一种基于充氧式复合纤维人工水草的河道生态修复装置的制作方法

本发明涉及河道生态治理技术领域，具体涉及一种基于充氧式复合纤维人工水草的河道生态修复装置。

背景技术：

随着经济快速发展，我国许多河流尤其是人口分布密集的城市河流，经过生活污水、生活垃圾、有机工业废水、合流智管网溢流污水、污水厂尾水、畜禽养殖场粪便污水、酸雨、初期雨水、大气扬尘等的侵入，河底的淤泥及淤泥释放的有害物质没有及时处理，导致水质污染和生态退化问题十分严重，甚至出现了季节性或常年性水体黑臭现象。据统计，我国80％以上的城市河道受到了污染，其中大部分已演变成黑臭河道。黑臭河道对居民的健康和生态安全构成了严重的威胁，其治理已成为我国目前迫切需要解决的水环境问题之一。

目前常用的黑臭河道治理方法主要为疏浚、生态浮岛、局部充氧和投撒生物菌剂等；局部充氧可提升水体溶解氧，但是如何能充分的充氧到河道，目前常用的充氧方式有机械曝气盘和潜水曝气充氧，都出现了充氧效果不好，涉及的面积较小，不能解决河道整体生态修复，而且现有的技术方案也难以对安装位置以及高度进行有效的调整，灵活性较差。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种方便调节、纳污量大的基于充氧式复合纤维人工水草的河道生态修复装置。

本发明的技术方案为：一种基于充氧式复合纤维人工水草的河道生态修复装置，包括固定堰板、支撑板、充氧组件、人工水草组件、调节组件和控制箱；固定堰板设置有两个，两个固定堰板左右对称设置，两个固定堰板下端均固定设置有锚钉，两个固定堰板相对的一侧均设置有活动套筒；支撑板包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板设置有两个，两个第一支撑板上均设置有导向柱，两个第一支撑板分别通过导向柱与两个固定堰板上的活动套筒活动卡接，第二支撑板分别与两个第一支撑板活动铰接，第一支撑板和第二支撑板上均设置有管道扣件和探测装置，探测装置用于探测河床高度；充氧组件包括充氧机和布气管网，布气管网通过管道扣件与第一支撑板和第二支撑板固定，布气管网上设置有螺纹接口，布气管网通过布气主管与充氧机连接；人工水草组件包括复合纤维人工水草和水草固定筒，水草固定筒包括螺纹底座和固定筒，螺纹底座与螺纹接口连接，固定筒设置在螺纹底座上端，固定筒与螺纹底座相互导通，固定筒周向均匀设置有多个导出管，复合纤维人工水草活动设置在导出管上，且复合纤维人工水草通过导出管后延伸至固定筒内部；调节组件用于调节第一支撑板和第二支撑板的高度；控制箱与调节组件和探测装置连接，调节组件和探测装置由外部电源供电。

进一步地，调节组件包括提升电机、滑轮和牵引钢索，提升电机、滑轮和牵引钢索均成对设置，两个提升电机分别设置在两个固定堰板上，两个提升电机的输出轴上均设置有卷轮，两个滑轮分别设置在两个活动套筒上，两个牵引钢索分别与两个卷轮固定连接，且两个牵引钢索穿过两个滑轮后分别与两个第一支撑板固定连接，通过提升电机和牵引钢索对第一支撑板和第二支撑板的高度进行调节，使得本装置能够适用于不同深度的河床，提高河道修复效果。

进一步地，布气管网包括布气管和连接管，螺纹接口设置在布气管上，布气管与连接管通过连接头活动连接，连接管上设置有管接口，相邻两个布气管网通过管接口连接，拆卸式的布气管网便于维修和组装。

进一步地，第二支撑板设置有1-3个，1-3个第二支撑板相互铰接，每个第二支撑板上都设置有布气管网，使得装置能够适用于不同宽度的河道，扩大装置的适用范围。

进一步地，螺纹底座内部通过转轴设置有螺旋桨叶，固定筒内部转动设置有转轴，转轴的顶端贯穿固定筒，且转轴的顶端与固定筒连接处设置有复位扭簧，复合纤维人工水草通过导出管后缠绕设置在转轴上，通过设置螺旋桨叶，使得螺旋桨叶在气流的作用下进行旋转，提高河水中的含氧量；转轴和复位扭簧的设置，使得复合纤维人工水草的长度能够随着河道中水的流速不断变化，当水流增大时，复合纤维人工水草被拉长，当水流减小时，复合纤维人工水草在复位扭簧的作用下缩短。

