專利名稱：一種太陽能水質改良機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水污染控制領域，尤其涉及一種水體底質改良調(diào)控設備。
背景技術：
研究發(fā)現(xiàn)，水體中投入的氮、磷等營養(yǎng)物質，除20% 30%被水生生物吸收利用外，其余的全部進入水體環(huán)境中，其中約60 70%沉積到底泥中。一方面，水體底泥中大量有機物的存在，不僅導致底泥沉積，還會產(chǎn)生氨氮、亞硝酸鹽、甲烷、硫化氫等還原態(tài)物質，弓丨起水質惡化，嚴重影響到水環(huán)境安全。另一方面，水體底泥也是營養(yǎng)庫，水體初級生產(chǎn)力需要的大量營養(yǎng)鹽來自底泥，合理的釋放和利用底泥中的富營養(yǎng)物質是改善底質環(huán)境、提高水體生產(chǎn)力的重要途徑。目前，國內(nèi)外對水體底泥的處理方法主要有機械清淤、微生物改良、化學藥物調(diào)劑 等。機械清淤主要是利用水力挖塘機組等清除水體底部的淤泥，該方法無法做到對底泥中營養(yǎng)物質的再利用；微生物方法雖然提高了底泥中富營養(yǎng)物質的資源化利用，但由于無法控制微生物的生長條件，其效果無法穩(wěn)定；化學方法雖然見效快，但容易造成化學品殘留，存在的問題很多，無法從根本上解決問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種太陽能水質改良機，能夠根據(jù)太陽光照情況對水體底質和水質進行調(diào)控處理，達到降低底泥沉積污染，促進有機物分解和營養(yǎng)鹽釋放，肥水調(diào)水，改良水質，降低沉積污染，提高水體生產(chǎn)力水平的目的。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種一種太陽能水質改良機，其特征在于所述太陽能水質改良機包括太陽能動力組件和底層絮狀污泥吸收施放組件，以及分別用于承載太陽能動力組件的第一浮體和底層絮狀污泥吸收施放組件的第二浮體，兩浮體之間通過連接桿連接為一體，其中太陽能動力組件由安裝在第一浮體上的太陽能光伏板、穩(wěn)壓器、光照度控制器、立式的導向架和用于驅動第一浮體的電動馬達組成，導向架上固定套環(huán)，套環(huán)位于第一浮體的頂部，套環(huán)內(nèi)穿入一根導向繩，其兩端分別固定在水體兩側的坡埂上，導向繩上間隔安裝2個接觸開關，接觸開關與電動馬達信號連接，第一浮體可在水面上沿2個接觸開關之間的導向繩往返運動；底層絮狀污泥吸收施放組件由底層絮狀污泥吸收施放腔和渦流泵組成，底層絮狀污泥吸收施放腔為可伸縮彎折的長形管道，底泥吸收施放腔安裝在底泥吸收施放第二浮體底部、位于水面下方，其出口端與水面平行并靠近水面，渦流泵安裝在出口端內(nèi)側，底泥吸收施放腔其進口端端口向下伸向養(yǎng)殖池塘底部，靠近底泥表面；連接桿一端與第一浮體轉動連接，一端與第二浮體固定連接，連接桿和第二浮體可繞第一浮體水平旋轉；[0013]太陽能光伏板的輸出端連接穩(wěn)壓器和光照度控制器后、再通過相互獨立的控制電路分別連接電動馬達和渦流泵。本實用新型將太陽能動力組件和底泥吸收施放組件等組裝到一起，利用太陽能動力將水體底層的絮狀底泥吸收施放到水體表層，利用表層水體光合作用產(chǎn)生的氧氣等滿足底層絮狀污泥中的菌團生長需要，達到分解有機物、釋放營養(yǎng)鹽、肥水調(diào)水、降低沉積污染、提高水體的生產(chǎn)力水平的目的。第一浮體承載太陽能動力組件在水體內(nèi)沿導向繩往復運行，同時第二浮體承載底泥吸收釋放組件繞第一浮體旋轉，因此太陽能水質改良機可輕松達到水體底部的任何角落，均勻吸收底部的絮狀污泥。另外，系統(tǒng)的運行以光照度為控制指標，可以根據(jù)光照強度自動調(diào)節(jié)運行時間和速度，控制底泥吸收施放數(shù)量，充分利用光合作用，防止底泥施放過量和不足，達到降低底泥沉積，促進有機物分解和營養(yǎng)鹽釋放，肥水調(diào)水，降低養(yǎng)殖污染，提高池塘水體的生產(chǎn)力水平和養(yǎng)殖效率的目的。