蚯蚓床实验教学演示装置的制作方法

本实用新型属于高校教学实验技术领域，尤其涉及一种蚯蚓床实验教学演示装置。

背景技术：

剩余污泥是一种源自污水处理厂的污、废水处理后的一种难以处置的产物，是一种混合了有机物质、水分、细胞菌体的泥状物质。剩余污泥具有含水率高（高达99%左右）、有机质含量高、易腐败、难处理等特性。随着我国污、废水量逐年增加，剩余污泥的产量也随之增大。如果不能及时有效的处理剩余污泥从而导致二次污染的产生，则会使之前的污泥净化的成果前功尽弃。

剩余污泥并非一无是处。经处理后的污泥可以用于种植作物、制作建筑材料、制备燃料、矿山回填、堆肥等用途。但这些污泥的再利用途径对污泥的含水率与有机质要求非常高。然而污泥脱水一直以来都是环境行业难以克服的难题，有机质的降低更是如此。

由于我国技术水平和经济原因的限制，剩余污泥的处理现状令人堪忧：现有脱水技术使用机械脱水的方法也仅能将污泥含水率降低至80%左右，这远达不到国家关于污泥含水率60%以下才能进行初级处置的规定，更无法进行再利用等高标准的处置方式。

剩余污泥的深度脱水技术随着国内外研究者的不断创新有了长足的进步。例如，化学调理、电化学处理等方法已经被证实可以小规模运用在污水处理厂，并达到理想的处理效果。但在实际运用中，上述方法仍需进行多次改良后才能工业化使用。

利用蚯蚓处理剩余污泥的生物法是一种新方式。蚯蚓的生长、繁殖作用能将污泥中难降解的有机质彻底分解和转化。蚯蚓参与污泥处理过程，会显著影响污泥理化性质，促进污泥降解，所得蚓粪还是优质的有机肥料，除此之外还能养殖蚯蚓获得可观的经济效益。

蚯蚓床即利用蚯蚓的生活习性和生态位协同污泥中多样的微生物将剩余污泥中的不溶性有机物转化为微生物可利用的有机物，增加微生物活性和基质利用程度的技术。该技术清洁、安全、环保、操作简单、经济效益良好，在污泥处理上有巨大的发展潜力。

蚯蚓床虽然是一种新兴技术，实际上这种技术已经开始被应用于实际处理工艺当中。然而在现今的环境专业教材乃至教学上，对于蚯蚓床的叙述比较模糊。目前所有的专利中也未有能清晰表达或演示蚯蚓床工作原理的教学演示装置，导致教师在授课时对于蚯蚓床技术以及所讲述的蚯蚓的生活习性难以理解和记忆。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简便、能提高授课效果、使学生更容易理解蚯蚓生活习性、并可对污泥在蚯蚓处理前后形态进行对比的蚯蚓床实验教学演示装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：蚯蚓床实验教学演示装置，包括底板，底板左侧垂直固定设有左立板，底板右侧垂直固定设有平行于左立板的右立板，底板上在左立板和右立板之间由左向右依次放置有均顶部敞口的第一污泥盒、第二污泥盒和第三污泥盒，底板上垂直固定设置均平行于左立板的第一安装板和第二安装板，第一安装板位于第一污泥盒和第二污泥盒之间，第二安装板位于第二污泥盒和第三污泥盒之间；

左立板和右立板之间沿左右方向水平设有一条轨道，轨道上吊挂并滚动连接有一个安装架，安装架底部设置有高于第一安装板和第二安装板上端部的摄像头，第一安装板的右侧面和第二安装板的左侧面上均设置有温度可调的电加热器和亮度可调的照射灯，电加热器和亮度可调的照射灯均位于第二污泥盒上方；

左立板右侧面下部设置有USB插接口和电源插头插接口，USB插接口通过数据信号线分别与摄像头、电加热器和照射灯连接，电源插头插接口通过分别导电线与摄像头、电加热器和照射灯连接。

轨道包括两根前后并排设置的角钢，两根角钢一侧敞口相对设置，两根角钢的另一侧敞口均朝上设置，两根角钢之间具有一道间隙；

安装架包括矩形框架和两根立杆，矩形框架水平设置在两根角钢下方，一根立杆下端连接在矩形框架左侧顶部，另一根立杆下端连接在矩形框架右侧顶部，两根立杆上端均穿过所述的间隙并固定连接有一个轴承，轴承的内圈穿设有并过盈装配有一根横轴，横轴两端设有分别同轴固定设有一个滚轮，同一根横轴两端的滚轮分别滚动设置在一根角钢上。

