申請日2014.01.16
公開(公告)日2015.07.22
IPC分類號C02F3/30; C02F3/32
摘要
本發(fā)明公開了一種智能型浮島水處理裝置，該浮島裝置包括框架(1)、水處理組件(2)、曝氣系統(tǒng)(3)、浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)、總控系統(tǒng)(5)、電力提供系統(tǒng)(6)、動力系統(tǒng)(7)、定位系統(tǒng)(8)組成。該浮島攜帶多種在線檢測設(shè)備，并有動力系統(tǒng)，可以根據(jù)反饋的各種環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)浮島的遠程、智能化控制。該浮島將有效的節(jié)約資源，提高處理效率，并易于在大水體中實現(xiàn)自動化控制，節(jié)約管理成本。
權(quán)利要求書
1.一種智能型浮島水處理裝置，其特征在于，所述浮島裝置包括框架(1)、水處理組件(2)、 曝氣系統(tǒng)(3)、浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)、總控系統(tǒng)(5)、電力提供系統(tǒng)(6)、動力系統(tǒng)(7)、 定位系統(tǒng)(8)、和裝飾物(9)組成;所述水處理組件(2)浸沒于水面以下;所述浮力調(diào) 節(jié)系統(tǒng)(4)可以調(diào)節(jié)浮島的浸水深度;所述動力系統(tǒng)(7)可以推動浮島運動，調(diào)整浮島 位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述框架(1)為可組合拼裝式，可根據(jù)待處理 水體條件拼裝成任意的尺寸、形狀的框架。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述裝置，其特征在于所述框架采用中空金屬管或高強度高分子材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述水處理組件(2)由內(nèi)部填充多孔微生物載 體的、封閉的、柔性或剛性的、四面呈網(wǎng)狀的空間構(gòu)成;曝氣系統(tǒng)(3)的曝氣出口位于 網(wǎng)狀空間的下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求書4所述裝置，其特征在于所述的多孔微生物載體可以提供單元化的好氧- 厭氧耦合微環(huán)境。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述浮島具有動力系統(tǒng)(7)由分布四周的螺旋 槳(10)組成;浮島通過不同位置螺旋槳的運行控制，進行方向可控的運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述浮島的動力系統(tǒng)(7)是由分布于四周的螺 旋槳(10)和輔助運動方向的舵(11)組成;浮島通過螺旋槳和舵的綜合作用，進行方向 可控的運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述電力提供系統(tǒng)(6)可以將自然能轉(zhuǎn)化為電 能并儲存。
9.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征還在于所述電力提供系統(tǒng)(6)可以對儲存電能進行 轉(zhuǎn)換，將直接為浮島相關(guān)設(shè)備提供直流電或交流電。
10.根據(jù)權(quán)利要求書8所述裝置，其特征在于所述電力提供系統(tǒng)為太陽能組件(12)、風(fēng)能組 件(13)單一構(gòu)成或者組合構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求書10所述裝置，其特征在于所述太陽能組件(12)包括將太陽能轉(zhuǎn)換為電 能的太陽能板組件(121)和電能儲存組件(122)組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求書10所述裝置，其特征在于所述風(fēng)能組件(13)包括風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的組 建(131)和電能儲存組件(132)。
13.根據(jù)權(quán)利要求書11所述裝置，其特征在于所述太陽能板組件(12)可以捕捉并跟隨太陽 的移動而調(diào)整太陽能電池板的朝向，以確保吸收更多的光能。
14.根據(jù)權(quán)利要求書1、8、10、13所述裝置，其特征在于所述太陽能板(121)和浮島框架(1) 通過支桿(14)剛性連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求書14所述裝置，其特征在于所述太陽能板(121)與浮島框架(1)連接的 支桿(14)是可控調(diào)節(jié)的，太陽能板(121)的朝向可以通過支桿調(diào)節(jié)。
16.根據(jù)權(quán)利要求書13所述裝置，其特征在于所述太陽能板(121)朝向通過控制浮島的整體 運動而調(diào)節(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求書13所述裝置，特征在于所述太陽能電池板朝向可以通過電池板與浮島的 可調(diào)節(jié)支桿(14)和浮島整體運動的綜合調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)。
