一种翻斗式助力曝气生态修复系统技术方案

本发明专利技术公开了一种翻斗式助力曝气生态修复系统，包括拦截净化单元、漏斗集水净化单元、翻斗助力曝气单元和远程植物修复单元；拦截净化单元包括拦截坎、拦截净化网、固定桩；漏斗集水净化单元包括漏斗、基质、植物、集水管；翻斗助力曝气单元包括翻斗、隔板、齿条、齿轮轴、圆盘、拉杆、活塞、排气管、单向阀；远程植物修复单元包括沉水植物、挺水植物。通过漏斗汇集水流，水体在重力作用下使漏斗向一侧翻转，从而带动曝气装置进行曝气，通过植物根系吸收利用水体中N、P等营养元素，富集水体中的重金属，形成的生物膜进一步降解有机质，从而达到净化水体的目的。

An ecological restoration system of fights assisted aeration

The invention discloses a skip type power aeration ecological restoration system, including the interception and purification unit, water purification unit, hopper bucket power aeration unit and remote phytoremediation unit; the purification unit includes an intercept intercept ridge, interception and purification, fixed pile; funnel net of catchment unit comprises a funnel, matrix, plant, water skip; power aeration unit includes a skip, partition, rack, gear shaft, disc, piston rod, and an exhaust pipe, a one-way valve remote; phytoremediation unit includes submerged plants, aquatic plants. Collect the water flow through the funnel, the water under the action of gravity to make the funnel side flip, so as to drive the aeration device for aeration by plant roots by N and P in water nutrient elements, enrichment of heavy metals in water, biofilm formation of further degradation of organic matter, so as to achieve the purpose of purifying water body.

