一种用于改善河底水质的装置的制作方法

本发明属于环境保护中污水处理技术领域，具体涉及一种用于改善河底水质的装置。

背景技术：

随着我国经济的飞速发展，我国水环境问题日益突出，城乡水环境遭遇到空前的威胁。我国城市废水集中处理率仅为13.4％，与发达国家废水处理率80％-90％相比，我国废水处理率极低，大量未经处理的污水直接排入江河，造成江河水质的严重污染。化肥和农药的过量施用造成大量化肥、农药随降水或灌溉水流入河道中，也成为重要的污染源。城乡河道因污染和生态系统严重退化，河道水质已基本处于v类和劣v类水质，多数河道水体污染严重、富营养化、水体缺氧，变黑变臭，造成了严峻的环境生态形势。

对于受污河道的净化处理方法，常见有：旁路处理法、生态湿地处理法、生物膜法等，其中，旁路处理法投资大，运行成本高；生态湿地法对气温和季节有很大的依赖性，秋冬季基本没有效果；生物膜法，是指在污染河道中放置或填充能附着大量微生物生长的填料，在其表面形成生物膜，通过生物膜中的微生物对污染物的降解而达到净化河水的效果。但是，由于微生物生长要消耗溶解氧，一旦受污染程度严重或溶解氧耗尽，会使填充床处于缺氧或厌氧状态，从而极大地影响其净化效果。

目前的河道处理措施存在下面几个问题，大部分是表面处理，比如生态浮岛，只能对河道表面的水质进行改善。但是，河道表面的水体本身含氧率就相对高，而河底部才是解决河道污染的关键。常见的生态浮岛和其他生态处理法容易受气候的影响，在冬季基本没有处理效果，而且还要收割枯黄的生物体。

因此，迫切需要一种用于改善河底水质的装置，能够更好地改善河底水质，从而使整个河道的水质得到改善。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于改善河底水质的装置，能够不受季节限制全天候处理污染物，并且通过模仿污水厂处理过程取得良好的污染物处理效果。

一种用于改善河底水质的装置，包括：置于河底的水平反应管和漂浮在河面的空腔；

所述空腔内部设有蓄电池，所述空腔的外顶面上固定有太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述蓄电池连接；

所述反应管的外壁上设有保温层，所述反应管的内壁上设有恒温加热器，所述恒温加热器与所述蓄电池连接；

在所述反应管内部，依次设置有厌氧反应段、喉管、好氧反应段和电动叶片，所述喉管的一端与所述厌氧反应段连接，所述喉管的另一端与所述好氧反应段连接，所述喉管的喉部设置有向上的竖直细管，所述细管的顶端位于河面以上；在所述好氧反应段的管道上部设有开口，所述开口连接竖直向上的圆筒，所述圆筒的内部为镜面，所述圆筒的顶部为喇叭口，所述喇叭口的顶部大口端盖设有凸透镜；所述电动叶片设置在所述反应管的端部，所述电动叶片与所述蓄电池连接；

其中，所述厌氧反应段为所述反应管中固定负载有厌氧微生物填料的反应段，所述好氧反应段为所述反应管中固定有负载有好氧微生物填料的反应段。

优选的技术方案中，所述厌氧反应段的长度依据水质情况进行调整。

优选的技术方案中，所述好氧反应段的长度是所述厌氧反应段长度的1/4～1/3。

优选的技术方案中，所述圆筒的直径为所述待处理河道深度的1/10～1/6。

优选的技术方案中，所述细管的直径为所述反应管的管径的1/10～1/20。

优选的技术方案中，所述电动叶片的转速为50～300r/min。

优选的技术方案中，所述反应管和所述空腔通过软绳连接。

在使用本发明用于改善河底水质的装置时，将反应管置于河道底部，将空腔浮于河道水面，确保固定在空腔的外顶面上的太阳能电池板位于河道水面以上，根据河道深度，调节细管和圆筒的长度，确保细管的顶端和凸透镜均位于河道水面以上。

当太阳光照射时，太阳能电池板收集太阳能并将光能转换为电能后输送给蓄电池进行储存，蓄电池给恒温加热器和电动叶片提供电力，电动叶片开始工作，水被从反应管远离电动叶片的一端吸入，并从反应管靠近电动叶片的一端排出；同时，恒温加热器开始工作，使得反应管内部的温度保持25～28℃。

水在反应管内部流动的过程中，先经过厌氧反应段，和厌氧微生物填料进行厌氧反应，然后经过喉管的喉部，此时水流流速变大并形成负压，通过细管吸入空气，增加氧含量；再进入好氧反应段，和好氧微生物填料接触进入好氧降解阶段，同时，在好氧反应段，太阳光经凸透镜汇聚后沿着圆筒照射到河底部，能够促进微生物生长，从而更好地降解河底污染物，水经过好氧降解后，从靠近电动叶片的一端流出，此时，水会带着溶解的氧气以及温度排入河道并上升，达到上下循环的目的，使整个河道污染物逐渐被降解，从而在改善河底水质的同时，也实现了整个河道的水质改善的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1)本发明装置利用太阳能以及蓄电池给恒温加热器和电动叶片提供电力，无需额外配设动力装置，就能够实现对于河道污染物的全天候不间断地处理，不管是白天还是晚上，冬季还是夏季，完全不受季节、气候和时间的影响，运行成本低，维护简便低成本，适用范围广泛；