具體操作時，首先，根據(jù)水體的實際水面高度調(diào)整底泥吸收釋放腔的伸縮高度，使其與水體的水體高度相匹配；然后，將導向繩穿入套環(huán)內(nèi)，將導向繩兩端固定在水體坡埂 上，并在導向繩上安裝接觸開關，接觸開關的安裝位置以太陽能水質改良機在兩接觸開關之間運行時，不與坡埂和底泥發(fā)生干涉為限；接著，分別將承載太陽能動力組件和底泥吸收釋放組件的浮體下水；在光照度滿足預定數(shù)值的情況下，一方面，太陽能光伏板輸出的電流驅動電動馬達帶動整套太陽能水質改良機沿導向繩方向在兩個接觸開關之間往返運動；另一方面，太陽能光伏板輸出的電流，通過穩(wěn)壓器、光照度控制器控制底泥吸收釋放腔內(nèi)渦流泵的運轉。渦流泵具有兩個作用一是通過底泥吸收釋放腔內(nèi)部的水流運動將水體底部的絮狀底泥吸收施放到水體表層，利用表層的富氧水體，氧化底泥絮狀物中的有毒有害物質，并為活性污泥中的硝化菌和消化菌等提供氧氣、堿度，使絮狀污泥中的氮、磷、硫等物質向氧化態(tài)形式轉化。二是為底泥吸收施放浮體提供了一個反向推動力，使第二浮體在水體中運動，由于連接桿的存在，第二浮體圍繞第一浮體做環(huán)形旋轉運動，可以吸附水體任一位置的底泥。光照度控制器根據(jù)光照情況控制太陽能光伏板的電流輸出，使水體底泥吸收施放腔的渦流泵只能在一定的光照度情況下運行，沒有陽光的情況下不運行，以確保底泥在光照充分、表層水體含氧量較高的情況下被吸收施放到水體表層。實驗表明，可將光照度控制器的啟閉臨界光照度設定為5001ux，在光照度達到5001ux時,光照度控制器打開,太陽能光伏板輸出的電流通過穩(wěn)壓器穩(wěn)定電壓后輸出給底泥吸收施放組件的渦流泵；低于5001ux時，光照度控制器關閉，太陽能光伏板不輸出電流，底泥吸收釋放組件不工作。進一步的，浮體分別由兩條并列船形注塑浮體組成，船形注塑浮體之間通過安裝支架連為一體，第一浮體和第二浮體垂直布置。兩條船形注塑浮體的并列結構有利于保持浮體平衡。再進一步，太陽能光伏板為兩塊12v，150w的太陽能光伏板，分別安裝在兩個船形注塑浮體上方的安裝支架上，穩(wěn)壓器、光照度控制器、電動馬達和立式的導向架安裝在兩個船形注塑浮體之間的安裝支架上，利于保持第一浮體平衡。再進一步，底泥吸收施放腔安裝在船形注塑浮體之間的安裝支架下部，底泥吸收釋放腔的軸線與船形注塑浮體長度方向平行，利于保持第二浮體平衡。再進一步，底泥吸收施放腔為多段式套裝管結構，便于伸縮和控制高度。一種優(yōu)選結構是，底泥吸施放腔由3段首尾相連的直管道組成，三者的軸線位于同一垂直截面上，首段直管道固定在船形注塑浮體之間的安裝支架下部，渦輪泵安裝在首段直管道內(nèi)部，渦輪泵的軸線與首段直管道軸線平行，直管道的進口端為斜切端，與水面成一銳角夾角α，端口上安裝隔網(wǎng)，以防止樹枝、魚蝦等吸入。首段直管段的出口端端面與水面垂直，除首段直管道外的其它直管道出口端端面向下90度彎折至與水面平行，后段直管道的出口端伸入前段直管道進口端內(nèi)，兩者的底部轉動連接，除首段直管道外的其它直管道可繞連接部位垂直翻轉，其最大翻轉角度與α角相匹配，翻轉過程中，直管道可定位在任一翻轉位置。再進一步，連接桿優(yōu)選為可伸縮的套桿，包括外套筒和套裝在外套筒內(nèi)的內(nèi)套桿，內(nèi)套桿一端伸出外套筒外，其外套筒一端轉動連接第一浮體，內(nèi)套桿的伸出端通過動力元件固定連接第二浮體，內(nèi)套桿在動力元件推動下在外套筒內(nèi)滑動，套桿的伸縮長度區(qū)間為
