基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置的制作方法

1.本实用新型属于景观水体净化的技术领域，具体地指一种基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置。


背景技术：

2.随着我国的城市化进程逐渐加快，出现了越来越多的人造景观水体。景观水体独特的低碳源、微污染且富营养化等特性，以及其本身最重要的观赏性，致使传统的脱氮技术，如a/a/o、sbr等并不适用，此外，景观水体由于流动性较差，存在很明显的溶解氧垂直分布现象，致使微生物脱氮难以进行。为了在净化景观水体水质的同时不损伤其观赏性能，亟待开发一种新型净水方式。
3.现阶段，常见的新方法有建造植物生态浮床、或投加微生物，但单独使用植物时其净化能力有限，直接投加微生物时其易流失，成本高，并且微生物受环境影响较大，抗冲击负荷能力较低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是要提供一种基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置，该净化装置能够去除水中污染物，达到提高脱氮效果、提升水质的目的，解决现有景观水体因植物净化效果不佳、微生物投加易流失、硝化反硝化过程不能同步进行等难题。
5.为实现上述目的，本实用新型所设计的一种基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置，包括生态浮床，所述生态浮床上设置有若干个定植圈，所述生态浮床的下方设置有若干根可上下调节高度的调节杆组件，所述调节杆组件由上至下悬挂有若干个包裹袋，所述包裹袋内设置有微生物模块。
6.进一步地，所述生态浮床上还是设置有若干个气泵，所述生态浮床的底部设置有若干根曝气管，若干根所述曝气管之间通过导气管与气泵连通。
7.进一步地，所述生态浮床的外周间隔设置有若干个螺旋桨。
8.进一步地，所述生态浮床上设置有若干块太阳能电池板。
9.进一步地，所述太阳能电池板的供电端分别与气泵、螺旋桨的电源端连接。
10.进一步地，所述调节杆组件包括若干根依次套装的金属杆，位于最下端的金属杆的底部设置有用于监测溶解氧浓度的溶解氧探头；相邻两根所述金属杆之间设置有用于控制两者相对上下移动的控制机构。
11.进一步地，所述控制机构包括齿条、齿轮以及用于驱动齿轮旋转的马达；所述齿条沿金属杆的内壁长度方向布置，所述齿轮设置在金属杆的内部用于与设置在上一根金属杆上的齿条相互啮合，所述马达的动力输出轴与齿轮传动连接。
12.进一步地，所述控制机构还包括控制器，所述控制器的数据信号输入端与溶解氧探头的数据信号输出端连接，所述控制器的控制信号输出端与马达的数据信号输出端连
接。
13.再进一步地，所述微生物模块选自好氧硝化微生物或者缺氧反硝化微生物。
14.更进一步地，所述生态浮床呈圆形状；若干个所述定植圈为同心圈，每个所述定植圈上种植有若干株植物。
15.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
16.其一，本实用新型的基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置在圆盘形生态浮床上设有定植圈，可供载种挺水植物，植物光合作用产生氧气、植物根系吸收水中氮、磷等元素，均能起到净化水质的作用。
17.其二，本实用新型的基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置的浮床下方设有可调节长度的调节杆组件，其上悬挂装有固定化微生物模块的包裹袋，微生物降解污染物，净化水质。
18.其三，本实用新型的基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置通过太阳能电池板给螺旋桨供电，带动浮床在水面上水平旋转，解决了局部水质净化不均的问题，起到促进水体流动、均衡水质的作用。
附图说明
19.图1为一种基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置的主视示意图；
20.图2为图1所示基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置的俯视结构示意图；
21.图3为图1中调节杆组件的结构示意图；
22.图4为图3中齿条与齿轮装配的放大结构示意图；
23.图5为图3中齿轮与马达装配的结构示意图；
24.图中：生态浮床1、定植圈2、调节杆组件3(金属杆3.1、溶解氧探头3.2、控制机构3.3、齿条3.31、齿轮3.32、马达3.33、控制器3.34)、包裹袋4、微生物模块5、气泵6、曝气管7、导气管8、螺旋桨9、太阳能电池板10。
具体实施方式
25.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。
26.如图1和图2所示的一种基于溶解氧浓度调节微生物淹没深度的景观水体净化装置，包括生态浮床1，生态浮床1呈圆形状，采用聚乙烯泡沫板制成，保证浮床能够漂浮在水面上；生态浮床1上设置有若干个定植圈2，若干个定植圈2为同心圈，每个定植圈2上种植有若干株植物。本实施例中，定植圈2为岩棉定植圈拼接成的圆圈形定植圈，和聚乙烯泡沫板间隔布置，定植圈能更好的固定植物，植物光合作用产生氧气、植物根系吸收水中氮、磷等元素，均能起到净化水质的作用。