2)本发明装置通过厌氧反应段和好氧反应段以及喉管的设置，使得该装置的污染物处理模式完全模仿了污水厂处理过程，先厌氧降解后好氧降解，处理效果非常好；

3)本发明装置中凸透镜汇聚太阳光促进微生物生长以及保持恒温水流的结构设置，既提高了好氧降解的效率，又保证了好氧降解不受季节和气候的影响，解决了现有技术中存在的问题；

4)本发明装置中电动叶片的设置，既能够保证反应管内水流的缓慢流动，又能够加速河道上层和底层水体的循环，从而能够实现对整个河道污染物的降解，改善整个河道的水质。

5)本发明装置结构简单，制造容易，成本低廉，调整方便，可以通过调节厌氧反应段和好氧反应段的长度，适应不同水质的河道净化处理。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的用于改善河底水质的装置的一具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下，结合附图和实施例，对本发明的实施方式进行详细说明，以更清楚地理解本发明的技术内容。

如图1所示，本发明的一具体实施例中，一种用于改善河底水质的装置，包括：置于河底的水平反应管1和漂浮在河面的空腔6。

空腔6内部设有蓄电池5，空腔6的外顶面上固定太阳能电池板4，太阳能电池板4与蓄电池5连接，太阳能电池板4收集太阳能，并将光能转换为电能后输送给蓄电池5，由蓄电池5储存电能。

反应管1的外壁上设有保温层2，反应管1的内壁上设有恒温加热器3，恒温加热器3与蓄电池5通过导线连接，蓄电池5给恒温加热器3提供电力；

反应管1内部设有喉管7，喉管7的一端与厌氧反应段8连接，厌氧反应段8为反应管1中固定负载有厌氧微生物填料的反应段，喉管7的另一端与好氧反应段9连接，好氧反应段9为反应管1中固定有负载有好氧微生物填料的反应段，在喉管7的喉部(即，最窄处)设置有向上的竖直细管10，细管10的顶端位于水面以上；在好氧反应段9的管道上部设有开口，该开口连接竖直向上的圆筒11，圆筒11的内部为镜面，圆筒11的顶部为喇叭口12，喇叭口12的顶部大口端盖设有凸透镜13；在好氧反应段9的另一端(不与喉管7连接的一端)设有电动叶片14，电动叶片14与蓄电池5通过导线连接，蓄电池5给电动叶片14提供电力，电动叶片14转动时，水从反应管1中排出。

上述实施例中的用于改善河底水质的装置的使用方法和工作原理如下：

使用时，将反应管1置于河道底部，将空腔6浮于河道水面，确保固定在空腔6的外顶面上的太阳能电池板4位于河道水面以上，根据河道深度，调节细管10和圆筒11的长度，确保细管10的顶端和凸透镜13均位于河道水面以上。

当太阳光照射时，太阳能电池板4收集太阳能并将光能转换为电能后输送给蓄电池5进行储存，蓄电池5给恒温加热器3和电动叶片14提供电力，电动叶片14开始工作，水被从反应管1远离电动叶片14的一端吸入，并从反应管1靠近电动叶片14的一端排出；同时恒温加热器3开始工作，使得反应管1内部的温度保持25～28℃。

水在反应管1内部流动的过程中，先经过厌氧反应段8，和厌氧微生物填料进行厌氧反应，然后经过喉管7的喉部，会突然遭遇水流加速并形成负压，通过细管10吸入空气，增加氧含量；再进入好氧反应段9，和好氧微生物填料接触进入好氧降解阶段，同时，在好氧反应段9，太阳光经凸透镜13汇聚后沿着圆筒11照射到河底部，能够促进微生物生长，从而更好地降解水中污染物；水经过好氧降解后，从靠近电动叶片的一端流出，此时，水会带着溶解的氧气以及温度排入河道并上升，达到上下循环的目的，使整个河道污染物逐渐被降解，从而通过改善河底水质来达到提升河道的整体水质的效果。

本领域技术人员可以理解，厌氧反应段8的长度依据水质情况进行调整，可以根据需要加长或缩短。

本领域技术人员可以理解，好氧反应段9的长度是厌氧段长度的1/4～1/3。

本领域技术人员可以理解，圆筒11的直径为待处理河道深度的1/10～1/6。

本领域技术人员可以理解，细管10的直径为反应管1的管径的1/10～1/20。以获得良好的文丘里效应。

本领域技术人员可以理解，设置电动叶片14的转速为50～300r/min，使得反应管1内部的水流速度约为10cm/min，以便水中污染物在反应管1内有足够的时间发生降解反应，从而使得污染物反应和降解更彻底。

本领域技术人员可以理解，反应管1和空腔6可以通过软绳连接。

上述装置作为一种绿色的河道水质改善装置，充分利用太阳能绿色能源和蓄电池的蓄电作用，能够实现对于河道污染物的全天候不间断地处理，不管是白天还是晚上，冬季还是夏季，完全不受季节、气候和时间的影响；而且，通过厌氧反应段和好氧反应段的依次设置，利用该装置进行污染物处理的模式完全模仿了污水厂处理过程，先厌氧降解后好氧降解，处理效果非常好；此外，由于电动叶片的作用，处理后排出的水会向河面流动，同时，河面的水向河底流动，如此循环流动，能够实现对整个河道污染物的降解。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理的情况下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。