【技术实现步骤摘要】
一种翻斗式助力曝气生态修复系统
本专利技术属于河道水污染防治及治理
，涉及一种翻斗式助力曝气生态修复系统。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，许多城市周边水体受到污染，甚至出现了从季节性黑臭到全年黑臭的转变，水体生态环境退化严重，凸显了现阶段水环境治理的尴尬局面。国务院发布的《水污染防治行动计划》明确提出：2017年底前，直辖市、省会城市、计划单列市建成区要基本消除黑臭水体；2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。由此可见，城市黑臭水体治理的紧迫性和艰巨性，因此解决城市河湖的污染，恢复其生态和社会功能，是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键问题之一。曝气设备从原理上分为鼓风机曝气和机械曝气两种类型，动力系统多采用传统电能驱动，在室外使用有限，不利于铺设。随着清洁能源的发展，使用风能和太阳能作为动力来源的设备层出不穷，中国专利申请201410465151.4提出了一种立式风能曝气充氧机，该装置集增速、鼓风、曝气为一体，水体增氧的动力由风能提供，降低了水体污染治理的成本问题以及解决水体复氧能力不足的问题；中国专利申请201620055748.6提出了一种太阳能曝气装置，由太阳能电池供电驱动微纳米气泡泵，吸入空气和水，水气混合进行喷射曝气；中国专利申请201620148030.1提出了一种基于太阳能和风能的污水处理系统，有效提高了动力系统的持续稳定性；上述专利使得曝气装置的使用更加广泛，但是受限于天气因素，使用时间并不稳定，而且装置较为复杂，维护成本高。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种翻斗式助力曝气生态修复系统，通过汇集水流，使其在重力作用下带动漏斗翻转，从而进行曝气。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：包括拦截净化单元、漏斗集水净化单元、翻斗助力曝气单元和远程植物修复单元；拦截净化单元包括拦截坎、拦截净化网、固定桩；漏斗集水净化单元包括漏斗、基质、植物、集水管；翻斗助力曝气单元包括翻斗、隔板、齿条、齿轮轴、圆盘、拉杆、活塞、排气管、单向阀；拦截坎顶部设置拦截净化网，固定桩竖直设置，两个固定桩之间设置有横梁，漏斗连接固定在拦截坎和固定桩上，漏斗中填充有基质，漏斗的上底面四周水平并留有栽种孔，便于种植植物；集水管上端连接漏斗底部，下端伸向翻斗；翻斗呈倒三角型，翻斗底部悬挂在固定桩的横梁上，翻斗中间设有隔板，翻斗两侧对称布置曝气装置；齿轮轴一端固定在拦截坎上，另一端架在齿条上进行传动，齿条呈曲线形，一端固定在翻斗侧面中心，另一端闭合，防止与齿轮轴脱离；圆盘与齿轮轴同心连接，圆盘两端设有拉杆，拉杆与活塞相连；活塞侧面设有排气管，顶部设有单向阀；随着翻斗内水体的增多，在重力作用下，翻斗向一侧倾斜，齿轮轴与齿条传动，并带动圆盘转动，拉杆进而带动活塞作相向运动，压缩空气通过排气管在水中形成细小的气泡，增加水中溶解氧，同时，该侧水体流出，翻斗另一侧集水，并带动翻斗向另一侧翻转。作为优选方案，所述拦截坎采用砂壤土构筑，整体高度随水深设置，底部呈直角梯形；固定桩与拦截坎同高间距，依据河道宽度进行设定。作为优选方案，所述拦截净化网为双层结构，由穿有沸石和陶粒的棉纶网线制成，拦截净化网最高处高于水面30cm以上。作为优选方案，所述的翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：还包括支条，所述拦截净化网挂置在支条上，支条底部镶嵌在拦截坎中。作为优选方案，所述的翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：还包括固定螺栓，固定螺栓位于距拦截坎和固定桩顶部15cm处，用于固定漏斗；漏斗通过固定螺栓连接固定在拦截坎和固定桩上。作为优选方案，所述漏斗为棱台结构，窄口朝下，漏斗的材质为陶土；所述基质由陶化营养土和砂质壤土混合而成，有利用微生物的挂载，从而形成生物膜。植物可选种藨草、蕹菜等，并尽量以当地物种为主。作为优选方案，所述的翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：所述翻斗底面与水平面呈15-20度夹角。具体的，所述远程植物修复单元包括沉水植物、挺水植物。所述沉水植物为苦草、黑藻和菹草中的一种或几种，种植在曝气管道两侧，随着水体环境的改善，后期向两侧延伸种植。所述挺水植物为水葱、香蒲和芦苇中的一种或几种，种植在河道两侧。有益效果：本专利技术提供的一种翻斗式助力曝气生态修复系统，通过漏斗汇集水流，水体在重力作用下使漏斗向一侧翻转，从而带动曝气装置进行曝气，通过植物根系吸收利用水体中N、P等营养元素，富集水体中的重金属，形成的生物膜进一步降解有机质，从而达到净化水体的目的。具有以下优点：1.采用漏斗装置，利用水体本身的重力提供动力，便于室外使用，克服了以电能作为动力来源的不足，有效降低成本；2.将植物和基质的过滤作用、吸附作用、富集作用相耦合，净化效率更高；3.不同水生植物搭配种植，既改善了水体环境，又达到了观赏景致的作用。4.适用于江河湖泊等黑臭水体治理，具有外形美观、结构简单的优点，而且不需要电能作为动力来源，在室外铺设方便，运行费用低。附图说明图1为本专利技术系统的剖视图；图2为本专利技术系统的侧视图；图3为本专利技术中漏斗的俯视图；图中：1、拦截净化单元；2、漏斗集水净化单元；3、翻斗助力曝气单元；4、远程植物修复单元；5、拦截坎；6、支条；7、拦截净化网；8、固定桩；9、固定螺栓；10、漏斗；11、基质；12、植物；13、集水管；14、翻斗；15、隔板；16、齿条；17、齿轮轴；18、圆盘；19、拉杆；20、活塞；21、排气管；22、单向阀；23、沉水植物；24、挺水植物。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1至图3所示，一种翻斗式助力曝气生态修复系统，包括拦截净化单元1、漏斗集水净化单元2、翻斗助力曝气单元3以及远程植物修复单元4；拦截净化单元1包括拦截坎5、支条6、拦截净化网7、固定桩8、固定螺栓9；漏斗集水净化单元2包括漏斗10、基质11、植物12、集水管13；翻斗助力曝气单元3包括翻斗14、隔板15、齿条16、齿轮轴17、圆盘18、拉杆19、活塞20、排气管21、单向阀22；远程植物修复单元4包括沉水植物23、挺水植物24等水生植物。所述的拦截净化单元1中的拦截坎5由砂壤土筑成，整体高度随水深设置，底部为直角梯形，即增强稳定性，又可以节约成本；顶部设有双层的拦截净化网7，挂置在支条6上，支条6底部镶嵌在拦截坎5中固定，防止水流冲刷移动；固定桩8材质为铝合金，与拦截坎6共同组成整个装置的框架；距拦截坎6和固定桩8顶部15cm处各设有固定螺栓9，用于固定漏斗10。所述的漏斗集水净化单元2中的漏斗10为棱台结构，窄口朝下，上底面四周水平并留有栽种孔，便于种植植物12，中心向下凹陷，材质为陶土；植物12可选种藨草、蕹菜等，并尽量以当地物种为主；基质11由陶化营养土和砂质壤土混合而成，有利用微生物的挂载，从而形成生物膜；集水管13材质为铝合金，一端连接漏斗10，另一端连接翻斗14。如图3所示，所述的翻斗助力曝气单元3中的翻斗14呈倒三角型，与水平面呈15-20度夹角，底部悬挂在固定桩8的横梁上，中间设有隔板15，材质均为铝合金，两侧的曝气装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：包括拦截净化单元、漏斗集水净化单元、翻斗助力曝气单元和远程植物修复单元；拦截净化单元包括拦截坎、拦截净化网、固定桩；漏斗集水净化单元包括漏斗、基质、植物、集水管；翻斗助力曝气单元包括翻斗、隔板、齿条、齿轮轴、圆盘、拉杆、活塞、排气管、单向阀；拦截坎顶部设置拦截净化网，固定桩竖直设置，两个固定桩之间设置有横梁，漏斗连接固定在拦截坎和固定桩上，漏斗中填充有基质，漏斗的上底面四周水平并留有栽种孔，便于种植植物；集水管上端连接漏斗底部，下端伸向翻斗；翻斗呈倒三角型，翻斗底部悬挂在固定桩的横梁上，翻斗中间设有隔板，翻斗两侧对称布置曝气装置；齿轮轴一端固定在拦截坎上，另一端架在齿条上进行传动，齿条呈曲线形，一端固定在翻斗侧面中心，另一端闭合，防止与齿轮轴脱离；圆盘与齿轮轴同心连接，圆盘两端设有拉杆，拉杆与活塞相连；活塞侧面设有排气管，顶部设有单向阀；随着翻斗内水体的增多，在重力作用下，翻斗向一侧倾斜，齿轮轴与齿条传动，并带动圆盘转动，拉杆进而带动活塞作相向运动，压缩空气通过排气管在水中形成气泡，增加水中溶解氧，同时，该侧水体流出，翻斗另一侧集水，并带动翻斗向另一侧翻转。...

