一种用于生活污水处理的太阳能曝气复氧装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体为一种用于生活污水处理的太阳能曝气复氧装置。

背景技术：

随着经济社会的发展，城市生活污水也在逐步加剧，并且由于长期疏于管理，河道脏、乱、黑、臭等现象普遍存在，这都严重束缚了城市的发展，破坏了城市环境，对水生动植物的生存也构成了威胁。城市河道生活污水的生态治理已迫在眉睫。现阶段常用的河道生活污水治理技术中以曝气充氧方法最有效，综合效益也最高，其主要方式有在河道底部安装固定式的曝气盘或者曝气管；曝气机、曝气船和对应的太阳能曝气机、曝气船，这些方式都有一定的缺陷。固定式曝气盘或曝气管只能固定在一个位置上，无法灵活移动，受曝气设备管线限制，管线不能太长，治理水域面积有限，需要消耗电能。曝气机、曝气船消耗电能和柴油，能耗很高。太阳能曝气机和太阳能曝气船虽然利用太阳能作为动力能源，但是对太阳能的利用率都很低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于生活污水处理的太阳能曝气复氧装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于生活污水处理的太阳能曝气复氧装置，包括浮体，所述浮体上固定连接有控制箱，所述控制箱内从左至右依次设有蓄电池、单片机和微动力曝气泵，且单片机和微动力曝气泵均与蓄电池电连接，所述控制箱顶部上方设有步进电机，且步进电机与蓄电池电连接，所述步进电机上设有转轴，所述转轴通过连接轴与太阳能电池板套接，且太阳能电池板通过导线与蓄电池电连接，所述太阳能电池板上安装有光强传感器，且光强传感器连接于单片机的输入端，所述浮体底部垂直设置有生物载体组合填料，且生物载体组合填料连接成串，均匀悬挂于浮体底部，所述微动力曝气泵的出气口处连接有供气管，所述供气管穿过浮体并与水平设置在浮体下面的曝气管相连通。

优选的，所述单片机的型号为STC12C5410AD，且单片机通过控制电路A与步进电机控制连接。

优选的，所述控制电路A包括PC817光耦、三极管Q1和继电器，PC817光耦包括发光二极管和光敏半导体管，发光管正极A3端外接于5V电源输出端，发光管负极K2端通过电阻R5与单片机的输出端I/O口相连，光敏半导体管的发射极E3接地，光敏半导体管的集电极C3端依次通过电阻R6和R7与三极管Q1输入端连接，三极管Q1输出端与继电器输入端连接，继电器输出端接地，继电器设有相应的继电器触点开关，继电器触点开关、步进电机和蓄电池之间通过导线依次连接组成串联电路。

优选的，所述转轴和连接轴之间设有机械转向器。

优选的，所述曝气管为微孔曝气管。

优选的，所述浮体底部左右两端分别设有两组对称的锚定物。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用于生活污水处理的太阳能曝气复氧装置，在使用过程中，光强传感器将检测到的太阳光强度信号传递给STC12C5410AD单片机，经STC12C5410AD单片机内定程序计算出太阳能电池板将要转动的角度，同时，STC12C5410AD单片机控制步进电机使太阳能电池板的朝向精确跟随太阳位置地变化而变化，从而使其始终保持与太阳光垂直，然后通过太阳能发电，把电能储存在蓄电池中，接通微动力曝气泵与蓄电池之间的电路，使微动力曝气泵工作，并通过可移动的浮体及通入水中的曝气管，为任意位置的水体源源不断地提供空气进行复氧。

本实用新型中，利用STC12C5410AD单片机与光强传感器之间的信号传递，以及STC12C5410AD单片机控制的控制电路A，信号稳定，反应速度快，能够及时高效的控制步进电机转动，使太阳能电池板的朝向精确跟随太阳位置地变化而变化，从而使其始终保持与太阳光垂直，使用该控制装置能使本实用新型比普通太阳能曝气装置提高40％左右的太阳能利用率，使得本实用新型对太阳能的有效使用率得到最大化。

本实用新型中，设置的生物载体组合填料，利用填料的高比表面积等优点，聚集大量微生物、浮游动物，极大地提高了生物量，同时在曝气充氧的条件下，增加了水中溶解氧浓度，对生物降解起到明显的辅助作用，有效降低污染负荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有机物及其它污染物，净化了水体水质。

本实用新型中，设置的机械转向器，便于步进电机带动太阳能电池板可沿任意角度转动，灵活方便，提高转动效率；设置的微孔曝气管，提高了水体复氧效果；设置的锚定物，保证了本装置的稳定性。