安装架顶部设置有上端穿过所述间隙的推拉杆，推拉杆上端套设有胶套。

采用上述技术方案，本实用新型在教学演示前，先将剩余污泥分别装入到第一污泥盒、第二污泥盒和第三污泥盒内，再把若干蚯蚓放置到第一污泥盒内对污泥进行处理，隔一段时间后，把若干蚯蚓放置到第二污泥盒内对污泥进行处理，待第一污泥盒内的污泥被蚯蚓全部处理成为蚓粪后，取出第一污泥盒内的蚯蚓，此时第二污泥盒内的蚯蚓正在处理，第二污泥盒内的剩余污泥此时为堆肥。然后将电源插头与电源插头接口对接，并将投影仪与USB插接口连接，操作人员手握推拉杆上端外部套设的胶套，将安装架沿轨道推到第三污泥盒的正上方，安装架底部的摄像头将第三污泥盒内的原始污泥的性状（颜色、形状、干湿程度、污泥颗粒大小）通过投影仪投影在大屏幕上，操作人员对原始污泥进行观察讲解；然后将安装架底部的摄像头将第二污泥盒内的蚯蚓正在处理的污泥（堆肥）的性状（颜色、形状、干湿程度、污泥颗粒大小）通过投影仪投影在大屏幕上，操作人员对蚯蚓正在处理的污泥进行观察讲解；观察蚯蚓生活习性时，先开启一侧第二污泥盒的照射灯，蚯蚓由于畏光则向另一侧无光区域进行移动，当蚯蚓聚集在蚯蚓正在处理的污泥一端时，开启另一侧的照射灯，蚯蚓则会向另一侧移动；然后开启一侧的电加热器，该侧的温度升高或降低，蚯蚓会向温度较适宜的位置移动（适宜温度为20-25℃），开启另一侧电加热器时，蚯蚓向其他适宜温度区移动，蚯蚓的移动过程可以通过摄像头进行捕捉记录。最后，将第一污泥盒放入箱体内，摄像头对第一污泥盒内的蚓粪的性状（颜色、形状、干湿程度、污泥颗粒大小）通过投影仪投影在大屏幕上，操作人员进行观察讲解。观察并讲解剩余污泥经蚯蚓处理后的蚓粪与其他原始污泥以及正在处理的污泥的区别及蚓粪的价值与用途。

本实用新型中的第一污泥盒、第二污泥盒和第三污泥盒放置在底板上，可以从底板上取下来盛装污泥或倒出污泥。轨道采用两根角钢设置，具有良好平整度和刚性。两根立杆下端均与矩形框架顶部的左侧和右侧固定连接，以及横轴两端分别设置一个滚轮，这样可使矩形框架在左右方向以及前后方向均保持良好的稳定性，避免倾斜及晃动。滚轮在两根角钢上左右滚动时，由于轴承的设置，矩形框架和两根立杆保持不动。

综上所述，本实用新型所采用的污泥为含水率80%、有机质较高的市政脱水污泥。本实用新型用于教学演示蚯蚓床的原理，对比蚯蚓处理前后剩余污泥的形态改变。发射强光、提高或降低温度令蚯蚓进行移动，通过摄像头观察、演示蚯蚓畏光、畏热的生活习性。这样可使学生能更容易理解蚯蚓的生活习性。

本实用新型易于操作、便于观察；在教学演示中能够简单、清晰的向学生展示蚯蚓床的原理；方便在实际中介绍剩余污泥经蚯蚓处理后的形态变化以及用途。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中安装架的侧视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的蚯蚓床实验教学演示装置，包括底板1，底板1左侧垂直固定设有左立板2，底板1右侧垂直固定设有平行于左立板2的右立板3，底板1上在左立板2和右立板3之间由左向右依次放置有均顶部敞口的第一污泥盒4、第二污泥盒5和第三污泥盒6，底板1上垂直固定设置均平行于左立板2的第一安装板7和第二安装板8，第一安装板7位于第一污泥盒4和第二污泥盒5之间，第二安装板8位于第二污泥盒5和第三污泥盒6之间。