【技术特征摘要】
1.一种翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：包括拦截净化单元、漏斗集水净化单元、翻斗助力曝气单元和远程植物修复单元；拦截净化单元包括拦截坎、拦截净化网、固定桩；漏斗集水净化单元包括漏斗、基质、植物、集水管；翻斗助力曝气单元包括翻斗、隔板、齿条、齿轮轴、圆盘、拉杆、活塞、排气管、单向阀；拦截坎顶部设置拦截净化网，固定桩竖直设置，两个固定桩之间设置有横梁，漏斗连接固定在拦截坎和固定桩上，漏斗中填充有基质，漏斗的上底面四周水平并留有栽种孔，便于种植植物；集水管上端连接漏斗底部，下端伸向翻斗；翻斗呈倒三角型，翻斗底部悬挂在固定桩的横梁上，翻斗中间设有隔板，翻斗两侧对称布置曝气装置；齿轮轴一端固定在拦截坎上，另一端架在齿条上进行传动，齿条呈曲线形，一端固定在翻斗侧面中心，另一端闭合，防止与齿轮轴脱离；圆盘与齿轮轴同心连接，圆盘两端设有拉杆，拉杆与活塞相连；活塞侧面设有排气管，顶部设有单向阀；随着翻斗内水体的增多，在重力作用下，翻斗向一侧倾斜，齿轮轴与齿条传动，并带动圆盘转动，拉杆进而带动活塞作相向运动，压缩空气通过排气管在水中形成气泡，增加水中溶解氧，同时，该侧水体流出，翻斗另一侧集水，并带动翻斗向另一侧翻转。2.根据权利要求1所述的翻斗式助力曝气生态修复系统，其特征在于：所述拦截坎采用砂壤土构筑，整体高度随水深设置，底部呈直角梯形；固定桩与拦截坎同高间距，依据河道宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕文明，汪金成，王汗，钱宝，肖潇，宋爽，陈峰，
申请(专利权)人：河海大学，长江水利委员会水文局，
类型：发明
国别省市：江苏,32