太阳能驱动一体式着生藻生态堡系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能驱动一体式着生藻生态堡系统，提供给堡体营养物质，使其中的着生藻成为优势藻种，达到吸收和分离水中营养物质、修复富营养化水体的目的。结构采用一体式模式，由太阳能板、启动控制器、直流无刷泵、着生藻堡及固定支撑结构组成，着生藻堡是由竹棒整齐固定在木板上，着生藻生长在竹棒上。太阳能板将太阳能转化为电能推动水泵运转，驱动水流为着生藻堡源源不断提供营养元素，使之成为优势藻种，通过清理老化的藻体，达到去除水体中的营养物质，从而控制水体富营养化。本发明专利技术适合于封闭性景观水体的水质维护与生态修复，且就其装置造型优雅简洁而言，本身不失为一种景观。采用太阳能供电，在无二次污染的情况下有效防治水中藻类过度生长，达到修复水体的目的。着生藻堡在水面下，不需要占用土地面积，结构紧凑，便于运输与安装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，具体涉及一种太阳能驱动一体式着生藻生态堡系统。
技术介绍
随着人们的环境意识的提高，对周围的环境质量要求越来越高，相应需要构建大量景观水体，景观水体的建设和保护成为城市生态建设的重要组成部分。景观水体往往具有封闭性，水体置换周期长，受各种污染(尤其是各种面源污染)的影响大，氮磷营养盐含量高，加上水体流动性差，自净能力差，因此景观水体更容易受到富营养化的威胁。水体富营养化后水体混浊，外观呈现各种颜色，影响景观水体由于藻类和其它生物产生的土腥素及硫醇、吲哚、胺类等物质，使得水体散发土腥味、霉腐味和鱼腥味；由于藻类大量死亡，耗氧微生物分解藻类消耗大量的氧气，使水体的溶解氧下降，同时导致水生生物大量死亡。目前修复和净化景观水体的主要技术包括超声波杀藻和投加药剂、臭氧等物理化学净化法；引清水稀释、人工曝气等工程措施；栽种高等水生植物、放养滤食性鱼类和投加菌技术等生态方法。然而这些方法和措施中有些治标不治本，只能作短期救急的辅助方法，有治理费用较高，而且还易造成二次污染，有些耗水、耗电，且操作复杂，存在各自的缺点。研究表明，在适当的流动条件下着生藻的竞争力大于浮游藻，而在静止条件下，一些浮游藻由于能够自主迁移来吸取营养物质，竞争力大于着生藻。因此对于流动性较差的封闭性景观水体，可采用人工驱动水流为着生藻源源不断提供营养物质，使之成为优势藻种。着生藻个体较大，容易清除，通过清理老化的藻体，可达到分离水体氮磷营养元素的目的。因此，在此基础上开发一种能解决上述问题且适用于封闭性景观水体富养化修复装置，且要求这种装置设计生态，并能与融进水体景观之中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对以上问题，提供一种太阳能驱动一体式着生藻生态堡系统，本系统由太阳能能驱动水泵为着生藻提供营养，使之成为优势藻种，通过清理老化的藻体，达到去除水体中氮磷营养元素的目的。本专利技术适合于封闭性景观富营养化水体的净化与修复。在使用中不会产生二次污染，且设计整齐优雅，能融合于景观，着生藻堡在水面下，不需要占用土地面积，结构紧凑，便于运输与安装。为了达到以上目的，本专利技术所采用的解决方案是本专利技术提出的太阳能驱动一体式着生藻生态堡系统，包括太阳能电池板I、启动控制器2、无刷直流泵4、着生藻堡与支撑固定杆5，支撑固定杆5顶部固定有太阳能电池板1，启动控制器2固定于支撑固定杆5上部，启动控制器2连接太阳能电池板1，着生藻堡由竹棒7和木板6组成,木板6为长方形结构,所述木板6长度方向一侧中部开有凹孔,凹孔内设有突起；同侧装有两个水泵安装平台，所述水泵安装平台上开有孔洞，直流无刷泵4安装于水泵安装平台上，直流无刷泵4防水电缆3连接启动控制器2 ;支撑固定杆5插入木板5设有突起的凹孔内；所述木板6上均匀分布有竹棒7 ;支撑固定杆5上设有挂钩9，木板6的两角上设有小洞，所述小洞通过细绳连接挂钩9。本专利技术中,所述木板6上均勻开有圆孔,竹棒7插入所述圆孔内。本专利技术中，所述竹棒7相邻排位置交替相错，间距40mm。本专利技术中，所述支撑固定杆5下端呈锥形结构，便于稳定插在底泥中。本专利技术中，所述太阳能电池板I与水平面保护倾斜度，以便最大程度接受太阳光倉泛。本专利技术中，为控制水流均匀配水，在无刷直流泵4出口处安装有偏心喇叭口。 本专利技术采用启动控制器，在太阳光弱的情况下也能启动无刷直流泵。本专利技术使用时控制着生藻堡体中最大水流速为0. I m/s。该着生藻堡底部米用500_X500_X25mm木板,米用40cmX 020mm的竹棒整齐固定在木板上，相邻排位置交替相错，间距40mm。该支撑固定杆包括底部插入底泥固定装置系统、支撑着生藻堡的支撑固定杆。