进一步地，复合纤维人工水草端部设置有轻质浮球，通过设置轻质浮球，使得复合纤维人工水草始终直立在河水中。

进一步地，复合纤维人工水草包括水草本体和主绳，水草本体为丝状纤维束，水草本体均匀固定设置在主绳的周向，通过设置主绳，提高水草本体的耐用程度，避免水草本体在河水的冲刷作用下断裂，对河流造成二次污染。

本发明的工作原理为：使用时，将两个固定堰板分别通过锚钉固定在河岸两侧，根据河道的宽度，选择第二支撑板的数量，将各个第二支撑板铰接在一起后分别与两个第一支撑板进行铰接；将布气管和连接管通过连接头进行组装，然后通过管道扣件将布气管网固定在第一支撑板和第二支撑板上；将水草固定筒通过螺纹底座与布气管上的螺纹接口进行连接；然后通过导向柱和活动套筒将第一支撑板与固定堰板进行连接；将牵引钢索与卷筒固定，然后穿过滑轮与第一支撑板进行固定；将提升电机和探测装置分别与外部电源、控制箱进行连接，当探测装置探测到河床高度发生变化时，控制箱控制提升电机启动，对第一支撑板和第二支撑板的高度进行牵引调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构设计合理，通过设置有调节组件和探测装置便于对充氧组件的高度进行调节，使得河水中的复合纤维人工水草发挥最大的作用，对河水中的氮、磷和重金属等污染物进行充分吸收，并为河水中的好氧微生物提供载体；设置可组装的第二支撑板，使得本装置能够使用于不同宽度的河床，扩大了装置的使用范围；通过设置水草固定筒，使得复合纤维人工水草在河水中有序排列，提高好氧微生物的附着面积，同时提高了污染物的吸收量，提高了河道治理效果，设置的转轴和复位扭簧能够使得复合纤维人工水草能够随着水流大小进行长度调节，提高复合纤维人工水草的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的布气管网的结构示意图；

图4是本发明的水草固定筒的外部架构示意图；

图5是本发明的水草固定筒的剖视图；

图6是本发明的水草固定筒的俯视图；

图7是本发明的另一实施例的结构示意图；

其中，1-固定堰板、10-锚钉、11-活动套筒、2-支撑板、20-第一支撑板、201-导向柱、202-管道扣件、21-第二支撑板、3-充氧组件、30-充氧机、31-布气管网、310-螺纹接口、311-布气管、312-连接管、3120-管接口、313-连接头、32-布气主管、4-人工水草组件、40-复合纤维人工水草、400-轻质浮球、41-水草固定筒、410-螺纹底座、411-固定筒、4110-导出管、412-螺旋桨叶、413-转轴、4130-复位扭簧、5-调节组件、50-提升电机、51-滑轮、52-牵引钢索、53-卷轮、6-探测装置。

具体实施方式

实施1：如图1、2所示的一种基于充氧式复合纤维人工水草的河道生态修复装置，包括固定堰板1、支撑板2、充氧组件3、人工水草组件4、调节组件5和控制箱；固定堰板1设置有两个，两个固定堰板1左右对称设置，两个固定堰板1下端均固定设置有锚钉10，两个固定堰板1相对的一侧均设置有活动套筒11；

如图1、2所示，支撑板2包括第一支撑板20和第二支撑板21，第一支撑板20设置有两个，两个第一支撑板20上均设置有导向柱201，两个第一支撑板20分别通过导向柱201与两个固定堰板1上的活动套筒11活动卡接，第二支撑板21设置有1个，1个第二支撑板21分别两个第一支撑板20铰接，第二支撑板21上设置有布气管网31；使得装置能够适用于不同宽度的河道，扩大装置的适用范围；第二支撑板21分别与两个第一支撑板20活动铰接，第一支撑板20和第二支撑板21上均设置有管道扣件202和探测装置6，探测装置6用于探测河床高度；

