一种光伏驱动河道去污浮板装置及去污方法

技术领域

本发明涉及水体的净化修复领域，具体的说，涉及一种光伏驱动河道去污浮板装置及去污方法。

背景技术

河流作为城市生态系统的重要组成部分，在维护生态平衡、调节气候环境、防控洪涝灾害、塑造城市景观等方面发挥着重要作用。随着城市快速发展、人口迅速增长，河流逐渐成为消纳污染物的载体，承受着生活污水、工业废水的污染，河流生态系统严重退化。此外，水系分隔封闭、生态基流不足、城市面源污染等进一步加剧了河流生态环境问题，富营养化、蓝藻水华，甚至是黑臭现象屡见不鲜，已对人居环境造成较大的负面影响。

目前，国内外用于修复污染水体的措施主要有两种：一是去除化，将重金属从水体中去除，以达到清洁的目的；二是固定化，用化学药剂将水中的重金属离子以沉淀的形式固定在底泥中，抑制其迁移转化和释放，从而降低风险。基于上述理论，国内外使用的方法可以归类如下：1.生物修复技术，包括水生植物净化技术、微生物修复技术；2.物理修复技术，包括引清调度、底泥疏浚、河道曝气技术、机械除藻技术；3.化学修复技术，包括化学固定、化学除藻；4.工程治理技术，包括人工湿地技术、生物浮床技术、填料生物床技术。如上所述的四种修复技术的净化效果还有待提升。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种光伏驱动河道去污浮板装置及去污方法，本发明采用的是物化综合修复技术，既利用了新能源光伏发电进行净化驱动，又利用了化学介质进行水体污染净化，具有极高的净化质量，对富营养化的水体有明显的净化效果。

本发明的具体技术方案如下：

一种光伏驱动河道去污浮板装置，该净化装置包括浮板、小型水质检测仪、框体、排水管和一个净化单元，多个浮板通过树脂绳连接形成浮板系统；

所述的浮板系统连接一个小型水质监测仪，且该浮板系统的空腔内安装有光伏供电系统、水质实时监测系统、数据实时采集和传输系统；

所述的框体内部连有一台环形净化器，该环形净化器包括排水管和一个净化单元；所述的净化单元包括抽水导管、抽水泵、抽水软管、注水管、内环集水板、外环集水板、净水管道、抽水排水管；抽水导管的出水口与抽水泵的进水口连通，抽水泵的出水口与注水管的进水口连通，注水管的出水口连接外环集水板，外环集水板与外环净水管道连通，内环集水板与内环净水管道连通，下层外环集水板通过注水导管与下层内环集水板连通，上层内环集水板与抽水排水管的进水口连通，且抽水排水管设有排水孔，抽水排水管的出水口与排水管的进水口连通，且该排水管设有多个排水孔；

进一步，所述的浮板采用太阳能电池半导体板；所述的树脂绳两端连接浮板，树脂绳上方连接有景观台，景观台上可种植绿色植物，用于景观美化；所述浮板系统下部连接一个框体。

进一步，所述的抽水泵还连有一根抽水软管；所述的净水管道含有多层过滤网和生物炭等净水材料。

进一步，所述的太阳能半导体浮板为整个装置系统提供电压，供电范围在5-24v；所述的水质实时监测系统包括传感器和数据采集卡；所述的水质监测仪实时监测水温、pH、溶解氧、电导率和液压；所述的数据实时采集和传输系统将电压实时监测结果与传感器监测结果通过GPRS传输，将数据上传至云平台。

进一步，所述的净化单元还包括第一自动控制阀和第二自动控制阀，第一自动控制阀连接在抽水导管中，第二自动控制阀连接在抽水排水管中；所述的浮板内置数据实时采集和传输系统，将监测数据上传云平台，由云平台判断监测数据是否合格，从而实现远距离控制自动阀门。

一种光伏驱动河道去污方法，该装置净化原理包括以下步骤：

第一步：污染水体通过抽水导管进入框体内部，达到液压线后，小型水质监测仪将信号反馈到水质实时监测系统，经数据实时采集和传输系统传入云平台，第一自动控制阀关闭；

第二步：在抽水泵的吸力驱动下，污染水体进入上层外环集水板，通过连接在集水板上的净水管道，使污染水体得到净化，净化后的水体流向下层外环集水板，在压力作用下，水体经注水导管进入下层内环集水板，经过内环净水管道进行再净化；

第三步：净化后的水体由水质监测仪实时监测，若监测不合格，则第二自动控制阀处于关闭状态，在抽水泵的驱动下，继续进行净化单元的反复净化，直到监测合格，将信号传入在线监测系统，再通过数据实时传输系统传入云平台，第二自动控制阀开启，水质合格的水体全部排出框体，第二自动控制阀关闭，第一自动控制阀开启。

