一种用于河道治理的装置的制作方法

1.本实用新型涉及河道治理领域，尤其涉及一种用于河道治理的装置。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，人类生产和生活污水的排放日益增多，大量的环境污染物被排放到河道中，导致河道的环境加速恶化，水体中的有机物、氮、磷等是导致河道污染的主要污染物。
3.现有的处理污染物的方法主要有：加入净化水体的药剂，如混凝剂或吸附剂，但是此种方法处理效果只是暂时的，并且会产生二次污染问题；生物法去除污染物，虽然该方法不必担心处理后的再次污染，但是生物处理受温度的影响较大，且对于低浓度污染物的河道，处理效率不高，短期难有成效；放入供养设备，但是此种方法费用多、占地大、见效慢。
4.因此，本领域的技术人员致力于开发一种高效的用于河道治理的装置，以解决现有技术的处理效果差、占地面积大、产生二次污染和成本高昂等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决上述问题，因而提供了一种河道治理效果好、系统设备简单、占地较小并且具有较强适应性、较好经济合理性的用于河道治理的装置。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于河道治理的装置，包括：
7.操作台；
8.浮力装置，设置于所述操作台的一侧；
9.升降系统，安装于所述操作台上；及
10.微纳米气泡发生装置，设置于所述升降系统，并被配置为在所述升降系统的作用下，能够朝向靠近或远离所述操作台的方向运动。
11.进一步地，所述升降系统包括：
12.驱动装置，安装于所述操作台上；
13.承载件，位于所述操作台的一侧，所述微纳米气泡发生装置设置于所述承载件；及
14.牵引件，连接所述驱动装置和所述承载件，所述牵引件在所述驱动装置的作用下，带动所述承载件朝向靠近或远离所述操作台的方向运动。
15.进一步地，所述驱动装置包括：
16.驱动柄，所述驱动柄在外力的作用下可沿第一方向或者与所述第一方向相反的第二方向转动；
17.转动轴，与所述驱动柄连接，并在所述驱动柄的作用下转动；
18.转动杆，通过链条与所述转动轴连接，所述牵引件设置于所述转动杆；
19.当沿所述第一方向转动所述驱动柄时，所述牵引件缠绕于所述转动杆，所述微纳米气泡发生装置朝向靠近所述操作台的方向运动；当沿所述第二方向转动所述驱动柄时，所述牵引件从所述转动杆释放，所述微纳米气泡发生装置朝向远离所述操作台的方向运
动。
20.进一步地，所述操作台具有安装孔，所述牵引件包括第一牵引件和第二牵引件，
21.所述转动杆包括：
22.第一转动杆，沿着所述安装孔的第一边设置于所述操作台并通过第一链条与所述转动轴连接，所述第一牵引件的一端连接于所述第一转动杆，另一端连接于所述承载件的第一侧边；
23.第二转动杆，沿着所述安装孔的与所述第一边相对的第二边设置于所述操作台并通过第二链条与所述转动轴连接，所述第二牵引件的一端连接于所述第二转动杆，另一端连接于所述承载件的第二侧边。
24.进一步地，所述承载件沿其周向设置有导引杆，所述导引杆贯穿所述安装孔，所述导引杆引导所述承载件的运动。
25.进一步地，所述微纳米气泡发生装置包括：框架、微纳米气泡发生组件、驱动机构、气体压缩机和气管；
26.所述气管具有进气口和出气口；
27.所述气体压缩机与所述进气口连接，所述气体压缩机用以产生压缩气体并将所述压缩气体通过所述进气口送入所述气管；
28.所述微纳米气泡发生组件包括：具有空腔的中空轴、若干套设于所述中空轴的微孔陶瓷膜片和支架，所述微孔陶瓷膜片位于相邻两个支架之间，所述微孔陶瓷膜片与所述空腔实现气体流通，所述中空轴设置于所述框架，所述中空轴的一端连接所述出气口，进入所述气管的所述压缩气体从所述出气口进入所述中空轴的空腔，并进入所述微孔陶瓷膜片；
29.所述驱动机构与所述中空轴的另一端连接，通过所述驱动机构带动所述中空轴旋转，从而带动所述微孔陶瓷膜片旋转。
30.进一步地，所述框架包括相对设置的第一安装件和第二安装件，以及连接所述第一安装件和第二安装件的连接件；
31.所述中空轴贯穿所述第一安装件和第二安装件，所述微孔陶瓷膜片位于所述第一安装件和第二安装件之间。