I.O 3. 0m。第二浮體在繞第一浮體轉動的同時，內(nèi)套桿在動力元件推動下在外套筒內(nèi)滑動，使第二浮體圍繞第一浮體呈螺旋型旋轉，保證底泥吸收釋放組件可達到水體的各個角落。再進一步，動力元件可以為電動液壓油缸或者直行電機。動力元件由太陽能光伏板驅動，太陽能光伏板的輸出端連接穩(wěn)壓器和光照度控制器后，通過控制電路連接動力元件。再進一步，套環(huán)為間隔配置的兩個，兩套環(huán)的中心線重合，第一浮體的兩個船形注塑浮體關于套環(huán)中心線左右對稱，導向性能更好。再進一步，考慮到水體的通常深度，底層絮狀污泥吸收施放腔的伸縮高度在O. 3-1. 5m 之間。本實用新型的有益效果在于I)本太陽能水質改良機可以根據(jù)光照度控制池塘底泥釋放量。太陽能水質改良機根據(jù)上層水體光合作用的強度，控制底層絮狀污泥施放到水體表層的數(shù)量，即可保證底泥施放后被氧化，又不會使底泥過度施放造成水體缺氧和污染。2)本太陽能水質改良機充分利用表層水體光合作用產(chǎn)生的氧氣等滿足絮狀污泥需要，有利于促進上浮底泥中糞便、餌料等有機物的分解，并為水體中的浮游生物提供營養(yǎng)物質，從而達到改善池塘底質，調(diào)控水質的效果，可提高水體環(huán)境內(nèi)營養(yǎng)物質的再利用和水體生產(chǎn)力水平。3)本太陽能水質改良機具有光控、自運行特點，底泥吸收施放裝置可沿導繩螺旋運動，能夠使底泥吸附裝置運行到水體的各個角落，使水體中的底泥都能夠得到處理。

圖I為本實用新型在水體中的運行位置示意圖圖2為圖I中太陽能水質改良機的部分放大示意圖圖3為圖2的俯視圖圖4 6為底泥吸收施放腔不同的變形結構示意圖圖I 6中1為太陽能動力組件，2為底泥吸收施放組件，3為第一浮體，4為第二浮體，5為安裝支架，6為太陽能光伏板，7為穩(wěn)壓器，8為光照度控制器，9為電動馬達，10為導向架，11為套環(huán)，12為導向繩，13為接觸開關,14為底泥吸收施放腔,1401為首段直管道，1402為尾段直管道，1403為中間直管道，15為渦流泵，16為連接桿，17為動力元件。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。太陽能水質改良機包括太陽能動力組件I和底泥吸收施放組件2，以及分別用于承載兩組件的第一浮體3和第二浮體4，兩浮體3、4之間通過連接桿16連接，每個浮體3、4包括兩條并列的船形注塑浮體，船形注塑浮體之間通過安裝支架5連為一體，第一浮體3和第二浮體4相互垂直布置。太陽能動力組件I包括安裝在第一浮體3上的太陽能光伏板6、穩(wěn)壓器7、光照度控制器8、電動馬達9和立式的導向架10 ;穩(wěn)壓器7、光照度控制器8、電動馬達9和立式的 導向架10安裝在第一浮體3的兩個船形注塑浮體之間的安裝支架5上。太陽能光伏板6為兩塊12v，150w的太陽能光伏板，分別安裝在兩個船形注塑浮體上方的安裝支架5上。導向架10頂部安裝固定一對套環(huán)11，套環(huán)11內(nèi)穿入一根導向繩12，其兩端分別固定在水體兩側的坡埂上，導向繩12上間隔安裝2個接觸開關13，接觸開關13與電動馬達9信號連接，第一浮體3可在水面上沿2個接觸開關13之間的導向繩12往返運動。底泥吸收施放組件2包括底泥吸收施放腔14和渦流泵15。底泥吸收施放腔位于水面下方，其出口端與水面平行并靠近水面，其進口端端口向下伸向水體底部，靠近底泥表面。底泥吸收施放腔14由3段首尾相連的直管道1401，1402，1403組成，三者的軸線位于同一垂直截面上，首段直管道1401固定在船形注塑浮體之間的安裝支架5下部，渦輪泵15安裝在首段直管道1401內(nèi)部，渦輪泵15的軸線與首段直管道1401軸線平行。直管道1401、1402和1403的進口端為斜切端，與水面成一銳角夾角α，端口上安裝隔網(wǎng)，以防止樹枝、魚蝦等吸入。首段直管段1401的出口端端面與水面垂直，除首段直管道1401外的其它直管道1402、1403出口端向下90度彎折至端面與水面平行，后段直管道的出口端伸入前段直管道進口端內(nèi)，兩者的底部轉動連接，直管道1402、1403可繞連接部位垂直翻轉，其最大翻轉角度與α角相匹配，翻轉過程中，直管道1402、1403可定位在任一翻轉位置，如圖4 6所示。