申请日2015.02.16
公开(公告)日2015.06.10
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种阶梯增氧城市河道处理设备及其污水处理方法，河道处理设备包括处理塔、太阳能装置、抽水泵和人工水草，处理塔内设置有跌水室和蓄水室，跌水室内设置有跌水板，跌水板内设置有鹅卵石，太阳能装置包括太阳能电池板、连接柱、太阳能控制器和安装板，人工水草与固定砌砖相连接，该污水处理方法包括如下步骤：(1)处理塔的修建;(2)跌水板的安装;(3)太阳能装置的安装;(4)抽水泵与蓄电池的安装;(5)人工水草的安装放置;(6)河道污水处理。该污水处理方法，不仅提高了水中的溶解氧含量，使得净化后的水质更好，又便于施工，降低了施工难度，而且通过人工水草的辅助作用，提高了河道的自净能力，后期维护也比较方便。
权利要求书
1.一种阶梯增氧城市河道处理设备，其特征在于：所述河道处理设备包括处 理塔、太阳能装置、抽水泵和人工水草，所述处理塔位于河岸上，所述处 理塔的顶面上设置有钢板，所述处理塔内设置有跌水室和蓄水室，所述跌 水室的右侧底端设置有出口，所述跌水室内设置有跌水板，所述跌水板内 设置有鹅卵石，所述蓄水室的左侧底端设置有进口，所述进口与所述出口 上均设置有过滤筛网，所述处理塔的后端面上设置有进水口，所述进水口 与所述跌水室相通，所述蓄水室的右侧上端设置有出水口，所述蓄水室通 过连接水管与所述跌水室相连接，所述太阳能装置和所述抽水泵均位于所 述钢板的顶面上，所述太阳能装置包括太阳能电池板、连接柱、太阳能控 制器和安装板，所述连接柱的顶端与所述太阳能电池板的底面中心处相连 接，所述连接柱的底端与所述安装板相连接，所述太阳能控制器位于所述 安装板上，所述抽水泵位于所述太阳能装置的右侧，所述抽水泵与所述太 阳能装置之间设置有蓄电池，所述人工水草位于河道中，所述人工水草与 所述固定砌砖相连接，所述固定砌砖上设置有至少两个连接孔，所述人工 水草的底端通过绳子与所述连接孔相连接。
2.根据权利要求1所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备，其特征在于：所 述蓄电池的外侧设置有蓄电池保护壳。
3.根据权利要求1所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备，其特征在于：所 述跌水室与所述蓄水室均为长方体。
4.根据权利要求1所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备，其特征在于：所 述钢板的尺寸与所述处理塔的顶面尺寸相匹配，所述钢板通过膨胀螺钉与 所述处理塔相连接。
5.根据权利要求1所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备，其特征在于：所 述处理塔的右侧端面呈阶梯状。
6.采用如权利要求1所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备的污水处理方法， 其特征在于包括如下步骤：
(1)处理塔搭建地址的选择：首先根据处理河道的长度和处理塔的工作效 率，确定处理塔的修建个数，然后根据太阳能装置吸收太阳能的原理和处 理塔的尺寸大小，选定周围没有树木遮挡，且空地面积满足处理塔搭建的 地方作为处理塔的搭建地址，再将所选定的搭建地址的地面上的杂物清洁 干净，并且将搭建地址铺设平整;
(2)处理塔的修建：第一步处理塔的搭建，首先根据图纸上处理塔的尺寸 大小，用事先准备好的砌砖将处理塔的地基和外轮廓搭建好，再根据跌水 室和蓄水室的尺寸大小，确定跌水室和蓄水室在处理塔内部的位置，根据 跌水室和蓄水室的大小，确定跌水室出口、跌水室进水口、蓄水室进口和 蓄水室出水口的大小和位置，用砌砖将处理塔的内部搭建好，并且预留出 跌水室出口与蓄水室进口之间连接水管的位置、跌水室进水口的位置和蓄 水室出水口的位置，第二步阶梯的搭建，用皮尺测量处理塔的高度，再综 合图纸上阶梯的个数确定每节阶梯的高度，根据阶梯的高度将阶梯搭建好， 第三步混凝土的浇注，用事先搅拌混合好的混凝土将处理塔、跌水室和蓄 水室的表面浇注平整;