32.进一步地，所述气体压缩机为空气压缩机；和/或
33.所述压缩气体以1
‑
2bar的压力送入所述气管；和/或
34.所述驱动机构的转速为100
‑
1000转/分。
35.进一步地，所述微孔陶瓷膜片的两侧设置有用以将所述微孔陶瓷膜片密封于相邻两个支架之间的第一密封圈和第二密封圈，所述相邻两个支架中的一个支架上设置有与所述第一密封圈配合的第一容纳槽，另一个支架上设置有与所述第二密封圈配合的第二容纳槽。
36.进一步地，所述中空轴具有沿其周向设置的凹槽，当所述微孔陶瓷膜片套设于所述中空轴时，所述凹槽与所述微孔陶瓷膜片的内侧壁相对；
37.所述凹槽的内壁设有第一通孔，所述第一通孔与所述中空轴的空腔连通，进入所述中空轴的空腔的压缩气体通过所述第一通孔进入所述微孔陶瓷膜片。
38.进一步地，所述中空轴具有沿其周向设置的第一挡板，当所述支架安装至所述中
空轴时，所述第一挡板与所述支架抵接。
39.进一步地，所述微孔陶瓷膜片具有用于套设于所述中空轴的第二通孔，所述微孔陶瓷膜片的内部设有若干个气流通道，所述气流通道的入口与所述第二通孔连通，所述压缩气体通过所述气流通道进入所述微孔陶瓷膜片。
40.进一步地，所述微孔陶瓷膜片产生的微纳米气泡的直径为30nm
‑
100μm；和/或
41.相邻的所述微孔陶瓷膜片之间的距离为1cm
‑
5cm。
42.本实用新型提供的用于河道治理的装置具有以下技术效果：
43.1、本实用新型的用于河道治理的装置结合使用微纳米气泡发生装置和升降系统，其中微纳米气泡发生装置基于旋转膜技术研发而来，使用的微孔陶瓷膜片直接诱导生成纳米级气泡(气泡直径小、气泡尺寸均匀度高)，无需将气体溶解于水中，河道治理效果显著；所采用的升降系统能够调节微纳米气泡发生装置的高度，进而可根据河道的深度来净化水体。
44.2、本实用新型的用于河道治理的装置组件少、结构简单，易于安装、操作和维护；当在运输时，可以将微纳米气泡发生装置收起，所占空间小，便于运输。
45.3、本实用新型的微纳米气泡发生装置使用的微孔陶瓷膜片比传统扩散器的表面积多600多倍。大的气液界面加上低压产生的缓慢上升的气泡速度，能实现更高的气体传输效率。
46.4、使用本实用新型的用于河道治理的装置，通过将压缩气体以低压(1
‑
2bar)注入中空轴中，并通过微孔陶瓷膜片注入河道水体中。在能耗极低(<0.05kwh/m3)的情况下，产生纳米级气泡，非常节能，适于低压下工作仅需要较小的气量。另外，与传统daf(溶气气浮)系统相比，本实用新型的用于河道治理的装置不需要溶气罐、循环泵和喷嘴，系统更可靠并且产生更大的经济效益。
47.5、本实用新型的用于河道治理的装置气泡大小和数量可调节，不受盐度、温度和ph值影响，在极端条件下依旧可靠。
48.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
49.图1是本实用新型的用于河道治理的装置的一个较佳实施例的结构示意图；
50.图2是图1中用于河道治理的装置的另一个角度的结构示意图，其中气管和气体压缩机等部件已省略；
51.图3是图1中的微纳米气泡发生装置的结构示意图；
52.图4是图3中的微纳米气泡发生装置的主视图；
53.图5是图3中的中空轴的结构示意图；
54.图6是图3中的微孔陶瓷膜片的结构示意图；
55.图7是图3中的微孔陶瓷膜片与支架配合的结构示意图；
56.图8是图3中的微孔陶瓷膜片与支架配合的剖视图；
57.图9是微孔陶瓷膜片与支架配合的结构示意图，其示出了支架的又一实现方式。
58.附图标号说明：
59.操作台1、安装孔11、第一边111、第二边112；
60.浮力装置2；
61.升降系统3、驱动件31、转动轴32、第一链条331、第二链条332、第一转动杆341、第二转动杆342、第一牵引件351、第二牵引件352、导引杆36、承载件37、第一侧边371、第二侧边372；
62.微纳米气泡发生装置4、气管41、进气口411、出气口412、气体压缩机42、驱动机构43、框架44、第一安装件441、第二安装件442、连接件443、中空轴45、第一挡板451、第一通孔452、空腔453、凹槽454、第二挡板455、微孔陶瓷膜片46、第二通孔461、入口462、微孔陶瓷膜片的内侧壁463、支架47、第三通孔471、尾部472、第一容纳槽473、第二容纳槽474、第一密封圈481、第二密封圈482、连接头49。