18.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)可以保持浮島的平衡， 以及可以調(diào)節(jié)浮島裝置的浸水深度，以適應(yīng)不同的環(huán)境或者獲得不同的水處理效果。
19.根據(jù)權(quán)利要求書18所述裝置，其特征在于所述浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)由均勻分布于浮島四周 的、密閉式的浮筒(15)組成，可以通過調(diào)節(jié)浮筒內(nèi)的裝水量，而獲得不同大小的浮力。
20.根據(jù)權(quán)利要求書19所述裝置，其特征在于所述浮筒(15)材質(zhì)為金屬材質(zhì)或高強度高分 子材質(zhì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述總控系統(tǒng)(5)由在線檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 組成;在線檢測系統(tǒng)可以通過在線檢測裝置提供檢測參數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求書21所述裝置，其特征在于所述在線檢測系統(tǒng)采集參數(shù)包括環(huán)境pH、溫度、 溶氧、風(fēng)力、光照、圖像參數(shù)等的一種或幾種;在線檢測系統(tǒng)可以將檢測參數(shù)用于分析或 遠程傳輸給陸地控制室。
23.根據(jù)權(quán)利要求書21所述裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化控制或者遠程控 制，或者是兩種控制方式可切換的組合;控制系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)自動控制或遠程指令 調(diào)整或調(diào)解浮島及其組件的運動、運行等。
24.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述定位系統(tǒng)(8)由GPS定位裝置(81)和浮 島固定裝置(82)組成;GPS定位裝置可以將浮島位置遠程傳輸給控制室，控制人員可以 根據(jù)位置數(shù)據(jù)，通過控制浮島的動力系統(tǒng)(7)調(diào)整浮島位置;通過控制浮島固定裝置， 對浮島進行位置固定。
25.根據(jù)權(quán)利要求書24所述裝置，其特征在于所述浮島固定裝置(82)由可調(diào)節(jié)的錨裝置(821) 及相關(guān)控制組件和連接組件(822)組成。
26.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述浮島上可以安裝裝飾物;所述裝飾物(9) 為采用吊籃等裝置固定在浮島框架上的水生植物組成。
27.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述所有裝置和組件所使用材質(zhì)均采用耐腐蝕材 質(zhì)或經(jīng)過耐腐蝕處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置，其特征在于所述所有裝置和組件均采用防水性能良好的裝置 或經(jīng)過防水保護處理。
說明書
一種智能型浮島水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及水利、環(huán)境及生態(tài)修復(fù)工程領(lǐng)域，特別涉及一種用于河道、湖泊、水 庫、景觀水體等水域、水體凈化治理及生態(tài)修復(fù)的智能型水生態(tài)浮島。
背景技術(shù)
采用生態(tài)技術(shù)對河道、湖泊等水體進行水質(zhì)恢復(fù)是一種經(jīng)濟有效的方法，目前在 發(fā)達國家和國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)呆地區(qū)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。人工生態(tài)浮島技術(shù)因不受水體變化， 移動方便、建造易行、可以直接布置在水面上、易于維護和管理等因素，越來越受到 重視。
傳統(tǒng)的人工浮島技術(shù)都是基于無土栽培的水生植物修復(fù)技術(shù)為主體，通過植物根 部的吸收、吸附作用，消減富集水體中的氮、磷及有害物質(zhì)，從而達到凈化水質(zhì)的效 果。但單純依靠植物根系處理微生物，其凈化有限。
目前還有依靠植物和微生物公共作用的生態(tài)浮島，此類浮島主要還是依托植物根 系及其附著在根系上的生物膜處理進行水質(zhì)的改良，因為缺少了曝氣裝置，性能有限。 或者缺乏在線監(jiān)控裝置，無法對浮島進行有效的控制，增加了維護成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，構(gòu)建一種智能型浮島處理系 統(tǒng)。
實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：
