一种河道自吸式垃圾收集及水质净化装置的制作方法

1.本实用新型属于地表水环境生态修复治理领域，特别是涉及一种河道自吸式垃圾收集及水质净化装置。


背景技术：

2.定期清理河道水面漂浮垃圾是水环境治理重要的工作之一，近年来为应对我国城市河道的垃圾污染问题，相继投入使用了各种小型河面垃圾收集设备，但目前市场上设备普遍存在功能单一、作业效率低，结构复杂、吸口易堵塞等缺点。
3.河面漂浮垃圾主要指的是生活垃圾、植物落叶、水草残体、浮泥以及油污等，河道垃圾如果得不到及时清理，会漂到河面的各个角落，挂在水生植物上。长此以往，水生植物会枯萎死亡，既破坏了生态系统平衡，又产生了二次污染，最终导致了河道富营养化，水质下降。目前主流的清理方式为人工打捞，在人工的基础上使用垃圾收集设备、垃圾打捞船等辅助手段，然而一些絮状物垃圾在人工清理时不易收集，同时采用人工清理不仅劳动强度大、效率低、持续时间长，而且劳工的水上作业安全也成为隐患。
4.基于此，发展一种结构简单、效率高、不易堵塞，同时具有多种功能的装置对地表水环境的治理意义重大。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种河道自吸式垃圾收集及水质净化装置，以解决现有技术中河道垃圾清理设备功能单一、效率低、结构复杂以及易堵塞的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种河道自吸式垃圾收集及水质净化装置，所述装置包括进水过滤仓、动力仓和水质净化仓；所述进水过滤仓设于水质净化仓的上方，所述动力仓的进水口连通进水过滤仓的出水口，动力仓的出水口连通水质净化仓的进水口。
7.优选地，所述进水过滤仓为箱体。
8.优选地，所述水质净化仓为箱体。
9.优选地，所述动力仓为箱体。
10.优选地，所述动力仓设于进水过滤仓与水质净化仓的一侧。
11.优选地，所述动力仓内设有离心泵，所述离心泵的进水口连通进水过滤仓，出水口连通水质净化仓。
12.优选地，所述动力仓内壁设有消音层，用于进行降噪。
13.优选地，所述水质净化仓内设有填料，所述水质净化仓的出水口设有滤网以防止填料流失。
14.优选地，所述装置还包括水质检测仪，所述水质检测仪设于动力仓的顶部。
15.优选地，所述装置还包括设于装置底部的浮板，用于使装置顶端露出水面。
16.如上所述，本实用新型的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置，具有以下有益效果：
17.1)本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置能够实现对河面漂浮垃圾的全自动收集，收集范围从大体积垃圾如生活垃圾、树枝等，到小颗粒物如浮泥、絮状物等，可以24小时全自动运行，替代人工实现河道清理和维护。降低了人工维护成本，提高了河面清理效率。
18.2)本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置解决了同类型产品滤网容易堵塞的问题。相比于其他同类型产品的过滤材料往往采用单层滤布/滤网，滤孔较小容易被大体积漂浮物堵住，本实用新型装置设计三级分层滤网结构，依次过滤垃圾，及时清理的情况下滤网不产生堵塞问题。
19.3)本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置将水体净化和水质监测等水环境功能，融合设计在一体化装置内。实现垃圾收集的同时，完成对河道水体的水质提升，水体经设备净化后回流入河道，形成清水循环；实时监测数据传输，远程掌控河道水环境状况。
附图说明
20.图1显示为本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置的示意图。
21.图2显示为本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置的俯视图。
22.元件标号说明
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进水过滤仓
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动力仓
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水质净化仓
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水质检测仪
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浮板
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11
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导流板
[0029]
12
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顶盖
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13
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活动板
[0031]
14
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粗格栅
[0032]
141