具体实施方式
63.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。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
64.需要说明的是，以下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，遂图示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。
65.下面参考附图对本实用新型的实施例进行描述。在以下的附图中，相同的零部件使用同样的附图号。虽然本实用新型中使用表示方向的术语，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”等描述实施例，但在此使用这些术语只是为了方便说明，这些术语是基于附图中显示的示例性方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。
66.本实用新型中所使用的诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数词仅仅用于区分、标识，而不具有任何其他含义，如未特别指明则不表示特定的顺序，也不具有特定的关联性。例如，术语“第一通孔”本身并不暗示“第二通孔”的存在，术语“第二通孔”本身也不暗示“第一通孔”的存在。
67.如图1
‑
2所示，本实用新型的用于河道治理的装置包括：操作台1；浮力装置2，设置于操作台1的一侧；升降系统3，安装于操作台1上；及微纳米气泡发生装置4，设置于升降系统3，并被配置为在升降系统3的作用下，能够朝向靠近或远离操作台1的方向运动。
68.本实施例中的操作台1为面板结构，例如长方形，当然也可以是正方形、圆形、不规则形状等。操作台的主要作用是方便操作人员在其表面操作装置，比如升降系统的升降工作、各个部件的拆卸和维修工作等。操作台1的材质优选为结实耐用的刚结构，应当理解，任何能实现操作台1功能的材质在本实用新型中均适用。如图1所示，操作台1开设有安装孔11，增设此安装孔的主要目的是便于观察和操作，并且当将微纳米气泡发生装置4升起时，能够尽可能的减小占地体积。安装孔11可以为任意形状，本实施例中为与操作台1相匹配的
长方形结构，安装孔11具有相对的第一边111和第二边112。
69.浮力装置2的作用是使得操作台1浮于待治理河道的水面，因此，浮力装置2设于操作台1的下方，为了获得更好的浮力效果，可以沿操作台1下方的周向设置多个浮力装置，例如附图2中所示的6个，具体浮力装置的尺寸和个数可以根据实际情况进行选择。本实施例中的浮力装置2为浮筒，应当理解，浮筒也可以替换成其他浮力装置，比如充气圈等，只要能够实现将操作台1浮于待治理河道的水面即可。
70.升降系统3在本实用新型中的主要作用是带动微纳米气泡发生装置4的上升或者下降，以适应不同深度河道的处理要求。应当理解，任何能够实现升降功能的结构在本实用新型中均适用。图1
‑
2示出了本实用新型升降系统3的一种实现方式，其包括驱动柄31、转动轴32、第一链条331、第二链条332、第一转动杆341、第二转动杆342、第一牵引件351和第二牵引件352和承载件37。驱动柄31在外力的作用下可沿第一方向或者与所述第一方向相反的第二方向转动，在本实施例中为顺时针方向或者逆时针方向；转动轴32与驱动柄31连接，并在驱动柄31的带动下转动；第一转动杆341沿着安装孔11的第一边111设置在操作台1上并通过第一链条331与转动轴32连接，相应地，第二转动杆342沿着安装孔11的第二边112设置在操作台1上并通过第二链条332与转动轴32连接，当转动驱动柄31时，第一转动杆341和第二转动杆342会跟着转动；第一牵引件351的一端连接于第一转动杆341，另一端连接于承载件37的第一侧边371，第二牵引件352的一端连接于第二转动杆342，另一端连接于承载件37的第二侧边372，第一牵引件351、第二牵引件352可以为钢丝绳，也可以为其他结实的结构；承载件37为板状结构，微纳米气泡发生装置4固定安装在承载件37上。