連接桿16垂直于底泥吸收施放腔14的出口端，連接桿16 —端轉動在第一浮體3上，一端固定在第二浮體4上，連接桿16和第二浮體4可繞第一浮體3旋轉。連接桿16為可伸縮的套桿，包括外套筒和套裝在外套筒內(nèi)的內(nèi)套桿，內(nèi)套桿一端伸出外套筒外，伸出端上配置動力元件17,內(nèi)套桿在動力元件7推動下在外套筒內(nèi)滑動。太陽能光伏板6的輸出的電流通過穩(wěn)壓器7和光照度控制器8后、分別通過獨立的電路控制電動馬達9、渦流泵15和動力元件17。具體操作時，首先，根據(jù)水體污染的實際水面高度調(diào)整底泥吸收釋放腔14的整體高度，使其與水體的水體高度相匹配，如圖6所示；然后，將導向繩12穿入套環(huán)11內(nèi)，將導向繩兩端固定在水體坡埂上，并在導向繩上安裝接觸開關，接觸開關的安裝位置以太陽能水質改良機在兩接觸開關之間運行時，不與坡埂和底泥發(fā)生干涉為限；接著，將第一浮體3和第二浮體下水；在光照度大于等于5001ux的情況下，一方面，太陽能光伏板6輸出的電流驅動電動馬達9帶動整套太陽能水質改良機沿導向繩11在兩個接觸開關13之間往返運動；另一方面，太陽能光伏板6輸出的電流輸送給底泥吸收施放腔14內(nèi)的渦流泵15運轉。渦流泵15具有兩個作用一是通過底泥吸收施放腔14內(nèi)部的水流運動將水體底部的絮狀底泥吸收施放到水體表層，利用表層的富氧水體，氧化底泥絮狀物中的有毒有害物質， 并為活性污泥中的硝化菌落和消化菌落等提供氧氣、堿度，使絮狀污泥中的氮、磷、硫等物質向氧化態(tài)形式轉化。二是為第二浮體4提供了一個反向推動力，使第二浮體4在水體中運動，由于可伸縮的連接桿16的存在，第二浮體2的圍繞太陽能動力組件浮體作螺旋形運動，可以使底泥吸收施放腔14的進口端覆蓋到水體底部的各個角落。
權利要求1.一種太陽能水質改良機，其特征在于 所述太陽能水質改良機包括太陽能動力組件(I)和底層絮狀污泥吸收施放組件(2)，以及分別用于承載太陽能動力組件的第一浮體(3)和底層絮狀污泥吸收施放組件的第二浮體(4)，兩浮體(3，4)之間通過連接桿(16)連接為一體，其中 太陽能動力組件(I)由安裝在第一浮體(3)上的太陽能光伏板(6)、穩(wěn)壓器(7)、光照度控制器(8)、立式的導向架(10)和用于驅動第一浮體(3)的電動馬達(9)組成， 導向架(10)上固定套環(huán)(11)，套環(huán)(11)位于第一浮體(3)的頂部，套環(huán)(11)內(nèi)穿入導向繩(12)，其兩端分別固定在水體兩側的坡埂上，導向繩(12)上間隔安裝2個接觸開關(13)，接觸開關(13)與電動馬達(9)信號連接，第一浮體(3)可在水面上沿2個接觸開關(13)之間的導向繩(12)往返運動；底層絮狀污泥吸收施放組件(2)由底層絮狀污泥吸收施放腔(14)和渦流泵(15)組成，底層絮狀污泥吸收施放腔(14)為可伸縮彎折的長形管道，底泥吸收施放腔(14)安裝在底泥吸收施放第二浮體(4)底部、位于水面下方，其出口端與水面平行并靠近水面，渦流泵(15)安裝在出口端內(nèi)側，底泥吸收施放腔(14)其進口端端口向下伸向養(yǎng)殖池塘底部，靠近底泥表面； 連接桿(16) —端與第一浮體(3)轉動連接,一端與第二浮體(4)固定連接,連接桿(16)和第二浮體(4)可繞第一浮體(3)水平旋轉； 太陽能光伏板(6)的輸出端連接穩(wěn)壓器(7)和光照度控制器(8)后、再通過相互獨立的控制電路分別連接電動馬達(9)和渦流泵(15)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于浮體(3，4)分別由兩條并列船形注塑浮體組成，船形注塑浮體之間通過安裝支架(5)連為一體，第一浮體(3)和第二浮體(4)垂直布置。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述太陽能光伏板(6)為兩塊12v，150w的太陽能光伏板，分別安裝在兩個船形注塑浮體上方的安裝支架(5)上，穩(wěn)壓器(7)、光照度控制器(8)、電動馬達(9)和立式的導向架(10)安裝在兩個船形注塑浮體之間的安裝支架(5)上。