本發(fā)明是一種智能型浮島水處理裝置，所述浮島裝置包括框架(1)、水處理組件 (2)、曝氣系統(tǒng)(3)、浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)、總控系統(tǒng)(5)、電力提供系統(tǒng)(6)、動力 系統(tǒng)(7)、定位系統(tǒng)(8)、和裝飾物(9)組成;所述水處理組件(2)浸沒于水面以 下;所述浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)可以調(diào)節(jié)浮島的浸水深度;所述動力系統(tǒng)(7)可以推動 浮島運動，調(diào)整浮島位置。
所述框架(1)為可組合拼裝式，可根據(jù)待處理水體條件拼裝成任意的尺寸、形 狀的框架;
所述框架采用中空金屬管或高強度高分子材質(zhì);
所述水處理組件(2)由內(nèi)部填充多孔微生物載體的、封閉的、柔性或剛性的、 四面呈網(wǎng)狀的空間構(gòu)成;曝氣系統(tǒng)(3)的曝氣出口位于網(wǎng)狀空間的下部;
所述的多孔微生物載體可以提供單元化的好氧-厭氧耦合微環(huán)境;
所述浮島具有動力系統(tǒng)(7)由分布四周的螺旋槳(10)組成;浮島通過不同位 置螺旋槳的運行控制，進行方向可控的運動;
所述浮島的動力系統(tǒng)(7)是由分布于四周的螺旋槳(10)和輔助運動方向的舵 (11)組成;浮島通過螺旋槳和舵的綜合作用，進行方向可控的運動;
所述電力提供系統(tǒng)(6)可以將自然能轉(zhuǎn)化為電能并儲存;
所述電力提供系統(tǒng)(6)可以對儲存電能進行轉(zhuǎn)換，將直接為浮島相關(guān)設(shè)備提供 直流電或交流電;
所述電力提供系統(tǒng)為太陽能組件(12)、風(fēng)能組件(13)單一構(gòu)成或者組合構(gòu)成;
所述太陽能組件(12)包括將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能板組件(121)和電能 儲存組件(122)組成;
所述風(fēng)能組件(13)包括風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的組建(131)和電能儲存組件(132);
所述太陽能板組件(12)可以捕捉并跟隨太陽的移動而調(diào)整太陽能電池板的朝向， 以確保吸收更多的光能;
所述太陽能板(121)和浮島框架(1)通過支桿(14)剛性連接;
所述太陽能板(121)與浮島框架(1)連接的支桿(14)是可控調(diào)節(jié)的，太陽能 板(121)的朝向可以通過支桿調(diào)節(jié);
所述太陽能板(121)朝向通過控制浮島的整體運動而調(diào)節(jié);
所述太陽能電池板朝向可以通過電池板與浮島的可調(diào)節(jié)支桿(14)和浮島整體運 動的綜合調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié);
所述浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)可以保持浮島的平衡，以及可以調(diào)節(jié)浮島裝置的浸水深 度，以適應(yīng)不同的環(huán)境或者獲得不同的水處理效果;
所述浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(4)由均勻分布于浮島四周的、密閉式的浮筒(15)組成， 可以通過調(diào)節(jié)浮筒內(nèi)的裝水量，而獲得不同大小的浮力;
所述浮筒(15)材質(zhì)為金屬材質(zhì)或高強度高分子材質(zhì);
所述總控系統(tǒng)(5)由在線檢測系統(tǒng)(51)和控制系統(tǒng)(52)組成;在線檢測系 統(tǒng)(51)可以通過在線檢測裝置提供檢測參數(shù);
所述在線檢測系統(tǒng)(51)采集參數(shù)包括環(huán)境pH、溫度、溶氧、風(fēng)力、光照、圖 像參數(shù)等的一種或幾種;在線檢測系統(tǒng)(51)可以將檢測參數(shù)用于分析或遠程傳輸給 陸地控制室;
所述控制系統(tǒng)(52)可以實現(xiàn)自動化控制或者遠程控制，或者是兩種控制方式可 切換的組合;控制系統(tǒng)(52)可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)自動控制或遠程指令調(diào)整或調(diào)解浮島 及其組件的運動、運行等;
所述定位系統(tǒng)(8)由GPS定位裝置(81)和浮島固定裝置(82)組成;GPS定 位裝置(81)可以將浮島位置遠程傳輸給控制室，控制人員可以根據(jù)位置數(shù)據(jù)，通過 控制浮島的動力系統(tǒng)(7)調(diào)整浮島位置;通過控制浮島固定裝置，對浮島進行位置 固定;
所述浮島固定裝置(82)由可調(diào)節(jié)的錨裝置(821)及相關(guān)控制組件(822)和連 接組件(823)組成;
所述裝飾物(9)為采用吊籃等裝置固定在浮島框架上的水生植物組成;
所述所有裝置和組件所使用材質(zhì)均采用耐腐蝕材質(zhì)或經(jīng)過耐腐蝕處理;
所述所有裝置和組件均采用防水性能良好的裝置或經(jīng)過防水保護處理。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)浮島裝置不易于管理、凈化效率低下的問題，而主要依靠多孔 微生物載體作為微生物載體，提供好氧-厭氧耦合的微環(huán)境，實現(xiàn)對水體中氮、磷的 有效去除;浮動同時可以能夠及時對環(huán)境參數(shù)進行檢測和反饋數(shù)據(jù)，從而根據(jù)反饋的 環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)對浮島的遠程控制，有效的提高了處理效率，降低了維護成本。
