一种室内水生微宇宙试验系统装置的制作方法

本实用新型涉及一种室内水生微宇宙试验系统装置，用于研究外源污染物进入水生态系统后的环境行为和生态效应。

背景技术：

微宇宙技术是环境污染生态学研究中很有价值的试验方法，因为它可以在人工控制条件下对生态系统进行全面地研究，能直观地观测到生物间的相互作用行为，比单因子试验更能够全面反应污染物在环境中的行为，能够为研究人员提供更全面的信息。微宇宙既可以被应用于研究自然生态系统的结构和功能，也可以被应用于污染物生态系统。近年来，该技术在环境污染生态学领域得到越来越广泛的应用，如研究污染物对生物和非生物组成的影响、污染物在生物和非生物组成中的分布、污染物对生物—生物和生物—非生物之间的相互作用等。然而，现有的水生微宇宙系统所能提供的环境条件与真实的自然环境条件差异明显，模拟真实环境的效果不具有代表性。比如不能很好地控制系统中污染物的浓度，不能自动控制温度、光照、水流速度等。因此，受上述条件制约，当前的水生微宇宙系统仍存在较多缺陷。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种室内水生微宇宙试验系统装置，通过观察外源污染物进入试验系统装置后所产生的环境行为和生态效应，研究外源污染物在水生态系统中的迁移转化规律。该装置完整的模拟整个自然水生系统，既拥有独立的自来水预处理系统和可定量的污染物投加系统，可以很好地控制系统中污染物的浓度，又采用集中控制的方式，在生态模拟箱中可以自动控制温度、光照、水流速度等变量，使得构建的人工微宇宙系统更接近自然的生态系统。

为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种室内水生微宇宙试验系统装置，储水箱系统的出水口管路通过自来水预处理系统连接加热循环系统的入口，加热循环系统的出口连接生态模拟箱系统，生态模拟箱系统底部的水循环系统与加热循环系统的循环口连接，生态模拟箱系统的顶部设置人造光源系统；在各系统的外部设置自动控制系统，并分别与各系统连接实现信号收集与控制。

所述的储水箱系统结构为，在箱体顶部设有搅拌机Ⅰ，搅拌机Ⅰ的搅拌叶片伸入到箱体内腔底部；箱体的上方设有进水口，下方设置的出水口连接水泵；在箱体的内壁上下分别设有液位开关。

所述的自来水预处理系统由曝气装置和加药装置组成，曝气装置中的曝气罐内设有过滤网形成的内腔，在过滤网的底部设有均匀分布的微孔曝气头，曝气罐外部设置的空气泵，并通过管路与各微孔曝气头连通；加药装置中的药箱顶部设置搅拌机Ⅱ，药箱的药剂出口通过蠕动泵与曝气罐的药剂入口连接；在箱体内壁下方设有液位开关。

所述的加热循环系统结构为，加热水箱内设有加热棒，金属换热管贯穿箱体控制箱内水温；在加热水箱外设有插入内腔的温度传感器，在加热水箱上端设有进水口，下端设有出水口和循环水入口，底部设有放空口。

所述的生态模拟箱系统结构为，若干个生态箱并列连接，并通过阀门的开闭进行水的流通和控制；在每个生态箱的上方设有温度传感器，在每个生态箱的底部通过阀门连接水循环管路，水循环管路连接加热循环系统。