左立板2和右立板3之间沿左右方向水平设有一条轨道9，轨道9上吊挂并滚动连接有一个安装架，安装架底部设置有高于第一安装板7和第二安装板8上端部的摄像头10，第一安装板7的右侧面和第二安装板8的左侧面上均设置有温度可调的电加热器11和亮度可调的照射灯12，电加热器11和亮度可调的照射灯12均位于第二污泥盒5上方。

左立板2右侧面下部设置有USB插接口13和电源插头插接口14，USB插接口13通过数据信号线（图中未示意出来）分别与摄像头10、电加热器11和照射灯12连接，电源插头插接口14通过分别导电线（图中未示意出来）与摄像头10、电加热器11和照射灯12连接。

轨道9包括两根前后并排设置的角钢15，两根角钢15一侧敞口相对设置，两根角钢15的另一侧敞口均朝上设置，两根角钢15之间具有一道间隙16。

安装架包括矩形框架17和两根立杆18，矩形框架17水平设置在两根角钢15下方，一根立杆18下端连接在矩形框架17左侧顶部，另一根立杆18下端连接在矩形框架17右侧顶部，两根立杆18上端均穿过所述的间隙16并固定连接有一个轴承19，轴承19的内圈穿设有并过盈装配有一根横轴20，横轴20两端设有分别同轴固定设有一个滚轮21，同一根横轴20两端的滚轮21分别滚动设置在一根角钢15上。

安装架顶部设置有上端穿过所述间隙16的推拉杆22，推拉杆22上端套设有胶套23。

本实用新型在教学演示前，先将剩余污泥分别装入到第一污泥盒4、第二污泥盒5和第三污泥盒6内，再把若干蚯蚓放置到第一污泥盒4内对污泥进行处理，隔一段时间后，把若干蚯蚓放置到第二污泥盒5内对污泥进行处理，待第一污泥盒4内的污泥被蚯蚓全部处理成为蚓粪后，取出第一污泥盒4内的蚯蚓，此时第二污泥盒5内的蚯蚓正在处理，第二污泥盒5内的剩余污泥此时为堆肥。然后将电源插头与电源插头接口对接，并将投影仪与USB插接口13连接，操作人员手握推拉杆22上端外部套设的胶套23，将安装架沿轨道9推到第三污泥盒6的正上方，安装架底部的摄像头10将第三污泥盒6内的原始污泥的性状（颜色、形状、干湿程度、污泥颗粒大小）通过投影仪投影在大屏幕上，操作人员对原始污泥进行观察讲解；然后将安装架底部的摄像头10将第二污泥盒5内的蚯蚓正在处理的污泥（堆肥）的性状（颜色、形状、干湿程度、污泥颗粒大小）通过投影仪投影在大屏幕上，操作人员对蚯蚓正在处理的污泥进行观察讲解；观察蚯蚓生活习性时，先开启一侧第二污泥盒5的照射灯12，蚯蚓由于畏光则向另一侧无光区域进行移动，当蚯蚓聚集在蚯蚓正在处理的污泥一端时，开启另一侧的照射灯12，蚯蚓则会向另一侧移动；然后开启一侧的电加热器11，该侧的温度升高或降低，蚯蚓会向温度较适宜的位置移动（适宜温度为20-25℃），开启另一侧电加热器11时，蚯蚓向其他适宜温度区移动，蚯蚓的移动过程可以通过摄像头10进行捕捉记录。最后，将第一污泥盒4放入箱体内，摄像头10对第一污泥盒4内的蚓粪的性状（颜色、形状、干湿程度、污泥颗粒大小）通过投影仪投影在大屏幕上，操作人员进行观察讲解。观察并讲解剩余污泥经蚯蚓处理后的蚓粪与其他原始污泥以及正在处理的污泥的区别及蚓粪的价值与用途。

本实用新型中的第一污泥盒4、第二污泥盒5和第三污泥盒6放置在底板1上，可以从底板1上取下来盛装污泥或倒出污泥。轨道9采用两根角钢15设置，具有良好平整度和刚性。两根立杆18下端均与矩形框架17顶部的左侧和右侧固定连接，以及横轴20两端分别设置一个滚轮21，这样可使矩形框架17在左右方向以及前后方向均保持良好的稳定性，避免倾斜及晃动。滚轮21在两根角钢15上左右滚动时，由于轴承19的设置，矩形框架17和两根立杆18保持不动。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。