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粗滤区
[0033]
15
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细格栅
[0034]
151
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细滤区
[0035]
16
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细孔滤网
[0036]
161
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精滤区
[0037]
17
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导流板的板面与进水过滤仓的进水口侧面的角度
[0038]
21
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离心泵
[0039]
22
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太阳能电板
[0040]
31
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填料
具体实施方式
[0041]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0042]
请参阅附图1～2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0043]
如图1所示，本实用新型实施例提供一种河道自吸式垃圾收集及水质净化装置，包括进水过滤仓1、动力仓2和水质净化仓3；进水过滤仓1设于水质净化仓3的上方，动力仓2的进水口连通进水过滤仓1的出水口，动力仓2的出水口连通水质净化仓3的进水口。
[0044]
本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置通过进水过滤仓1对水流进行初步的过滤，在动力仓2的作用下，水流由进水过滤仓1经动力仓2到达水质净化仓3以进一步的净化。动力仓2为本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置的过渡层和动力核心。进水过滤仓1设于水质净化仓3的上方，一方面进水过滤仓1可以对河道表面漂浮垃圾充分吸附过滤，另一方面下方水质净化仓3净化后出水可以使不同深度的水层产生交换，提升上层溶解氧。
[0045]
在一个可选的实施例中，如图1所示，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置中，进水过滤仓1为箱体。在本实用新型较佳的实施方式中，进水过滤仓1为立方体，优选为长方体结构，进一步优选为高度为50cm，宽度为1m，长度为1m的长方体。水质净化仓3为箱体，在本实用新型较佳的实施方式中，水质净化仓3为立方体，优选为长方体，进一步优选为高度为25cm，宽度为1m，长度为1m的长方体。动力仓2为箱体。在本实用新型较佳的实施方式中，动力仓2为立方体。动力仓2设于进水过滤仓1与水质净化仓3的一侧。动力仓2设于进水过滤仓1和水质净化仓3同一侧，便于河水流通。且进水过滤仓1、动力仓2与水质净化仓3立方体的设计，利于优化水流路径，不易产生水动力死角。
[0046]
在一个可选的实施例中，如图1所示，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置中，进水过滤仓1的顶盖12为活动翻板式。顶盖12覆盖于整个进水过滤仓1的上方。使用时，便于直接打开进行观察或者清理垃圾。
[0047]
进水过滤仓1的进水口设有导流板11，以引导水流进入过滤仓，增加过水断面。在一个优选的实施例中，导流板11呈敞口喇叭型并与进水过滤仓1进水口连接，喇叭型导流板的板面与进水过滤仓的进水口外侧面的角度17为120度。进水口四周敞口设置的导流板便于引导水流进入进水过滤仓。
[0048]
进水过滤仓1内底部设有活动板13，便于清理垃圾时直接取出活动板进行倾倒。
[0049]
进水过滤仓1为侧向进水，进水过滤仓1内沿水流方向依次设置的粗格栅14、细格栅15和细孔滤袋16。粗格栅14、细格栅15和细孔滤袋16的设置可以依次针对不同粒径的垃圾进行截留和过滤。
[0050]
使用时，打开顶盖12，取出粗格栅14、细格栅15和细孔滤袋16清理，然后将活动板13从顶盖12取出进行垃圾倾倒清理。
[0051]
在一个优选的实施例中，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置中，粗格栅14、细格栅15和细孔滤袋16将进水过滤仓1内部横向分区为的粗滤区141、细滤区151和精滤区161。粗滤区141、细滤区151和精滤区161分别对应粗格栅14、细格栅15和细孔滤袋16在进水过滤仓1中的垃圾储存空间。
[0052]
其中，粗格栅14由若干竖直排列的栅条组成。粗格栅14中各栅条之间的栅距设置为30～40mm。粗格栅14的栅条可采用金属直栅条，用于隔除粗大的漂浮物如生活垃圾、树枝等。
[0053]
细格栅15由若干竖直排列的栅条组成。细格栅15中各栅条之间的栅距设置为10～15mm。细格栅15的栅条可采用垂直排列的金属结构，用于过滤树叶、石子等小体积漂浮物。
[0054]