支持着生藻堡的支撑固定杆由凹槽和拉线组成，并能根据水位的高低自由调节着生藻堡的位置，使之刚好处在水面以下。由于采用了上述方案，本专利技术具有以下特点 I、该装置能够根据着生藻生长需要，自动调节输入营养物质的快慢。即在阳光充足时，着生藻的光合作用强，相应所需要的营养物质多，同时太阳能板提供给水泵的功率提高，使水流流速增大以满足着生藻的生长需要；在阳光不充足时，着生藻光合作用所学营养物降低，同时太阳能板提供给水泵的功率也降低。因此无需蓄电池蓄能调节。2、本设备采用太阳能作为能源，在无二次污染的情况下有效实现去除氮磷等营养物质，有效地防治水体富营养化，有长期净化水体的效果。3、该专利技术中的堡体不仅为着生藻生长提供附着及生长基质，同时又可以吸引浮游动物到其上栖息繁殖，从而形成健康的、平衡的生态系统。4、本设备设计整齐优雅，立于景观水体中，其上附着绿色着生藻，且有泵供养驱动的水流潺潺，不失为景观水体中一景。5、本装置的着生藻堡在水面下，不需要占用土地面积，且结构紧凑，拆卸安装容易，便于运输与安装。附图说明图I为着生藻堡下垫面木板的尺寸构造图。图2为太阳能驱动一体式生态堡系统的左视图。图3为太阳能驱动一体式生态堡系统的主视图。图4浮游藻和着生藻平均生物量比较图。图中标号1为太阳能电池板，2为启动控制器，3为防水电缆，4为直流无刷泵，5为支撑固定杆，6为木板,7为竹棒。8为细绳,9为挂钩，10为凹槽；11为突起；12为水泵安装平台；13为圆洞；14为小洞。具体实施例方式以下结合附图所示系统构造对本专利技术作进一步的说明。实施例I :本专利技术设计成一体式装置，如图2、3所示，其中在水面上的部分由太阳能电池板I和启动控制器2组成；水下部分由直流无刷泵4、着生藻堡(下垫面木板6和竹棒7组成)、支撑固定杆5组成。太阳能电池板I用绞架连接在支撑固定杆5的顶端，并可以根据当地正午太阳高度调节倾斜角度，以便接受最大的太阳能。清洁能源多晶硅太阳能板I是整个装置中的价值最高的部分，其作用是将太阳的辐射能转化为电能，来推动直流无刷水泵工作。选用12V/60W，所产生的电流由启动控制器2控制，其作用是在太阳光较弱下，能产生较大的启动电流来启动直流无刷泵4，启动控制器2和直流无刷水泵4之间由防水电缆3连接，直流无刷水泵4选用两台，均匀布置在着生藻堡同侧，位置尺寸如图I所示，所产生的水流直接进入着生藻堡体，着生藻堡体是由下垫面木板6和竹棒7组成,下垫面木 板主体尺寸为500mmX 500mmX 25mm,长边的一侧的中间凹去050mm的半圆，半圆中间位置留有15mmX 15mm的突起11 ;同侧的1/4处分别多出IOOmmX IOOmm水泵安装平台12，其上中心上留有040mm的水泵吸水管洞；对侧的两角处分别钻05mm的小洞14 ;木板上面整齐钻有020mm的圆洞13,圆洞13的前后左右间距为40mm,为使水流均勻，每排圆洞13位置交错排列，竹棒尺寸为40cmX 020mm,安装时,在竹棒的一端缠绕稍许麻丝直接插在圆洞上即可。支撑固定杆5主体结构是一根05OmmX 2500mm的木棒,木板的下端削尖,便于深深稳定插在底泥中，木棒的中间部分做15mmX15mm凹槽10,与着生藻堡体下垫面木板长边中心半圆凹槽中的突起相连，其间隔为100mm，共12个，距顶端500mm处做一挂钩9，挂钩9通过细绳8与木板两角处的05mm小洞14拉紧连接，与凹槽10共同组成支撑着生藻堡的支撑固定杆。能根据水位的高低自由调节着生藻堡的位置，使之刚好处在水面以下。木棒的顶端接有活动角支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能驱动一体式着生藻生态堡系统，包括太阳能电池板(1)、启动控制器(2)、无刷直流泵(4)、着生藻堡与支撑固定杆(5)，其特征在于支撑固定杆(5)顶部固定有太阳能电池板(1)，启动控制器(2)固定于支撑固定杆(5)上部，启动控制器(2)连接太阳能电池板(1)，着生藻堡由竹棒(7)和木板(6)组成，木板(6)为长方形结构，所述木板(6)长度方向一侧中部开有凹孔，凹孔内设有突起；同侧装有两个水泵安装平台，所述水泵安装平台上开有孔洞，直流无刷泵(4)安装于水泵安装平台上，直流无刷泵(4)防水电缆(3)连接启动控制器(2)；支撑固定杆(5)插入木板(5)设有突起的凹孔内；所述木板(6)上均匀分布有竹棒(7)；支撑固定杆(5)上设有挂钩(9)，木板(6)的两角上设有小洞，所述小洞通过细绳连接挂钩(9)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海平，张冰，李飞鹏，陈玲，赵建夫，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：