本發(fā)明涉及一種生態(tài)浮島及生態(tài)水體修復(fù)系統(tǒng)，特別涉及一種槽箱型太陽能浮島及生態(tài)水體修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，湖泊等水體富營養(yǎng)化是當(dāng)今世界面臨的重大環(huán)境問題。湖庫水體營養(yǎng)化使水質(zhì)惡化，誘發(fā)“水質(zhì)性”缺水危機(jī)，降低水資源綜合利用效率和安全供水保障能力。對于富營養(yǎng)化的水體，各國家和地區(qū)采用不同的物理、化學(xué)、生物方法進(jìn)行治理，在一定程度上修復(fù)了營養(yǎng)化的水體。研究表明，生態(tài)修復(fù)方法得到了普遍的認(rèn)可。人工浮島作為水體原位修復(fù)技術(shù)中的一種，相比于其它的生物修復(fù)技術(shù)有顯著的優(yōu)點(diǎn)。浮島利用植物吸收作用和微生物的凈化作用修復(fù)水體，對富營養(yǎng)化水質(zhì)的有較好的凈化作用。

已知，研究人員研發(fā)了新型曝氣填料浮島，該浮島主要依靠填料的生物膜凈化，不依賴植物，管理方便，提高了浮島的凈化效果。另外，研究人員還研究了湖泊水體營養(yǎng)物質(zhì)的移出方法和裝置，該裝置包括浮床，浮床中間有槽形水流渠道；浮床在水體中行走時，水流從渠道穿過，通過向水流中投放加絮凝劑、攪拌、形成絮體，通過磁分離系統(tǒng)進(jìn)行吸附絮體，并清除。

然而，目前在治理水體富營養(yǎng)化的方法中，存在運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、處理工藝繁瑣、節(jié)能性差、成本較高、不能持續(xù)有效的問題，因而難于實(shí)現(xiàn)低價低碳持續(xù)高效、生態(tài)治污。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種槽箱型太陽能浮島，所述槽箱型太陽能浮島包括出水槽箱、位于所述出水槽箱內(nèi)并與所述出水槽箱的內(nèi)壁面連接的進(jìn)水槽箱，沿所述進(jìn)水槽箱的內(nèi)壁面均勻分布的多個曝氣單元、與所述出水槽箱和所述進(jìn)水槽箱連接并向外延伸的出水管路和進(jìn)水管路，載置在所述曝氣單元上方的浮體、與所述曝氣單元連接并用于支撐所述出水槽箱和所述進(jìn)水槽箱的支撐框架，以及設(shè)置于所述支撐框架上方的蓋板和/或太陽能板，其中，所述曝氣單元包括位于曝氣部的上方的縮頸部及位于縮頸部的上方并具有排液插件的排液部。

作為一種改進(jìn)，所述進(jìn)水管路的第一端口與所述曝氣單元的進(jìn)水口相連通，所述出水管路的第一端口與所述曝氣單元的出水口相連通，所述進(jìn)水管路和所述出水管路的第二端口設(shè)置在水中需要曝氣處理的水體位置。

作為一種改進(jìn)，在所述進(jìn)水槽箱的側(cè)壁具有多個貫穿孔，所述曝氣單元的橫管穿過該多個貫穿孔并豎直地固定在側(cè)壁上。

作為一種改進(jìn)，所述曝氣單元包括橫管、進(jìn)水管和出水管，所述進(jìn)水管和所述出水管通過所述進(jìn)水槽箱的側(cè)壁分隔，并且分別設(shè)置在所述進(jìn)水槽箱和所述出水槽箱。

作為一種改進(jìn)，所述進(jìn)水管的長度小于所述橫管的中心軸線到所述進(jìn)水槽箱的底板表面的垂直距離。

作為一種改進(jìn)，所述出水管的長度小于所述橫管的中心軸線到所述出水槽箱的底板表面的垂直距離。

作為一種改進(jìn)，所述進(jìn)水槽箱與所述出水槽箱的側(cè)壁或底部具有開孔，所述進(jìn)水槽箱和所述出水槽箱的開孔位置均低于所述槽箱型太陽能浮島的吃水線位置。

作為一種改進(jìn)，在所述曝氣單元中，所述排液插件的內(nèi)部具有多個獨(dú)立空間，所述多個獨(dú)立空間由經(jīng)過橫截面中心的多條線分隔而成、或者由兩組平行線相互交叉而分隔形成。