所述的人造光源系统的结构为，采用光箱内设有若干个大功率氙灯，大功率氙灯的下端设有光照强度传感器和反光板

该室内水生微宇宙试验系统装置具有以下优点：

1、该装置具有独立的进水预处理系统和污染物投加系统，可以很好地控制系统中污染物的浓度；

2、 采用集中控制的方式，可以自动控制温度、光照、水流速度等；

3、 支撑杆和支架制成构建的人工微宇宙系统更接近自然的生态系统；

4、 可以在人工控制条件下模拟外源污染物进入水生生态系统后的环境行为和生态效应，更好地研究外源污染物在水生态系统中的迁移转化规律；

5、可以模拟不同种外源污染物进入水生生态系统；

6、能够实现较为真实的水生生态系统模拟；

7、光强控制系统可模拟不同光强，自动调控人工太阳的光谱范围和强度，实现全部光强范围模拟自然光的全部光长范围和光照强度。

附图说明

图1为室内水生微宇宙试验系统装置的结构示意图。

图2 为本实用新型储水箱系统的结构示意图。

图3 为本实用新型自来水预处理系统的结构示意图。

图4 为本实用新型加热循环系统的结构示意图。

图5 为本实用新型生态模拟箱系统的结构示意图。

图6 为本实用新型人造光源系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种室内水生微宇宙试验系统装置，储水箱系统10的出水口管路通过自来水预处理系统20连接加热循环系统30的入口，加热循环系统30的出口连接生态模拟箱系统40，生态模拟箱系统40底部的水循环系统与加热循环系统30的循环口连接，生态模拟箱系统40的顶部设置人造光源系统50；在各系统的外部设置自动控制系统60，并分别与各系统连接实现信号收集与控制，可以自动控制整体系统内的水量、温度、曝气量、加药量、光照等。

如图2所示，所述的储水箱系统10结构为，箱体12主体材质为玻璃钢，储水箱的规格为2m×1m×2m，在箱体12顶部设有搅拌机Ⅰ11，搅拌机Ⅰ11的搅拌叶片伸入到箱体12内腔底部，用于搅拌水样，可以手动或自动调节搅拌机转速；箱体12的上方设有自来水进水口，下方设置的出水口连接水泵14，功率为200W，用于将混合后的水样输送至自来水预处理系统；在箱体12的内壁上下分别设有液位开关13，可以对水位高低告警，当液位低于低液位时，后边的水泵14即停止工作，起到对泵的保护作用。

如图3所示，所述的自来水预处理系统20由曝气装置2a和加药装置2b组成，曝气装置2a中的曝气罐21规格为2m×1m×1m，其内设有过滤网24形成的内腔，在过滤网24的底部设有均匀分布的微孔曝气头23，曝气罐21外部设置的空气泵22通过管路与各微孔曝气头23连通；加药装置2b中的药箱25直径0.8m，高1m，药箱25顶部设置搅拌机Ⅱ26，功率30W，以达到混合均匀的目的，药箱25的药剂出口通过蠕动泵27与曝气罐的药剂入口连接，蠕动泵27功率50W，通过自动控制系统可精确控制加药量，在箱体内壁下方设有液位开关13，防止药箱25内液面过低，起到对蠕动泵的保护作用。

如图4所示，所述的加热循环系统30结构为，加热水箱31采用不锈钢材质，规格为1m×1m×1.5m，加热水箱31内设有加热棒34，金属换热管32贯穿加热水箱31的内腔；在加热水箱31外设有插入内腔的温度传感器33，能够实时监测水温；在加热水箱31上端设有进水口，下端设有出水口和循环水入口，底部设有放空口。

如图5所示，所述的生态模拟箱系统40结构为，若干个生态箱41并列连接，并通过阀门42的开闭进行水的流通和控制；在每个生态箱41的上方设有温度传感器43，在每个生态箱41的底部通过阀门连接水循环管路44，水循环管路44连接加热循环系统。

如图6所示，所述的人造光源系统50的结构为，采用光箱52内设有若干个大功率氙灯51，功率为500W；大功率氙灯51的下端设有反光板54和光照强度传感器53。光照强度传感器53自动调控人工太阳的光谱范围和强度，下端的反光板54能够使光线汇聚。

本申请的室内水生微宇宙试验系统装置的工作过程为：储水箱系统10中的水通过出水口管路进入自来水预处理系统20，在此加药曝气，除去其中的氯，并使外源污染物与水充分混合，随后进入加热循环系统30，调节水温。使温度适宜的带有外源污染物的水通过出水口进入生态模拟箱系统40，通过顶部的人造光源系统50模拟日光，整个装置通过自动控制系统60进行集中定量控制。观察外源污染物进入试验系统装置后的环境行为和生态效应，来研究外源污染物在水生态系统中的迁移转化规律。