如图1、2、3所示，充氧组件3包括充氧机30和布气管网31，布气管网31通过管道扣件202与第一支撑板20和第二支撑板21固定，布气管网31上设置有螺纹接口310，布气管网31通过布气主管32与充氧机30连接，布气管网31包括布气管311和连接管312，螺纹接口310设置在布气管311上，布气管311与连接管312通过连接头313活动连接，连接管312上设置有管接口3120，相邻两个布气管网31通过管接口3120连接，拆卸式的布气管网31便于维修和组装；

如图2、4、5、6所示，人工水草组件4包括复合纤维人工水草40和水草固定筒41，水草固定筒41包括螺纹底座410和固定筒411，螺纹底座410与螺纹接口310连接，固定筒411设置在螺纹底座410上端，固定筒411与螺纹底座410相互导通，固定筒411周向均匀设置有多个导出管4110，复合纤维人工水草40活动设置在导出管4110上，且复合纤维人工水草40通过导出管4110后延伸至固定筒411内部，复合纤维人工水草40端部设置有轻质浮球400，通过设置轻质浮球400，使得复合纤维人工水草40始终直立在河水中，复合纤维人工水草40包括水草本体和主绳，水草本体为丝状纤维束，水草本体均匀固定设置在主绳的周向，通过设置主绳，提高水草本体的耐用程度，避免水草本体在河水的冲刷作用下断裂，对河流造成二次污染；螺纹底座410内部通过转轴设置有螺旋桨叶412，固定筒411内部转动设置有转轴413，转轴413的顶端贯穿固定筒411，且转轴413的顶端与固定筒411连接处设置有复位扭簧4130，复合纤维人工水草40通过导出管4110后缠绕设置在转轴413上，通过设置螺旋桨叶412，使得螺旋桨叶412在气流的作用下进行旋转，提高河水中的含氧量；转轴413和复位扭簧4130的设置，使得复合纤维人工水草40的长度能够随着河道中水的流速不断变化，当水流增大时，复合纤维人工水草40被拉长，当水流减小时，复合纤维人工水草40在复位扭簧4130的作用下缩短；

如图1、2所示，调节组件5用于调节第一支撑板20和第二支撑板21的高度；调节组件5包括提升电机50、滑轮51和牵引钢索52，提升电机50、滑轮51和牵引钢索52均成对设置，两个提升电机50分别设置在两个固定堰板1上，两个提升电机50的输出轴上均设置有卷轮53，两个滑轮51分别设置在两个活动套筒11上，两个牵引钢索52分别与两个卷轮53固定连接，且两个牵引钢索52穿过两个滑轮51后分别与两个第一支撑板20固定连接，通过提升电机50和牵引钢索52对第一支撑板20和第二支撑板21的高度进行调节，使得本装置能够适用于不同深度的河床，提高河道修复效果；控制箱与提升电机50和探测装置6连接，提升电机50和探测装置6由外部电源供电，控制箱和探测装置6均为市售。

实施例2：如图7、2所示的一种基于充氧式复合纤维人工水草的河道生态修复装置，包括固定堰板1、支撑板2、充氧组件3、人工水草组件4、调节组件5和控制箱；固定堰板1设置有两个，两个固定堰板1左右对称设置，两个固定堰板1下端均固定设置有锚钉10，两个固定堰板1相对的一侧均设置有活动套筒11；

如图7所示，支撑板2包括第一支撑板20和第二支撑板21，第一支撑板20设置有两个，两个第一支撑板20上均设置有导向柱201，两个第一支撑板20分别通过导向柱201与两个固定堰板1上的活动套筒11活动卡接，第二支撑板21设置有3个，3个第二支撑板21相互铰接在一起，且分别两个第一支撑板20铰接，3个第二支撑板21上均设置有布气管网31；使得装置能够适用于不同宽度的河道，扩大装置的适用范围；第二支撑板21分别与两个第一支撑板20活动铰接，第一支撑板20和第二支撑板21上均设置有管道扣件202和探测装置6，探测装置6用于探测河床高度；

如图7、3所示，充氧组件3包括充氧机30和布气管网31，布气管网31通过管道扣件202与第一支撑板20和第二支撑板21固定，布气管网31上设置有螺纹接口310，布气管网31通过布气主管32与充氧机30连接，布气管网31包括布气管311和连接管312，螺纹接口310设置在布气管311上，布气管311与连接管312通过连接头313活动连接，连接管312上设置有管接口3120，相邻两个布气管网31通过管接口3120连接，拆卸式的布气管网31便于维修和组装；