27.上述技术方案中，生态浮床1的下方设置有若干根可上下调节高度的调节杆组件
3，调节杆组件3由上至下悬挂有若干个包裹袋4，包裹袋4内设置有微生物模块5。微生物模块5选自好氧硝化微生物或者缺氧反硝化微生物。本实施例中，包裹袋4采用容量约为0.001m3的尼龙袋，袋内置有固定化微生物模块，袋口用抽绳收口，系在调节杆组件上。固定化后的微生物模块，其为将好氧硝化与缺氧反硝化脱氮微生物用丝瓜络固定化后得到不同的模块。生态浮床1上还是设置有若干个气泵6，生态浮床1的底部设置有若干根曝气管7，若干根曝气管7之间通过导气管8与气泵6连通，浮床上设有气泵，给曝气管供气，提高水体中氧气含量，从而净化水质。气体通过导气管从气泵传到曝气管，对水体进行充氧。由于溶氧垂直分布的特点，同一水体中由于深度不同而导致其溶解氧有显著差异，因此浮床下端连接的多根可根据溶解氧差异自动调节长度的金属杆14长度分别调节至100～200mm与800～1200mm，分别为好氧硝化区与缺氧反硝化区。
28.上述技术方案中，生态浮床1的外周间隔设置有若干个螺旋桨9，在生态浮床的外周边缘设有螺旋桨，螺旋桨沿圆盘切线方向转动推进水流时，即可带动浮床在水面上水平旋转，提高水体流动性、更加均匀地净化水体。生态浮床1上设置有若干块太阳能电池板10。在定植圈2的外围，每两根金属杆之间安装一块太阳能电池板，太阳能电池板10的供电端分别与气泵6、螺旋桨9的电源端连接。本实施例中，气泵6其为电压为12v的微型气泵，共两台，由太阳能电池板供电，向曝气管供气；曝气管，在浮床底部每隔5cm设置一根曝气管，并使其排成一行。导气管，将气泵与曝气管相连，向曝气管通气。太阳能电池板在生态浮床上每两根金属杆之间安置一个太阳能电池板，为气泵和螺旋桨供电；螺旋桨，其为低压小型螺旋桨，由太阳能电池供电。安装太阳能电池板可以充分利用自然资源，节约电力成本，并且不会造成二次污染。
29.如图3所示，调节杆组件3包括若干根依次套装的金属杆3.1，位于最下端的金属杆3.1的底部设置有用于监测溶解氧浓度的溶解氧探头3.2；相邻两根金属杆3.1之间设置有用于控制两者相对上下移动的控制机构3.3。金属杆可根据水中溶解氧浓度调节长度，即可调节固定化后的微生物在水中的深度，将好氧硝化与缺氧反硝化的脱氮微生物分别固定化后，置于不同的尼龙袋中，悬挂在对应调节长度的金属杆上，根据微生物需氧量的不同将其分别置于不同深度，从而达到分区效果，充分发挥微生物脱氮性能。装有好氧硝化模块的包裹袋系在金属杆上部，装有缺氧模块的包裹袋系在金属杆下部。
30.如图4和图5所示，控制机构3.3包括齿条3.31、齿轮3.32以及用于驱动齿轮3.32旋转的马达3.33；齿条3.31沿金属杆3.1的内壁长度方向布置，齿轮3.32设置在金属杆3.1的内部用于与设置在上一根金属杆3.1上的齿条3.31相互啮合，马达3.33的动力输出轴与齿轮3.32传动连接。控制机构3.3还包括控制器3.34，控制器3.34的数据信号输入端与溶解氧探头3.2的数据信号输出端连接，控制器3.34的控制信号输出端与马达3.33的数据信号输出端连接。本实施例中，控制器可以替换为数控电机。根据溶解氧探头3.2反馈的溶解氧浓度，控制器3.34可控制马达的旋转方向与旋转速度，马达固定在金属杆内部。其可在100～200mm与800～1200mm的长度范围内调节，其对应的溶解氧浓度分别为7～10mg/l与1.5～2.5mg/l，其上悬挂的微生物在水下不同深度，据此分别选用好氧硝化与缺氧反硝化脱氮微生物，达到氨化、硝化与反硝化作用同时进行的目的。
31.本实施例的微生物模块制作方法如下：
32.1)将干丝瓜去皮后留下丝瓜络，后置入60℃烘箱中烘干24h；
33.2)将烘干后的丝瓜络用剪刀裁剪成10mm
×
10mm
×
10mm左右大小方块备用；
34.3)将好氧硝化与缺氧反硝化脱氮微生物在培养基中培养至对数生长期，即细菌生长密度od
600
值为0.7左右时，将丝瓜络浸泡在菌液中72h静置，使其挂膜；
35.4)挂膜后的模块即为固定化的微生物模块。
36.这样，微生物经过丝瓜络固定化后，在其上产生生物膜，同时产生污泥量少、易更换且对环境无二次污染。通过固定化后的微生物稳定性更强、抗冲击负荷能力更强、在水体中的存活能力也更强，从而能更好地净化水质。
37.经固定化后的好氧硝化微生物装入金属杆上部的尼龙袋中，经固定化后的缺氧反硝化微生物装入金属杆下部的尼龙袋中，以此达到分区脱氮效果。固定化后的微生物模块用多个用尼龙袋分装的好处在于增大其与水体的接触面积，提高降解效率，此外微生物装袋固定在金属杆上，使微生物能随浮床旋转而转动，在水面下的位置不断变更，能更均匀地净化水体，解决了由于景观水体中水流交换过慢导致的局部污染物降解不均的问题。
38.本实用新型的太阳能电池板在白天植物光合作用较强、水体溶解氧充足时，可以给螺旋桨与数控电机供电供其运行，降解污染物的同时达到了节能的目的。螺旋桨发动时带动圆盘形生态浮床在水面上顺时针旋转，从而带动金属杆在水面下旋转，既促进了景观水体的流动性能，又使得微生物能更均匀地降解水体。
39.以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。