(3)跌水板的安装：第一步跌水板尺寸的确定，首先用皮尺测量跌水室的 尺寸大小，根据所测量的值和设计图纸，确定跌水板的尺寸和安装位置， 再用事先准备好的板材将跌水板裁剪拼接好，并且拼接好的跌水板没有上 盖，第二步跌水板的安装，根据跌水板的安装位置，将跌水板从下而上逐 个安装，并且跌水板左右交错安装，第三步鹅卵石的放置，根据跌水板的 内部尺寸大小，选择鹅卵石，将选择好的鹅卵石用清水清洗干净，再装入 到跌水板中;
(4)太阳能装置的安装：第一步安装板的固定，用皮尺和角度测量装置测 量钢板的中心位置和安装板的中心位置，再根据安装板的尺寸大小，确定 安装板的安装位置，并且安装板的中心位置与钢板的中心线在同一水平线 上，用螺钉拧紧固定，第二步太阳能装置的组合安装，将连接柱安装在安 装板的中心位置，再将连接柱的另一端与太阳能电池板相连接，且连接柱 对准太阳能电池板的中心处，第三步太阳能控制器的安装，将太阳能控制 器安装在安装板上;
(5)抽水泵与蓄电池的安装：首先将抽水泵安装在钢板上，且抽水泵位于 钢板的中心线上，再根据太阳能电池板转动的角度和位置，确定蓄电池安 装的位置，将蓄电池与钢板的顶面相连接;
(6)人工水草的安装放置：首先根据处理的河道污染情况和河道的宽度， 确定人工水草所需要的数量，再根据人工水草所需的数量确定固定砌砖的 数量，将装配好的人工水草通过绳子穿过固定砌砖上的孔与其固定绑紧， 并且每个绳子绑定的高度一致，然后根据图纸上固定砌砖之间的间距大小 将绑好人工水草的固定砌砖放置在河水中;
(7)河道污水处理：
(a)太阳能装置在有阳光照射时，通过太阳能电池板吸收太阳能，再通过 太阳能控制器将吸收的太阳能转化为电能，存储在蓄电池内;
(b)按下抽水泵的开关按钮，蓄电池开始为抽水泵提供电能，抽水泵工作， 抽水泵通过抽水管抽取河道中的水，再将抽取的水通过抽水泵的出水口输 送到处理塔的进水口中;
(c)输送的水通过处理塔的进水口进入到跌水室中，水从跌水室顶部往底 部跌落的过程中，通过跌水室中跌水板和鹅卵石的阻碍作用，净化水质;
(d)经过跌水室处理后的水，通过跌水室底部的出口进入到蓄水室中，其 悬浮颗粒在蓄水室中沉淀形成沉降物，当蓄水室的水位达到蓄水室的出水 口时，水从蓄水室出水口流出;
(e)从蓄水室出水口流出的水，经过处理塔右端面阶梯增氧处理后，流入 到河道，同时河道中放置的人工水草，为河道中的藻菌类提供附着载体;
(f)定期处理跌水室和蓄水室底部的沉淀物,定期检查人工水草的生态基， 做好人工水草的维护工作，及时清理。
7.根据权利要求6所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备的污水处理方法， 其特征在于：在跌水板安装与太阳能装置的安装之间还需要对钢板进行安 装，测量处理塔顶面的尺寸大小，根据测量值，裁剪与其尺寸相匹配的钢 板，将裁剪好的钢板放置在处理塔的顶面上，再通过膨胀螺钉拧紧固定。
8.根据权利要求6所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备的污水处理方法， 其特征在于：在所述步骤1中的所述步骤(3)中，根据跌水室出口和蓄水 室进口的大小，确定过滤筛网的尺寸和安装位置，再根据连接水管的长度， 确定安装支柱的长度，根据过滤筛网的尺寸确定安装支柱的安装位置，将 安装支柱安装在过滤筛网上。
9.根据权利要求6所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备的污水处理方法， 其特征在于：在所述步骤(5)中，将抽水泵的进水口通过抽水管与河道相 通，再根据跌水室进水口的大小，确定连接水管的大小，将抽水泵的出水 口通过连接水管与跌水室的进水口相连接。
10.根据权利要求6所述的一种阶梯增氧城市河道处理设备的污水处理方法， 其特征在于：在所述步骤(5)中，根据蓄电池的尺寸选择与其尺寸相匹配 的蓄电池保护壳的尺寸，将选定的蓄电池保护壳安装在蓄电池的外侧，拧 紧螺钉，使其与钢板顶面固定连接。
说明书
一种阶梯增氧城市河道处理设备及其污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种阶梯增氧城市河道处理设备及其污水处理方法。
背景技术