如图7、4、5、6所示，人工水草组件4包括复合纤维人工水草40和水草固定筒41，水草固定筒41包括螺纹底座410和固定筒411，螺纹底座410与螺纹接口310连接，固定筒411设置在螺纹底座410上端，固定筒411与螺纹底座410相互导通，固定筒411周向均匀设置有多个导出管4110，复合纤维人工水草40活动设置在导出管4110上，且复合纤维人工水草40通过导出管4110后延伸至固定筒411内部，复合纤维人工水草40端部设置有轻质浮球400，通过设置轻质浮球400，使得复合纤维人工水草40始终直立在河水中，复合纤维人工水草40包括水草本体和主绳，水草本体为丝状纤维束，水草本体均匀固定设置在主绳的周向，通过设置主绳，提高水草本体的耐用程度，避免水草本体在河水的冲刷作用下断裂，对河流造成二次污染；螺纹底座410内部通过转轴设置有螺旋桨叶412，固定筒411内部转动设置有转轴413，转轴413的顶端贯穿固定筒411，且转轴413的顶端与固定筒411连接处设置有复位扭簧4130，复合纤维人工水草40通过导出管4110后缠绕设置在转轴413上，通过设置螺旋桨叶412，使得螺旋桨叶412在气流的作用下进行旋转，提高河水中的含氧量；转轴413和复位扭簧4130的设置，使得复合纤维人工水草40的长度能够随着河道中水的流速不断变化，当水流增大时，复合纤维人工水草40被拉长，当水流减小时，复合纤维人工水草40在复位扭簧4130的作用下缩短；

如图7所示，调节组件5用于调节第一支撑板20和第二支撑板21的高度；调节组件5包括提升电机50、滑轮51和牵引钢索52，提升电机50、滑轮51和牵引钢索52均成对设置，两个提升电机50分别设置在两个固定堰板1上，两个提升电机50的输出轴上均设置有卷轮53，两个滑轮51分别设置在两个活动套筒11上，两个牵引钢索52分别与两个卷轮53固定连接，且两个牵引钢索52穿过两个滑轮51后分别与两个第一支撑板20固定连接，通过提升电机50和牵引钢索52对第一支撑板20和第二支撑板21的高度进行调节，使得本装置能够适用于不同深度的河床，提高河道修复效果；控制箱与提升电机50和探测装置6连接，提升电机50和探测装置6由外部电源供电，控制箱和探测装置6均为市售。

应用例：应用本装置对本市某河流进行修复治理，使用前，河水透明度为10cm，河水中总氮含量为7.8mg/l，总磷含量为0.82mg/l，氨氮含量为5.7mg/l，codcr为209mg/l；使用一个月后，河水透明度增加到25cm，河水中总氮含量降为4.2mg/l，总磷含量降为0.38mg/l，氨氮含量将为2.4mg/l，codcr降为98mg/l；使用三个月后，河水透明度增加到45cm，河水中总氮含量降为1.1mg/l，总磷含量降为0.15mg/l，氨氮含量将为0.82mg/l，codcr降为39mg/l；应用本装置对河流水域进行修复治理，河流生态环境得到极大改善。

使用时，将两个固定堰板1分别通过锚钉10固定在河岸两侧，根据河道的宽度，选择第二支撑板21的数量，将各个第二支撑板21铰接在一起后分别与两个第一支撑板20进行铰接；将布气管311和连接管312通过连接头313进行组装，然后通过管道扣件202将布气管网31固定在第一支撑板20和第二支撑板21上；将水草固定筒41通过螺纹底座410与布气管311上的螺纹接口310进行连接；然后通过导向柱201和活动套筒11将第一支撑板20与固定堰板1进行连接；将牵引钢索52与卷筒53固定，然后穿过滑轮51与第一支撑板20进行固定；将提升电机50和探测装置6分别与外部电源、控制箱进行连接，当探测装置6探测到河床高度发生变化时，控制箱控制提升电机50启动，对第一支撑板20和第二支撑板21的高度进行牵引调节。