进一步，用于光伏驱动河道去污浮板装置的净化方法，还包括第四步：返回第一步，重复进行净化污水处理，直至净化完毕整片河道的污水；且该装置还可以回收利用，通过更换内部净化单元的材料即可。

有益效果在于：

本发明提供一种光伏驱动河道去污浮板装置，该净化装置能够净化河道水体污染物。同时，该修复方法作业方便，能提高水体修复质量，效率高，由于采用光伏新能源，能够大幅降低机械去污的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是一种光伏驱动河道去污浮板装置的示意图。

图2是一种光伏驱动河道去污浮板装置的俯视图

图中：

1.水质监测仪；2.浮板；3.树脂绳；4.框体；5.抽水泵；6.第一自动阀门；7.抽水导管；8.注水排水管；9.内环集水板；10.外环集水板；11.净水管道；12.抽水排水管；13第二自动阀门；14.排水管；15.绿色植物；16.景观台；17.注水导管；18.抽水软管。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

本发明中所提及浮板采用太阳能半导体材料，能够提供光伏新能源，所提及内环集水板直径设定在400mm-800mm，外环集水板直径设定在800mm-1000mm,净水管道的直径设定在50mm-80mm，也可根据实际的施工设备可以调整集水板、净水管道的详细参数。

如图1所示，本发明的一种光伏驱动河道去污浮板装置，该净化装置包括浮板2、小型水质检测仪1、框体4、排水管14和一个净化单元，多个浮板通过树脂绳3连接形成浮板系统。

上述结构中，所述的浮板2采用太阳能电池半导体板；所述的浮板系统连接一个小型水质监测仪1，且该浮板系统的空腔内安装有光伏供电系统、水质实时监测系统、数据实时采集和传输系统；所述的树脂绳3两端连接浮板，树脂绳3上方连接有景观台15，景观台15上可种植绿色植物16，用于景观美化；所述浮板系统下部连接一个框体4。

作为优选，所述的框体内部连有一台环形净化器，该环形净化器包括排水管14和一个净化单元；所述的净化单元包括抽水导管7、抽水泵5、抽水软管18、注水管8、内环集水板9、外环集水板10、净水管道11、抽水排水管12；抽水导管7的出水口与抽水泵5的进水口连通，抽水泵5的出水口与注水管8的进水口连通，注水管8的出水口连接外环集水板10，外环集水板10与外环净水管道11连通，内环集水板9与内环净水管道11连通，下层外环集水板通过注水导管17与下层内环集水板9连通，上层内环集水板9与抽水排水管12的进水口连通，且抽水排水管12设有排水孔，抽水排水管12的出水口与排水管14的进水口连通，且该排水管设有多个排水孔；所述的抽水泵还连有一根抽水软管18；所述的净水管道11含有多层过滤网和生物炭等净水材料。

作为优选，所述的太阳能半导体浮板2为整个装置系统提供电压，供电范围在5-24v；所述的水质实时监测系统包括传感器和数据采集卡；所述的水质监测仪1实时监测水温、pH、溶解氧、电导率和液压；所述的数据实时采集和传输系统将电压实时监测结果与传感器监测结果通过GPRS传输，将数据上传至云平台。

进一步，所述的净化单元包括第一自动控制阀6和第二自动控制阀13，第一自动控制阀6连接在抽水导管7中，第二自动控制阀13连接在抽水排水管12中；所述的浮板2内置数据实时采集和传输系统，将监测数据上传云平台，由云平台判断监测数据是否合格，从而实现远距离控制自动阀门。

上述装置中，抽水泵至少能提供3*10

一种上述的用于光伏驱动河道去污浮板装置的净化方法，该净化原理包括以下步骤：

第一步：污染水体通过抽水导管进入框体内部，达到液压线后，小型水质监测仪将信号反馈到水质实时监测系统，经数据实时采集和传输系统传入云平台，第一自动控制阀关闭；

第二步：在抽水泵的吸力驱动下，污染水体进入上层外环集水板，通过连接在集水板上的净水管道，使污染水体得到净化，净化后的水体流向下层外环集水板，在压力作用下，水体经注水导管进入下层内环集水板，经过内环净水管道进行再净化；

第三步：净化后的水体由水质监测仪实时监测，若监测不合格，则第二自动控制阀处于关闭状态，在抽水泵的驱动下，继续进行净化单元的反复净化，直到监测合格，将信号传入在线监测系统，再通过数据实时传输系统传入云平台，第二自动控制阀开启，水质合格的水体全部排出框体，第二自动控制阀关闭，第一自动控制阀开启。

由于水体中的污染物不一定能够一次净化完毕，所以需要多次净化。上述的净化方法，还包括第四步：返回第一步，重复进行净化污水处理，直至净化完毕整片河道的污水；且该装置还可以回收利用，通过更换内部净化单元的材料即可。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。