一种富营养化污水净化模拟系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及环保设备领域，尤其为一种富营养化污水净化模拟系统。
【背景技术】
[0002]大量的水生植物例如凤眼莲对富营养化水体具有净化作用，凤眼莲的根系分泌物能使栅藻的叶绿体、线粒体等细胞器受损伤，光合放氧能力显著下降，严重影响藻体的生长，藻细胞可溶性蛋白的含量几乎直线下降，从而使受伤害的光合系统很难恢复。同时，有研究也表明水葫芦根系分泌物还具有一定的杀菌作用，能够大大降低周围环境中腐生菌和大肠杆菌的数量。凤眼莲的另一面是其容易泛滥成灾导致水体完全被其覆盖最终导致水体整个生态环境恶化;现有技术在研究利用水生植物进行水体净化作业的作业规律时都是在实验室环境下配置污水或者从污水源出抽取原水进行原位试验，相应的研究结果由于上述模拟方式与真实的污水环境之间的不同而存在较大偏差。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于解决上述问题，提供了一种富营养化污水净化模拟系统以最大限度地在真实污水环境中进行富营养化水体净化试验，具体由以下技术方案实现:
一种富营养化污水净化模拟系统，包括上侧面敞开的水箱体、第一水栗，和水生植物，所述水箱体上设置有进水口、出水口，所述第一水栗置于所述水箱体的一侧，其出水管路与所述进水口或者出水口连通，相应地，所述第一水栗将污水自进水口栗入所述水箱体内或者将进入水箱体内的污水自出水口栗出水箱体;所述水生植物植于水箱体内的污水中，并且水生植物覆盖水箱体内的整个水面，对流经水箱体的污水进行净化。
[0004]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述水箱体的外侧连接有若干支架，所述支架连接有使得整个水箱体置于水面时保持漂浮状态的漂浮单元。
[0005]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述漂浮单元为泡沫块、连接杆，所述连接杆串接在所述泡沫块中部并且该连接杆连接于所述支架。
[0006]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述漂浮单元还包括若干调节螺杆，所述调节螺杆的下端可转动地连接在所述连接杆上，所述支架上设置螺纹孔，并且所述连接杆的中部通过所述螺纹孔与所述支架螺纹连接，转动所述调节螺杆即可改变所述泡沫块的吃水深度从而水箱体的吃水深度。
[0007]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述漂浮单元包括若干泡沫块、充气囊、若干压力气囊、气栗以及气栗控制机构，所述泡沫块呈圆柱形，所述泡沫块的中部插接有连接杆，并且经由该连接杆固定连接于所述支架内；从而所述水箱体放入水中后在所述泡沫块的浮力作用下漂浮于水面;所述若干压力气囊通过串接管路互相串接后均匀贴附于前述水箱体漂浮于水面时的吃水线上方周侧;所述气栗控制机构包括壳体以及设置于壳体内的形变气囊、压杆以及开关触点，所述压杆的中部可转动地设置于所述壳体内部，其一端与所述形变气囊的外壁连接，其另一端位于所述开关触点的上方;所述开关触点和位于该开关触点上方的压杆端部串接于所述气栗的供电回路中；所述串接管路与所述形变气囊连通，所述气栗的出气管路与所述充气囊连通，该充气囊贴附于所述水箱体的底壁外侧;所述水箱体下沉一定深度时，所述压力气囊受到水体的压迫，从而使得压力气囊内的空气灌入所述形变气囊内，促使形变气囊膨胀后从而驱使压杆转动使得压杆的相应端部扣压于所述开关触点以接通气栗的供电回路，继而气栗向充气囊内充气使得充气囊膨胀后将水箱体托起直至所述压力气囊重新回到水面上方。
[0008]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述水箱体的下部外壁还贴附有一压力传感器并且纵向设置有一排气管路，所述排气管路的下端与所述充气囊连接，其上端位于所述水箱体的开口边沿，该排气管路的中部串接有第一电磁阀，该第一电磁阀与所述压力传感器信号连接。
[0009]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述水箱体靠近其进水口的一侧内部设置有挡板，所述挡板的底边高于所述水箱体的底壁。
[0010]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述水箱体的出水口上方还设置有若干个备用出水口。
[0011]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述出水口连接有处于水箱体外部的出水管，该出水管中设置有第二电磁阀；所述出水口一侧还设置有位于所述水箱体内部的水体在线检测装置以及第二水栗，所述第二水栗的出水管路延伸至所述挡板处;所述水体在线检测装置与所述第二电磁阀、第二水栗以及第一水栗信号连接。
[0012]所述的富营养化污水净化模拟系统，其进一步设计在于，所述第一水栗为脉冲栗，其外部罩设有防水罩;第一水栗的进水管路的入口箍套有滤网。