细孔滤袋16包括内层粗滤面和外层精滤面。细孔滤袋16内层粗滤面的孔径为40目。细孔滤袋16外层精滤面的孔径为80目。细孔滤袋16用于过滤残留物如砂砾等固体悬浮物。其中内层粗滤面保证足够纳污能力，减少过滤阻力，外层精滤面，阻截微小颗粒，保证过滤精度，梯次结构的设计保证杂质被层层截留。内层粗滤面和外层精滤面的滤料均是纯聚丙烯材质，其具有良好的亲油疏水特性，过滤时无其他化学成分生成。
[0055]
在一个可选的实施例中，如图1所示，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置中，动力仓2内设有离心泵21，离心泵21固定于动力仓2的底部。离心泵21的进水口连通进水过滤仓1，离心泵21的出水口连通水质净化仓3。可在动力仓2内通过槽钢焊接搭建底座，底座使离心泵21和动力仓2紧密结合，让动力仓2整体结构更加坚固
[0056]
离心泵21优选为自吸式离心泵。自吸式离心泵单台装置的覆盖范围可以达到1000～2000m2，垃圾清理更为高效。
[0057]
动力仓2内壁设有消音层，用于进行降噪。消音层为消音棉。动力仓2作为整个装置的过渡层和动力核心，其仓体的大小根据离心泵设计，动力仓2的进水口对应进水过滤仓1的出水口、动力仓2的出水口对应水质净化仓的进水口。动力仓2的进、出水口需密封加固，使进水过滤仓1、水质净化仓3与离心泵21之间形成负压，产生水动力。
[0058]
使用时，河道水流在导流板11作用下进入进水过滤仓1，在自吸式离心泵作用下，水流在进水过滤仓1内通过粗格栅14、细格栅15以及细孔滤袋16的层层过滤到达进水过滤仓1的出水口，水流通过自吸式离心泵排入水质净化仓3进一步净化。
[0059]
在一个可选的实施例中，如图1所示，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置中，水质净化仓内3设有填料31，水质净化仓3的出水口设有滤网以防止填料31流失。滤网孔径为5mm。滤网优选钢丝滤网。填料31包括高效净化缓释材料和砾石。缓释材料以多种无机钙盐复配成型，具有互连微孔骨架结构，比表面积大，可与水中污染物形成难溶性化合物，有效降低水体中污染物浓度，同时发挥吸附等作用，与ss实现共沉淀，提升水体透明度。高效净化缓释材料优选粒径为10mm的高效净化缓释颗粒。砾石优选粒径15～30mm的砾石。将缓释材料和大粒径砾石混合填充铺设，砾石与填料之间的孔隙能形成有效的水流通道，当水流通过时，利用缓释材料的净化功能和砾石的砾间氧化作用，使水中的悬浮物ss因沉淀、物理拦截、水动力等原理而发生接触沉淀，同时砾石表面由于微生物(生物膜)的吸附，可吸收水中的有机物和氮磷等营养物质用于自身新陈代谢，转化和降解水中的污染物，进一步去除进水过滤仓过滤水的n、p、cod等营养物质，经过净化后的水由水质净化仓的出水口排出箱体，流入河道。
[0060]
在一个可选的实施例中，如图1所示，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置，还包括水质检测仪4，水质检测仪4设于动力仓的顶部。水质检测仪4的探头外置于河道水中，以检测水质指标。主要监测的水质指标包括：溶解氧、ph、cod、氨氮、浊度和电导率等，数据记录采用大数据云平台实施传输，用户在互联网上随时使用媒介手段(通过软件客户端、pc云端平台、手机公众号等)查看监测数据。水质数据采用4g模块信号传输，实现远程监控。水质检测仪的供电模式采用双供电系统，主电源与动力仓2中离心泵21共用岸上接电点，通过防水电缆由岸边的接电点供电，可全天24小时运行。同时在水质监测仪顶部安装太阳能电板22进行辅助供电，白天由太阳能电板22辅助供电，夜晚由主电源供电，电源灵活切换使设备全天不间断供电、降低能耗，保证监测数据的完整性。
[0061]
在一个可选的实施例中，如图1所示，本实用新型实施例所示的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置，还包括设于装置底部的浮板5，以使装置顶端可露出水面。设置通过浮板5使通过浮板浮力保持装置顶端露出水面。
[0062]
使用时，本实用新型的河道自吸式垃圾收集及水质净化装置采用河道中心固定和驳岸固定两种形式。若采用河道中心固定的安装方式，需在安装点定位打桩(采用dn32镀锌钢管)，将装置通过牵引绳绑定于钢管桩，设计浮板5的浮力可使装置顶端露出水面、整体随水位涨落，适应枯水季节和丰水季节的水位变化。驳岸固定的安装方式主要应用于城市河道中的硬质驳岸类型，通过在硬质驳岸上安装槽钢固定架，将设备在适宜的高度(通常设置为常水位高度)连接在固定架上。
[0063]
本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置的进水过滤仓中垃圾清理频次根据河面的垃圾富集程度设定，一般8～10小时由人工清理一次(一天2次)，可满足设备的正常运行。清理时，将进水过滤仓1的顶盖12打开，粗细格栅过滤区内的垃圾堆放于活动板上，可直接取出活动板进行倾倒，细孔滤袋(连同内部垃圾)采用直接更换的方式清理，替换下的滤袋经过反冲洗等清理后即可循环使用。
[0064]
综上所述，本实用新型河道自吸式垃圾收集及水质净化装置为集漂浮垃圾收集、水质净化功能于一体的装置，不仅克服了现有河道垃圾清理设备功能单一、效率低、结构复杂以及易堵塞的问题，而且能高效收集水面垃圾、净化水质，还能提升溶氧同时检测水质。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0065]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。