以图1所示的结构为例，当沿顺时针方向转动驱动柄31时，转动轴32跟着转动，同时带动第一转动杆341和第二转动杆342转动，此时第一牵引件351渐渐缠绕于第一转动杆341，第二牵引件352渐渐缠绕于第二转动杆342，微纳米气泡发生装置4朝向靠近操作台1的方向运动；当沿逆时针方向转动驱动柄31时，转动轴32跟着转动，同时带动第一转动杆341和第二转动杆342转动，此时缠绕于第一转动杆341的第一牵引件351渐渐从第一转动杆341上释放，缠绕于第二转动杆342的第二牵引件352渐渐从第二转动杆342上释放，微纳米气泡发生装置4朝向远离操作台1的方向运动。
71.上述的驱动柄31和转动轴32构成了驱动装置，也可以直接替换成手柄和滑轮一体的结构，转动手柄的时候直接带动滑轮转动，此时只需要牵引件即可，第一链条331、第二链条332、第一转动杆341和第二转动杆342均可以省略。另外，链条也可以根据需要相应地设置一条或者多条，转动杆和牵引件相应地设置为一个或者多个。
72.为了使得微纳米气泡发生装置4在上升或者下降的过程中更加平稳，可以在承载件37的周向设置导引杆36以引导承载件37的运动，优选在承载件37的4个角上设置，安装孔11的大小与承载件37相匹配，导引杆36穿过安装孔11并位于安装孔11的4个角处，此时达到的效果相对较好，当然，是否安装导引杆36、在承载件37的哪个位置安装或者安装几个导引杆36可以根据实际情况进行选择，本实用新型不作限制。
73.微纳米气泡发生装置4设置于升降系统3，具体结构参考图3
‑
8所示，其包括框架44、微纳米气泡发生组件、驱动机构43、气体压缩机42和气管41。
74.气管41具有进气口411和出气口422。微纳米气泡发生组件包括具有空腔453的中空轴45、若干套设于中空轴45的微孔陶瓷膜片46和支架47，所述微孔陶瓷膜片46位于相邻
两个支架47之间，微孔陶瓷膜片46与空腔453实现气体流通，中空轴45设置于框架44，中空轴45的一端通过连接头49连接出气口412，进入气管41的压缩气体可从出气口412进入中空轴45的空腔453，并进入微孔陶瓷膜片46。驱动机构43与中空轴45的另一端连接，通过驱动机构43带动中空轴45旋转，从而带动中空轴45上的微孔陶瓷膜片46旋转。
75.框架44的具体结构如图3
‑
4所示，包括相对设置的第一安装件441和第二安装件442，以及连接第一安装件441和第二安装件442的连接件443；中空轴45贯穿第一安装件441和第二安装件442，微孔陶瓷膜片46位于第一安装件441和第二安装件442之间。在本实施例中，第一安装件441和第二安装件442均为安装板，连接件443位于第一安装件441和第二安装件442之间并分别与第一安装件441和第二安装件442固定连接，第一安装件441、第二安装件442和连接件443之间形成了微纳米气泡发生组件的容纳空间。应当理解，框架44也可以别的形式呈现，只要能达到作为中空轴45的载体、容纳微孔陶瓷膜片46的作用即可，而并非受图3
‑
4所示的结构限制。
76.为了使中空轴45密封安装至第一安装件441和第二安装件442，使得中空轴45的旋转更加稳定，还可设置第一密封件和第二密封件(图中未示出)，第一密封件用于将中空轴45密封安装至第一安装件441，第二密封件用于将中空轴45密封安装至第二安装件442。
77.气体压缩机42的作用是产生压缩气体并将压缩气体通过进气口411送入气管41，气体压缩机42可以是空气压缩机，那么进入气管41的则是空气；气体压缩机42也可以是其他气体的压缩机，比如氮气、甲烷、氧气、臭氧、二氧化碳、氢气等的压缩机，那么此时进入气管41的则相应地是氮气、甲烷、氧气、臭氧、二氧化碳、氢气等。具体气体压缩机42选择哪种气体的压缩机，可以根据实际情况进行选择，本实用新型优选空气压缩机。在本实用新型中，压缩气体可以以1
‑
2bar的压力送入气管41，在能耗极低(<0.05kwh/m3)的情况下，产生纳米级气泡，非常节能，适于低压下工作仅需要较小的气量。