本發(fā)明提供了一種生態(tài)水體修復(fù)系統(tǒng)，所述生態(tài)水體修復(fù)系統(tǒng)包括本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島。

本發(fā)明的有益效果：

(1)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本低；

(2)通過綠植對增氧水體的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行吸收，能夠改善水質(zhì)；

(3)通過本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以將曝氣處理過的水體與未經(jīng)曝氣處理的水體完全分隔開，避免了短路流，提高了曝氣效率，由此實(shí)現(xiàn)進(jìn)出水分離的定點(diǎn)水體修復(fù)；

(4)能夠更有效地排液，并且有效提高水中的氧氣溶解度；

(5)提高了節(jié)能效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的第一實(shí)施方式的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的第一實(shí)施方式的支撐框架及浮體布置示意圖。

圖3為本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的第一實(shí)施方是的立體槽箱蓋板及上部控制柜布置示意圖。

圖4為本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的曝氣單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的第二實(shí)施方式的局部結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖6為本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的第二實(shí)施方式的立體示意圖。

圖中，1.出水槽箱；2.貫穿孔；3.進(jìn)水槽箱；4.側(cè)壁；5.出水管路；6.曝氣單元；7.進(jìn)水管路；8.支撐框架；8a.定位螺栓9.浮體；9a：水培板；10.固定螺栓；11.蓋板；11a：太陽能板；12控制柜；13.進(jìn)水口；14.曝氣器；15.曝氣部；16：縮徑部；17.排液部；17a：排液插件；18.橫管；19.排氣口；20.集水管；21.出水口。22.進(jìn)水管：23.出水管：24.彎頭；25.分隔板。

具體實(shí)施方式

以下，將結(jié)合圖1至-圖6對本發(fā)明的槽箱型型太陽能浮島進(jìn)行說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各方面的優(yōu)點(diǎn)。在以下的實(shí)施例中，提供以下具體實(shí)施方式的目的是便于對本申請公開內(nèi)容更清楚透徹的理解，而不是對本發(fā)明的限制。其中上、下、左、右等指示方位的字詞僅是針對所示結(jié)構(gòu)在對應(yīng)附圖中位置而言。

實(shí)施例1

第一實(shí)施方式

如圖1-圖4所示，槽箱型太陽能浮島包括出水槽箱1、位于出水槽箱1內(nèi)并與出水槽箱1的內(nèi)壁面連接的進(jìn)水槽箱3、沿進(jìn)水槽箱3的內(nèi)壁面均勻分布的多個曝氣單元6、與曝氣單元6的進(jìn)水口相連通的進(jìn)水管路7以及與曝氣單元6的出水口相連通的出水管路5、載置在曝氣單元6上方的浮體9、與曝氣單元6連接并用于支進(jìn)水槽箱3撐的支撐框架8、以及設(shè)置于支撐框架8上方的蓋板11和/或太陽能板11a。

在本實(shí)施方式中，出水槽箱1為大型槽箱，進(jìn)水槽箱3以螺栓固定的方式設(shè)置于出水槽箱1的壁面上，在本實(shí)施方式中進(jìn)水槽箱3的水量為四個，但是進(jìn)水槽箱3的數(shù)量不限于此，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)需要或者出水槽箱體積的變化而相應(yīng)增加或者減小。另外，在本實(shí)施方式中，進(jìn)水槽箱3和出水槽箱1的橫截面形狀為方形，但是進(jìn)水槽箱3和出水槽箱1的橫截面形狀還可以為圓形、多邊形或其它形狀。在進(jìn)水槽箱3的側(cè)壁4上、即在與出水槽箱1的內(nèi)壁面固定的壁面以外的其它壁面上設(shè)有設(shè)置有多個貫穿孔2，曝氣單元6的橫管18穿過貫穿孔2并豎直地固定在進(jìn)水槽箱3的側(cè)壁4上，多個曝氣單元6沿進(jìn)水槽箱3的側(cè)壁均勻分布，為了清楚地說明本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖1至圖3均為省略了一些構(gòu)件的局部示意圖，例如圖1和圖2中僅部分貫穿孔2中安裝了曝氣單元6。曝氣單元6的進(jìn)水管22和出水管23通過進(jìn)水槽箱3的側(cè)壁4分隔，即進(jìn)水管22和出水管23分別設(shè)置在進(jìn)水槽箱3和出水槽箱1中。另外，進(jìn)水管22的長度l1、即從進(jìn)水口13的端面到排液部17的頂端之間的垂直距離l1小于橫管18的中心軸線到進(jìn)水槽箱的底板表面的垂直距離s1，并且出水管23的長度、即排氣口19的端面到出水口21的端面之間的垂直距離l2小于橫管18的中心軸線到出水槽箱1的底板表面的垂直距離s2。以上述方式設(shè)置曝氣單元6的結(jié)構(gòu)可以將曝氣處理過的水體與未經(jīng)曝氣處理的水體完全分隔開，避免了短路流、即曝氣處理后水體混入未經(jīng)曝氣處理的水體中，由此提高了曝氣效率。