[0013]本发明的有益效果在于:采用水箱体或置于陆地上或漂浮于水体中进行水体净化，既可在陆地上对水体净化，可做为移动式小型污水处理系统;又可漂浮于水体中进行原位修复，不用另外占用地面，且杜绝了一半人工浮床净化水体时根系凋落物或植物残体凋落对水体造成二次污染的风险;通过电栗控制进水或出水速度，可以找到净化效率最优的水力负荷，从而可以调节水栗的流量使富营养化污水净化模拟系统的日净化效率达到最优，同时也可以在营养盐浓度较高的情况下通过电栗控制出水放慢出水速度，延长植物吸收营养盐的时间以尽可能地去除水体营养盐，或者在营养盐浓度较低的情况下，通过电栗控制进水加快给水速度，通过增加进水量提升植物吸收的营养盐，即，可以实现对富营养化水体净化的定量分析;通过设置漂浮单元，使得本发明可以漂浮于水体上对污水进行净化处理，减少了管路铺设、污水长距离输送等因素导致作业成本;本发明的漂浮单元不仅有泡沫块还包括充气囊、压力气囊等结构，可以确保水箱体在水体中的吃水深度保持适中从而具有较好的抗风浪性;采用压力气囊作为吃水深度增加时的信号采集装置，具有较好的可靠性的同时，其运行成本较低；由于所述压力气囊均匀设置于水箱体的外部周侧，从而水箱体在水中摆动时，局部压力气囊受到的压力会传递给其他压力气囊而不会对气栗的运作形成信号干扰;通过在水箱体外侧下部设置压力传感器，可以防止气栗过度充气导致充气囊过度膨胀导致水箱体吃水过浅而导致其状态不稳;本发明通过设置水体在线检测装置和第二电磁阀，在净化未达标时能够及时制止污水排出并且利用第二水栗驱使未达标的污水在水箱体内循环至达标为止再排出。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为水箱体结构示意图。
[0016]图3为水箱体的侧面结构示意图。
[0017]图4为气栗控制结构结构示意图。
[0018]图5为第一水栗及防水罩结构示意图。
[0019]图6为生活污水使用和未使用本发明进行净化时的TN去除率比对曲线图。
[0020]图7为持续输入外源营养盐的动态实验条件下，不同水力负荷下凤眼莲净化污水的效果曲线图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合说明书附图以及实施例对本发明的进行进一步说明。
[0022]如图所示，该富营养化污水净化模拟系统包括上侧面敞开的水箱体1、第一水栗2和若干株凤眼莲3，水箱体1上设置有进水口 11、出水口 12，第一水栗2置于水箱体的一侧，其出水管路与进水口连通，将污水经第一水栗栗入水箱体内；当然也可以将进水口设置在较低的位置让污水进入水箱体，再由第一水栗2自出水口将水抽出；若干株水生植物3漂浮于水箱体内的污水中，具体可采用凤眼莲或者芦苇等对富营养化水体有较好净化作用的水生植物。水箱体的外侧连接有若干支架13。水箱体可置于陆地上进行水体净化，既可在陆地上对水体净化，可做为移动式小型污水处理系统。
[0023]为了使得本发明能够漂浮于水体中对水体进行原位修复，水箱体1连接有使得整个水箱体置于水面时保持漂浮状态的漂浮单元4。漂浮单元4包括若干泡沫块41、充气囊42、若干压力气囊43、气栗44以及气栗控制机构45，泡沫块呈圆柱形，泡沫块的中部插接有连接杆，并且经由该连接杆固定连接于支架内，从而水箱体放入水中后在泡沫块的浮力作用下漂浮于水面;当然，连接杆也可通过若干调节螺杆与支架连接，调节螺杆的下端可转动地连接在连接杆上，支架上设置螺纹孔，并且连接杆的中部通过所述螺纹孔与所述支架螺纹连接，转动所述调节螺杆即可改变所述泡沫块的吃水深度从而水箱体的吃水深度。该种调整水箱体吃水深度的方式需要人工根据需要去适时转动调节螺杆。
[0024]为了实现实时自动调整水箱体吃水深度，若干压力气囊43通过串接管路互相串接后均匀贴附于前述水箱体漂浮于水面时的吃水线上方周侧;气栗控制机构45包括壳体451以及设置于壳体内的形变气囊452、压杆453以及开关触点454，压杆的中部可转动地设置于壳体内部，其一端与形变气囊的外壁连接，其另一端位于开关触点的上方;开关触点和位于该开关触点上方的压杆端部串接于气栗的供电回路中；串接管路与形变气囊连通，气栗44的出气管路与充气囊42连通，该充气囊42贴附于水箱体的底壁外侧;水箱体1下沉一定深度时，压力气囊受到水体的压迫，从而使得压力气囊内的空气灌入形变气囊452内，促使形变气囊膨胀后从而驱使压杆转动使得压杆的相应端部扣压于开关触点以接通气栗的供电回路，继而气栗向充气囊内充气使得充气囊膨胀后将水箱体托起直至压力气囊重新回到水面上方。由于本发明设置了漂浮单元，使得本发明可以漂浮于水体上对污水进行净化处理，减少了管路铺设、污水长距离输送等因素导致作业成本;并且可以确保水箱体在水体中的吃水深度保持适中从而具有较好的抗风浪性
水箱体的下部外壁还贴附有一压力传感器5并且纵向设置有一排气管路51，排气管路51的下端与充气囊42连接，其上端位于水箱体1的开口边沿，该排气管路的中部串接有第一电磁阀52，该第一电磁阀52与压力传感器5信号连接;可以防止气栗过度充气导致充气囊过度膨胀导致水箱体吃水过浅而导致其状态不稳。
[0025]水箱体1靠近其进水口的一侧内部设置有挡板14，挡板的底边高于水箱体的