78.驱动机构43可以为减速机，主要目的是实现中空轴45的旋转，因此任何能实现中空轴45旋转的动力机构均适用，驱动机构43的转速优选为100
‑
1000转/分。
79.支架47的具体结构如图7
‑
9所示，包括用于套设于中空轴45的第三通孔471。图7
‑
8示出了支架47的一种实现方式；图9示出了支架47的另一种实现方式，优选在支架47的外周设置有尾部472，用以实现扰流的作用。微孔陶瓷膜片46的具体结构如图6所示，其具有内侧壁463和用于套设于中空轴45的第二通孔461，微孔陶瓷膜片46的内部设有若干个气流通道，气流通道具有入口462，入口462与第二通孔461连通，气流通道在微孔陶瓷膜片46的内部由入口462向微孔陶瓷膜片46的外周方向延伸而成。中空轴45的具体结构如图5所示，其具有沿其周向设置的凹槽454，凹槽454的内壁设有第一通孔452，第一通孔452与中空轴45的空腔453连通，中空轴45还具有沿其周向设置的第一挡板451，以限制支架47的轴向运动。
80.为了实现微孔陶瓷膜片46与支架47之间的密封，本实施例在微孔陶瓷膜片46的两侧设置第一密封圈481和第二密封圈482，相邻两个支架47中的一个支架47上设置有与第一密封圈481配合的第一容纳槽473，另一个支架47上设置有与第二密封圈482配合的第二容纳槽474。通过此种设计，进入中空轴45中的压缩气体将尽可能地进入微孔陶瓷膜片46，而不会逸出到支架47外的地方。
81.当将支架47和微孔陶瓷膜片46安装至中空轴45时，首先将一个支架47套设于中空轴45，以图5所示的中空轴45的方向为例，即将支架47从中空轴45的右端套至左端直至该支
架47与第一挡板451抵接。安装好第一个支架47后，然后将密封圈放入支架的容纳槽，接着将微孔陶瓷膜片46套设于中空轴45，再将密封圈和第二个支架47套设于中空轴45，此时微孔陶瓷膜片的内侧壁463与中空轴45的凹槽454呈位置相对，微孔陶瓷膜片46位于相邻两个支架47之间，继续重复前述方式安装微孔陶瓷膜片46和支架47，即可完成支架47和微孔陶瓷膜片46于中空轴45上的安装，安装完最后一个支架47后，使用第二挡板455抵接固定以限制支架47和微孔陶瓷膜片46在轴向上的运动。
82.本实施中的微孔陶瓷膜片46产生的微纳米气泡的直径为30nm
‑
100μm，相邻的微孔陶瓷膜片46之间的距离为1cm
‑
5cm。
83.当上述微纳米气泡发生装置10在运行时，进入中空轴45的空腔453的压缩气体通过中空轴45上的第一通孔452和气流通道的入口462进入微孔陶瓷膜片46，并从微孔陶瓷膜片46的表面逸出。
84.应当理解，上述中空轴45及支架47有诸多其他实现方式，比如中空轴45上的凹槽454也可以替换成沿中空轴45轴向或者周向上的凸起，相应的，支架47的第三通孔471的侧壁上设置与之配合的凹陷；空腔453、支架47和第一挡板451的形状在本实施例中为圆柱形，实际上可以为任意形状，本实用新型不做限定。
85.本实用新型的用于河道治理的装置在治理河道时，先将该装置运输至待处理河道，操作人员根据河道的深度，通过升降系统3调节微纳米气泡发生装置4至合适的位置，然后打开气体压缩机42(此处使用空气压缩机)和驱动机构43即可开始对河道进行治理，治理时间根据实际需要比如河道污染程度进行选择。当对河道治理完成后，需要对该装置进行运输时，通过升降系统3调节微纳米气泡发生装置4至最高位置，此时用于河道治理的装置所占空间最小，便于运输。
86.以某污染河道为例，对上述实施例中的用于河道治理的装置进行性能测试，处理结果如表1所示：
87.表1污染河道处理结果
[0088][0089]
从表1中可以看出，本实用新型的用于河道治理的装置对cod、氨态氮、总磷的处理效果显著，河道中的溶解氧也得到了显著提高。由此可见，本实用新型的用于河道治理的装置对于河道治理达到了非常好的处理效果。
[0090]
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可
以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。