進(jìn)一步地，進(jìn)水槽箱3和出水槽箱1均為上部開口的方形槽箱，但是槽箱的形狀可以為圓形、方形或者其它形狀。進(jìn)水槽箱3的側(cè)壁或地板上設(shè)置有開孔，該開孔通過法蘭或插頭與進(jìn)水管路7相連接，出水槽箱1的底板或側(cè)壁上設(shè)置有開孔，該開孔通過法蘭或插頭與出水管路5相連接。在本發(fā)明中，出水管路5和進(jìn)水管路7統(tǒng)稱為外延管路。另外，進(jìn)水槽箱3的開孔位置低于槽箱型太陽能浮島的吃水線位置，并且出水槽箱1的開孔位置同樣低于槽箱型太陽能浮島的吃水線位置。出水管路5和進(jìn)水管路7的第一端口分別與曝氣單元6的出水口21和進(jìn)水口13相連通，而出水管路5和進(jìn)水管路7的第二端口設(shè)置在需要曝氣處理的水體位置。另外，通過改變出水管路5和進(jìn)水管路7的第二端口的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)出水分離的水體定點(diǎn)修復(fù)。

進(jìn)一步地，如圖2所示，支撐框架8設(shè)置在出水槽箱1上部的四個角部，支撐框架8沿出水槽箱1的上部開口的邊緣內(nèi)側(cè)通過固定螺栓10與出水槽箱1的側(cè)壁固定。出水槽箱1的側(cè)壁以例如卡箍或定位螺栓連接到支撐框架8。另外，浮體9例如通過定位螺栓8a固定于支撐框架8的固定孔，并且浮體9的中心軸線與支撐框架8的中心軸線重合、即圓筒型浮體的邊緣與支撐框架8的角部以相切的方式固定，在本實(shí)施方式中，浮體9用于為曝氣單元6提供的水面浮力；浮體9為圓筒型狀，但是也可以是其它形狀；浮體9由實(shí)心或空心的輕質(zhì)材料構(gòu)成。浮體9與支撐框架8以上述固定方式形成的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了出水槽箱1抵抗外部風(fēng)浪的能力，由此提高了整個裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。如圖3所示，支撐框架8上設(shè)有蓋板11和/或太陽能板11a，在太陽能板11a上載置有控制柜12，控制柜12的內(nèi)部包括風(fēng)機(jī)、蓄電池、電源開關(guān)、控制部件等。通過控制柜12將太陽能電池板11a的電力供給至曝氣單元6。

應(yīng)注意，出水槽箱1和進(jìn)水槽箱3可以是下部開口的槽箱，在這種情況下，曝氣單元6以倒置的方式安裝于進(jìn)水槽箱3的壁面，具體地，本發(fā)明進(jìn)水槽箱3的壁面上的貫通孔位于壁面的上部，在上述情況下，貫通孔位于進(jìn)水槽箱3的下部。

