部位设置有下磁铁，上磁铁和下磁铁均为直径（30~500）mm，厚度15~75mm，内孔10~300mm 的圆形、同心圆形、圆弧形磁铁的一种；上下磁铁分别固定安装在上、下层转盘的下侧与上侧外沿，上下两面磁铁磁性相同。本发明的通过提水管道与提水螺杆的配合将浮岛岛体下方的污水提升到上方，污水从提水管道中流出后经过上层转盘流入浮岛岛体的上表面，直接与浮岛岛体上种植的植物接触，污水中的污染物也被提升上来，被植物吸收，去污效率高。

本发明的上层转盘上同轴贴设有小端朝上的锥面状的导流板，可以使得提升上来的污水很好的分布在上层转盘的外周，使得污水的流向均匀，保证周边都有水流流过。

本发明的上层转盘的外缘设置有环状布水板，环状布水板上设置有布水孔，可以使得水流均布设。

本发明采用了新颖的构造设计，驱动提水螺杆实现污水的提升及旋转均匀布水并复氧，利用植物、微生物及基质的协同作用低耗高效强化去污，特别适用于水动力不足的封闭水体等。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例一的效果对比图；

图4是本发明实施例二的效果对比图。

具体实施方式

一种磁力驱动的去污浮岛型湿地处理系统的实施例，在图1和图2中，其浮岛岛体具有壳体1，壳体1的上端开口，底壁为网格板，材质为ABS。在壳体1内部填设有上层填料层2、中层填料层3和下层填料层4，上层填料层与2中层填料层3之间还设置有网状垫层5，上层填料层2是装填的粒径为 30 mm 轻质大比表面建筑废料，用以作为污水过滤的基质；中层填料层3是装填的孔口朝上并排设计的体积密度为 0.5 g/cm的轻质陶瓷空心砖，用以作为基质和水力过流廊道；下层填料层4是装填的粒径范围为40 mm的陶粒，用以作为污水深度过滤的基质，网状垫层5的材质为尼龙合成纤维，网格开孔目数为20目。在浮岛岛体的中间部位预埋有提水管道8，提水管道8竖向设置，提水管道8的两端均伸出浮岛岛体，提水管道8穿破网状垫层后并固定设置于浮岛岛体的正中心，提水管道8的底部与浮岛底部持平且敞口，所谓敞口指的就是与浮岛岛体之外连通，也可以说与外界连通，提水管道8上部高出浮岛湿地系统表面为400 mm，提水管道8的直径为 50 mm，且材质为PVC；提水管道8内转动设置有提水螺杆9，既然为提水螺杆，也就是转动可以与提水管道8配合将污水提升上去，即为螺杆上面就有螺旋，与管壁配合就有提成的作用，与螺杆泵的原理相同。提水螺杆9长度为110 cm，其材质为 PVC，旋转角度为25度，也就是螺旋角为25度。提水螺杆9的上端伸出提水管道8，提水管道8的上端转动设置有上层转盘16，上层转盘16的材质为ABS，为圆锥状，小端朝向上方，直径为30cm，高度为50mm，上层转盘16上同轴贴设有小端朝上的锥面状的导流板11，导流板11的材质均为 PVC，导流板11的上端直径与提水管道8一致且密封固定在提水管道8上，导流板11的下端直径为100mm。在提升管体6的上部环设有溢流口10，溢流口10的开孔密度为8个/cm，溢流口10的孔径为5 mm；溢流口10处于导流板11的上方20 mm处，导流板11固定在上层转盘16上。在上层转盘16的外缘设置有环形布水板12，环状布水板12上开设有布水孔，其目数为 30目，环状布水板12依靠惯性布水。在浮岛岛体的上表面上设置有下层转盘17，提水管道8由下层转盘17的中心穿过并且固定在一起并以半埋形式固定于上层填料层中，下层转盘17的埋深为30 mm；在上层转盘16的下表面上固定有下磁铁7，在下层转盘17上设置有上磁铁6，两块磁铁均为直径80 mm，厚度15 mm，内孔40 mm的圆形，上下两面磁铁磁性相同，上下磁铁分别固定安装在上、下层转盘的下侧与上侧外沿。在上层转盘16与提水螺杆9之间具有制动联杆12，制动连杆15为L形，一端固定在上层转盘上，一端固定在提水螺杆的上端头上，制动连杆为两个，对称设置。制动连杆15的材质为不锈钢金属条，且横向与竖向长度分别为120 mm与150 mm。浮岛岛体上的植物13种植在植物种植孔14，植物种植孔14开设在上层填料层2中。植物种植孔的直径为60 mm，深度为150 mm；其密度为82个/m ；孔槽种植的挺水植物为菖蒲。

将磁力驱动强化去污浮岛型湿地处理系统置于受污染水体中，转动一下呈悬浮状态的上层转盘，使得上层转盘可以通过磁力作用沿顺时针（或逆时针）方向以提水管道为轴转动，而上层转盘通过制动联杆带动旋转螺杆同向转动，在转动的同时使得污水由提水管道底部跟随螺杆的旋转提升至管道上部溢流口10溢出；溢出的污水再经由提升管道外侧的导流板导流至上层转盘上表面，最后经由上层转盘环状布水板以惯性布水；经由环状布水板旋转分散的污水渗入浮岛上层填料层，深入生长于填料区的植物根系通过吸收与吸附作用对污染物进行去除，并给填料层的微生物提供微溶氧环境，强化微生物的去污能力；上层填料层处理过的污水经过网状垫层后向下流经中间填料层，通过孔道间隙进入下层填料层层进一步过滤处理；污水通过填料层中附着生长的微生物降解、植物根系吸收以及填料过滤等作用得到净化，最终通过下层填料层底部的网格板排出浮岛系统。