该实用新型结构简单、设计巧妙，利用浮体在水中游动进行移动曝气，既充分利用了天然绿色能源，又能灵活移动的治理生活污水，同时将曝气充氧和微生物降解的优势结合在一起，有效降低污染负荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有机物及其它污染物，净化了水体水质。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型光强传感器与单片机的连接电路示意图；

图3为本实用新型控制电路A结构示意图；

图4为本实用新型微动力曝气泵启动电路示意图。

图中：1浮体、2控制箱、3蓄电池、4单片机、5微动力曝气泵、6步进电机、7转轴、8连接轴、9太阳能电池板、10机械转向器、11光强传感器、12生物载体组合填料、13供气管、14曝气管、15锚定物、控制电路A。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种用于生活污水处理的太阳能曝气复氧装置，包括浮体1，用于在水中进行自由移动，浮体1上固定连接有控制箱2，控制箱2内从左至右依次设有蓄电池3、单片机4和微动力曝气泵5，且单片机4的型号为STC12C5410AD，STC12C5410AD单片机4和微动力曝气泵5均与蓄电池3电连接，控制箱2顶部上方设有步进电机6，步进电机6与蓄电池3电连接，且STC12C5410AD单片机4通过控制电路A与步进电机6控制连接。

控制电路A包括PC817光耦、三极管Q1和继电器，PC817光耦包括发光二极管和光敏半导体管，发光管正极A3端外接于5V电源输出端，发光管负极K2端通过电阻R5与单片机4的输出端I/O口相连，光敏半导体管的发射极E3接地，光敏半导体管的集电极C3端依次通过电阻R6和R7与三极管Q1输入端连接，三极管Q1输出端与继电器输入端连接，继电器输出端接地，继电器设有相应的继电器触点开关，继电器触点开关、步进电机6和蓄电池3之间通过导线依次连接组成串联电路。

利用STC12C5410AD单片机4与光强传感器11之间的信号传递，以及STC12C5410AD单片机4控制的控制电路A，信号稳定，反应速度快，能够及时高效的控制步进电机6转动，使太阳能电池板10的朝向精确跟随太阳位置地变化而变化，从而使其始终保持与太阳光垂直，使用该控制装置能使本实用新型比普通太阳能曝气装置提高40％左右的太阳能利用率，使得本实用新型对太阳能的有效使用率得到最大化。

步进电机6上设有转轴7，转轴7通过连接轴8与太阳能电池板9相连，且转轴7和连接轴8之间设有机械转向器10，便于步进电机6,带动太阳能电池板9可沿任意角度转动，灵活方便，提高转动效率，太阳能电池板9通过导线与蓄电池3电连接，通过太阳能发电，将电能储存于蓄电池3内，太阳能电池板9上安装有光强传感器11，且光强传感器11连接于单片机4的输入端，将检测到的太阳光强度信号传递给STC12C5410AD单片机，经STC12C5410AD单片机4内定程序计算出太阳能电池板9将要转动的角度。

浮体1底部垂直设置有生物载体组合填料12，且生物载体组合填料12连接成串，均匀悬挂于浮体1底部，利用生物载体组合填料生物载体组合填料12的高比表面积等优点，聚集大量微生物、浮游动物，极大地提高了生物量，同时在曝气充氧的条件下，增加了水中溶解氧浓度，对生物降解起到明显的辅助作用，有效降低污染负荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有机物及其它污染物，净化了水体水质。

微动力曝气泵5的出气口处连接有供气管13，供气管13穿过浮体1并与水平设置在浮体1下面的曝气管14相连通，用于曝气复氧工作，曝气管14采用微孔曝气管，提高了水体复氧效果，浮体1底部左右两端分别设有两组对称的锚定物15，保证了本装置的稳定性。

本实用新型工作流程：在使用过程中，光强传感器11将检测到的太阳光强度信号传递给STC12C5410AD单片机4，经STC12C5410AD单片机4内定程序计算出太阳能电池板10将要转动的角度，同时，STC12C5410AD单片机4控制步进电机6使太阳能电池板10的朝向精确跟随太阳位置地变化而变化，从而使其始终保持与太阳光垂直，然后通过太阳能发电，把电能储存在蓄电池3中，接通微动力曝气泵5与蓄电池3之间的电路，使微动力曝气泵5工作，并通过可移动的浮体1及通入水中的曝气管14，为任意位置的水体源源不断地提供空气进行复氧。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。