如圖4所示，曝氣單元6為圓筒型曝氣單元，圓筒型曝氣單元6包括：進(jìn)水口13，其位于曝氣單元下部的一側(cè)面；曝氣器14，其位于進(jìn)水口13的上方，并且該曝氣器14通過氣體分配器與上方的控制柜12相連；曝氣部15，其位于進(jìn)水口13的上方并與連接有曝氣器14；縮頸部16，位于曝氣部15的上方，并且該縮頸部16的橫截面面積自下而上逐漸變?。慌乓翰?7，其位于縮頸部16的上方，并且該排液部17設(shè)置有排液插件17a，排液插件17a的內(nèi)部具有多個獨(dú)立空間，從排液插件17a的橫截面來看，該多個獨(dú)立空間例如由經(jīng)過橫截面中心的多條線分隔而成、或者由兩組平行線相互交叉而分隔形成，具體地，排液插件17a能夠增強(qiáng)氣泡與氣泡之間相互擠壓，并減小氣泡與氣泡之間的間隔以便于排液；具有排液插件17a的這種結(jié)構(gòu)使氣泡在固定路徑上升，氣泡上升的速度增加，并且有利于有效提高水中的氧氣溶解度；從進(jìn)水口13到排液部17的上端面的這部分管路構(gòu)成了曝氣單元6的進(jìn)水管22；橫管18，其與曝氣單元6的出水管23相連，出水管23包括排氣口19連通，并且該橫管18用于將氣泡及其連帶水體輸送至集水管20；排氣口19，其位于該曝氣單元6的出水管23的上端面，并且該排氣口19用于排出氣體；集水管20，其位于排氣口18的下方，在集水管20中匯集了氣泡以及連同隨氣泡運(yùn)動的液體，在重力作用下形成氣液分離；以及出水口21，其將集水管20中分離出的液體排出。利用具有上述結(jié)構(gòu)的圓筒型曝氣單元，對水體進(jìn)行曝氣增氧，再由水培板9a上的綠植對增氧的水體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)出水分離的水體定點(diǎn)修復(fù)。.

第二實(shí)施方式

與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于，如圖4、圖5和圖6所示，在第二實(shí)施方式中，槽箱型太陽能浮島包括位于中央部的進(jìn)水管路7、沿進(jìn)水管路7的圓周均勻布置的多個曝氣單元6、載置在曝氣單元6的上方的水培板9a、設(shè)置于水培板9a的上方的浮體9、位于浮體9的上方的蓋板11、位于蓋板11的上表面的控制柜12、載置于蓋板11上方的太陽能電池板11a以及與進(jìn)水管路7垂直設(shè)置的出水管路5。

進(jìn)一步地，曝氣單元6通過固定卡箍25進(jìn)水管路7與進(jìn)行固定。另外，水培板9a可以為圓形、方形或者其它形狀，在本實(shí)施方式中為圓形。因此，提高了節(jié)能效果。另外，進(jìn)水管路7內(nèi)設(shè)有分隔板25，該分隔板25將進(jìn)水管路7分成上側(cè)部和下側(cè)部。進(jìn)水管6的上側(cè)部與出水管路5相連通。這種結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本低。

另外，水體中的水通過進(jìn)水管路7，進(jìn)入各曝氣單元6，經(jīng)過曝氣單元6曝氣增氧之后，再通過綠植對增氧水體的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行吸收，能夠改善水質(zhì)，并且由于進(jìn)出水是分離的，由此以實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出水分離的定點(diǎn)水體修復(fù)。

另外，分隔板25可以作為進(jìn)水槽箱和出水槽箱(圖中未示出)的分隔構(gòu)件，具體地，進(jìn)水管路7通過彎頭24與開口向下的進(jìn)水槽箱相連接，曝氣單元6的橫管18穿過開口向上的出水槽箱的側(cè)壁4上的貫穿孔2，并且與曝氣單元6的出水管路5相連通，出水管路7設(shè)置在出水槽箱內(nèi)，在實(shí)施方式中，進(jìn)水槽箱向下開口而出水槽箱向上開口，但是曝氣單元的安裝方向可以倒置，在該情況下，進(jìn)水槽箱向上開口而出水槽箱向下開口。

實(shí)施例2

本發(fā)明提供了一種生態(tài)水體修復(fù)系統(tǒng)，該生態(tài)水體修復(fù)系統(tǒng)包括實(shí)施例1的槽箱型太陽能浮島。應(yīng)注意，本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島可以單獨(dú)使用，也可以多個組合在一起進(jìn)行使用。由于進(jìn)水管路7和出水管路5是分離的，通過對改變出水管路5和進(jìn)水管路7的第二端口的位置，通過槽箱的出水管路5和進(jìn)水管路7、即外延管路將水體吸引至進(jìn)水槽箱，經(jīng)曝氣單元處理后進(jìn)入出水槽箱，再經(jīng)出水槽箱的外延管路將水體輸送至水域水體的其它位置，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)出水分離的水體定點(diǎn)修復(fù)。

另外，本發(fā)明的槽箱型太陽能浮島可以應(yīng)用于湖泊、水產(chǎn)養(yǎng)殖場、污水處理廠等以及水上光伏電站及其它水體修復(fù)的浮島。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。