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述底泥吸收施放腔(14)安裝在船形注塑浮體之間的安裝支架(5)下部，底泥吸收釋放腔(14)的軸線與船形注塑浮體長度方向平行。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于 所述底泥吸施放腔(14)由3段首尾相連的直管道(1401，1402，1403)組成，三者的軸線位于同一垂直截面上， 首段直管道(1401)固定在船形注塑浮體之間的安裝支架(5)下部，渦輪泵(15)安裝在首段直管道(1401)內(nèi)部，渦輪泵(15)的軸線與首段直管道(1401)軸線平行，直管道(1401，1402,1403)的進口端為斜切端，與水面成一銳角夾角α，端口上安裝隔網(wǎng)， 首段直管段(1401)的出口端端面與水面垂直，除首段直管道(1401)外的其它直管道(1402，1403)出口端端面向下90度彎折至端面與水面平行， 后段直管道的出口端伸入前段直管道進口端內(nèi)，兩者的底部轉動連接，除首段直管道(1401)外的其它直管道(1402，1403)可繞連接部位垂直翻轉，其最大翻轉角度與α角相匹配，翻轉過程中，直管道(1402，1403)可定位在任一翻轉位置。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述連接桿(16)為可伸縮的套桿，包括外套筒和套裝在外套筒內(nèi)的內(nèi)套桿，內(nèi)套桿一端伸出外套筒外，其外套筒一端轉動連接第一浮體(3)，內(nèi)套桿的伸出端通過動力元件(17)固定連接第二浮體(4)，內(nèi)套桿在動力元件(7)推動下在外套筒內(nèi)滑動。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述動力元件(17)為電動液壓油缸或直流電機。
8.根據(jù)權利要求6所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述太陽能光伏板(6)的輸出端連接穩(wěn)壓器(7 )和光照度控制器(8 )后，通過控制電路連接動力元件(17)。
9.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述套環(huán)(11)為間隔配置的兩個，兩套環(huán)(11)的中心線重合，第一浮體(3)的兩個船形注塑浮體關于套環(huán)(11)中心線左右對稱。
10.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽能水質改良機，其特征在于所述底層絮狀污泥吸收施放腔(14)的伸縮高度在O. 3-1. 5m之間。
專利摘要一種太陽能水質改良機，所述太陽能水質改良機包括太陽能動力組件和底層絮狀污泥吸取施放組件，以及分別用于承載兩組件的浮體和移動及控制組件，兩浮體之間通過連接桿連接為一體。本實用新型通過利用太陽能光伏動力，將太陽能光伏動力組件和底層絮狀污泥吸取施放組件等組裝到一起，利用太陽能光伏動力將水體底層的絮狀底泥吸收施放到水體表層，并以光照度為調(diào)控指標，控制底層絮狀污泥的施放數(shù)量，達到降低水體底泥沉積，促進污泥中有機物分解和營養(yǎng)鹽釋放，調(diào)節(jié)水體營養(yǎng)鹽平衡，改良水質，降低沉積污染，提高水體生產(chǎn)力水平的目的。
文檔編號C02F11/06GK202717603SQ20122034985
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權日2012年7月18日
發(fā)明者劉興國, 徐皓, 張擁軍, 鄒海生, 虞宗勇, 徐國昌 申請人:中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所