本实施例中的浮岛岛体的形状为倒圆台，直径为120 cm，直径与高比值范围为2:1，且上表面与下表面比值为3:1；浮岛型湿地处理系统外壳材质为 ABS，且外壳为顶部敞口，其它封闭，底部均采用网格板；底部网格板开孔目数为20 目；上层填料层2、中层填料层3和下层填料层4的长、宽、高比为1:2:1；上层填料层与中层填料层之间设置有网状垫层用于防止上层填料层进入并堵塞中层填料层层空心砖孔道以及承托植物种植土。

上述实施例中依据附图给出了一种具体的实施方式，在其他实施例中，本领域的技术人员可以根据需要选择合适的技术特征，比如：

浮岛岛体的形状可以为长方体或正方体、圆柱体或圆台体等，为方形时长边的长度可以在50~1000cm之间选择；长、宽、高比可以在（1~5）:（1~5）：（1~5）之间选择，如为圆柱体，直径可以在50~1000cm之间选择，直径与高比值可以在 1:1~5:1之间选择，如为倒圆台体则上表面与下表面比值大于 2:1；浮岛岛体的壳体材质可以在 ABS、玻璃钢、有机玻璃中选择一种，或者将多种组合在提起制作，壳体底部的开孔目数可以在4~500目之间选择；

上、中、下填料层的长、宽、高比可以在（1~3）:（1~4）：（1~2）之间选择；上层填料层的粒径可以在5~50mm之间选择，，中层填料层的体积密度可以在0.1-0.7g/cm之间选择，材料可以是轻质或超轻质的陶瓷空心砖的一种或几种的组合；下层填料层的粒径可以在10~40mm之间选择，材质可以是陶粒、沸石以及直径为20~50mm 的悬浮材料的一种或几种的组合。

上层填料层表面设置的植物种植孔的孔槽直径可以在40~200mm之间选择，深度可以在100~400mm之间选择；植物种植孔的密度可以在6~9个/m之间选择；孔槽种植的挺水植物为美人蕉、菖蒲、千屈菜、再力花、梭鱼草、风车草等的一种或几种组合；

在其他实施例中，网状垫层的网格开孔目数可以在4~300目之间选择。

提水管道上部高出浮岛岛体表面的高度可以在100~600mm之间选择；

提水管道直径可以在50~100mm之间选择，提水管道的材质可以是PVC、ABS等的一种。

下层转盘与提水管道固定在一起并以半埋形式固定于上层填料层中，埋深为可以在10~50mm之间选择；

在其他实施例中，上、下转盘的外壳材质可以是 ABS、玻璃钢、PVC 的一种，且，上下转盘的形状可以为圆柱或者圆锥体，直径在20~300cm之间选择，高度可以在50~1000mm之间选择；

在其他实施例中，制动联杆可以是铁条或者其他金属条。制动联杆的横向长度可以在10~100cm之间选择，竖向长度可以在50~1000mm之间选择。

在其他实施例中，提水螺杆长度可以在10~200cm之间选择，提水螺杆的长度与浮岛岛体的上下宽度以及提过管道的长度有关，受二者的影响，应根据二者的尺寸选择合理的长度。提水螺杆的材质可以是PVC或ABS，提说螺杆的螺旋角可以在5~50度之间选择。

在其他实施例中，提水管道上部的溢流口10的开孔密度可以在8~10个/cm之间选择，孔径可以在5~100mm之间选择；溢流口的设置位置与上层转盘之间的距离可以在50~300mm 之间选择。

导流板与环状布水板材质均为 PVC或ABS ；导流板置于溢流口下方10~30mm 处并处于上层转盘上方，导流板下段直径可以在50~1500mm之间选择；

在其他实施例中，磁铁的规格可以为是直径（30~500）mm，厚度（15~75）mm，内孔（10~300）mm的圆形、同心圆形、圆弧形磁铁的一种。

本发明采用了新颖的构造设计，选择磁力驱动实现污水的提升及旋转均匀布水并复氧，利用植物、微生物及基质的协同作用低耗高效强化去污，特别适用于水动力不足的封闭水体等；磁力系统驱动污水处理的成本低且磁性作用时间长，该系统仅需要在磁性消失时通过加磁器简单的加磁处理即可再次投入运行；浮岛整个框体采用一体化成型，分区布置种植基质层、基体支撑层以及过滤层，便于模块化制备与安装，使用寿命长久。

上述实施例中的驱动上层转盘转动的驱动装置为磁力系统，在其他实施例中，可以是驱动转动的任何驱动装置，在现有技术中这种装置很多，由电机提供动力通过齿轮传动系统、链传动系统或者皮带传动系统都可以驱动上层转盘转动。

实验实例1：取边长为 150 cm 的正方形 PVC 材质人工浮岛岛体与本发明的磁力浮岛岛体，种植菖蒲，密度为 8 株/m，先后处理一个封闭的小池塘污水，时间为1 个月，检测池塘进、出水口常规水质指标，两者平均去除效果如图3所示。

实验实例2：取边长为 150 cm 的正方形 PVC 材质人工浮岛岛体与本发明的磁力浮岛岛体，种植美人蕉，密度为 8 株/m，先后处理一个封闭的小池塘污水，时间为1 个月，检测池塘进、出水口常规水质指标，两者平均去除效果如图4所示。

由上述两个实验实例可以看出，本发明的去除效率相对较高。