在城市的形成和发展中，河流作为重要的资源和环境载体，关系到城市生 存，制约着城市发展，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素。城市河流 具有供应水源、提供绿地、保护环境、交通运输和文化教育等各项生态功能。 在城市的建设、拓展城市空间发展方面显示出不可替代的意义。而随着我国城 市化步伐的加快，河流两岸土地开发利用，城市河流功能遭到损害，大量工业、 生活污水不经处理直接排入河中，造成河水污染，水质恶化，河流生态环境遭 到破坏。
衡量河流水质状况的一个重要指标是溶解氧含量，溶解氧含量的高低直接 影响着水生物的生长和河道的自净能力。溶解氧含量越高，则河流的水生生长 正常，好氧菌种群活跃，河流水质较好。在现有技术中，提高河流的溶解氧含 量一般采用机械曝气方式。这种曝气方式虽然可以增加水中的氧含量，但是成 本较高，而且后期维修费用较大，资源消耗大，施工比较复杂，安全性能较低。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种阶梯增氧城市河道 处理设备及其污水处理方法的技术方案，该设备原理简单，结构简单，安装方 便，而且无需外界能源供给，通过太阳能装置为抽水泵提供能源，运行造价低， 实用性强且后期维护成本低，使用范围较广，通过跌水室和阶梯的设计，增加 水与空气的接触面积，有效提高了水中的溶解氧含量，具有可观的经济效益和 社会效益，性价比高，提高了综合利用率。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种阶梯增氧城市河道处理设备，其特征在于：河道处理设备包括处理塔、 太阳能装置、抽水泵和人工水草，处理塔位于河岸上，处理塔的顶面上设置有 钢板，处理塔内设置有跌水室和蓄水室，跌水室的右侧底端设置有出口，跌水 室内设置有跌水板，跌水板内设置有鹅卵石，蓄水室的左侧底端设置有进口， 进口与出口上均设置有过滤筛网，处理塔的后端面上设置有进水口，进水口与 跌水室相通，蓄水室的右侧上端设置有出水口，蓄水室通过连接水管与跌水室 相连接，太阳能装置和抽水泵均位于钢板的顶面上，太阳能装置包括太阳能电 池板、连接柱、太阳能控制器和安装板，连接柱的顶端与太阳能电池板的底面 中心处相连接，连接柱的底端与安装板相连接，太阳能控制器位于安装板上， 抽水泵位于太阳能装置的右侧，抽水泵与太阳能装置之间设置有蓄电池，人工 水草位于河道中，人工水草与固定砌砖相连接，固定砌砖上设置有至少两个连 接孔，人工水草的底端通过绳子与连接孔相连接;跌水室的设计，增加了水中 的溶解氧含量，通过内部跌水板的左右交错安装，增加水的溶解氧含量，有效 抑制水的发臭，提高水的透明度和水质，使得处理后的水质效果更好，而跌水 板中鹅卵石的设计，进一步增大了水与空气的接触面积，使得水中溶解氧含量 更高，使得跌水板的作用更加的明显，蓄水室的设计，可以将经过跌水室处理 的水储存在其中，当处理的水到达蓄水室的出水口时，水从出水口排出，使得 操作更加的方便简单，过滤筛网的设计，将经过跌水室处理后的水中大颗粒的 杂质过滤，提高了处理后的水质，太阳能装置的设计，通过太阳能电池板吸收 太阳能，再将吸收的太阳能转化为电能为蓄电池充电，通过蓄电池为抽水泵提 供能源，降低了设备运行造价低，实用性强，而且后期维护成本低，节约了资 源，人工水草的设计，进一步净化了水质，而且人工水草便于水中菌种群的附 着，便于其生长繁衍，提高了水体的自净能力，而且人工水草的成本较低，施 工方便简单，降低了操作费用，便于后期的维护。
进一步，蓄电池的外侧设置有蓄电池保护壳，蓄电池保护壳的设计，延长 了蓄电池的使用寿命，降低了成本费用，防止蓄电池由于长期暴露在外部，而 受潮出现损坏或漏电现象，提高了操作的安全性能。
进一步，跌水室与蓄水室均为长方体，长方体的设计，便于实际的施工， 降低了施工难度，加快了施工速度，使得操作更加的简单方便，节约了施工时 间和施工成本，后期维修也比较方便。
进一步，钢板的尺寸与处理塔的顶面尺寸相匹配，钢板通过膨胀螺钉与处 理塔相连接，钢板尺寸的设计，便于实际的施工需求，钢板作为处理塔的上盖， 避免由于跌水室与蓄水室中水的飞溅，影响钢板顶面上安装零件的工作，保护 了零件，降低了维修费用，同时膨胀螺钉的设计，使得钢板与处理塔的连接更 加的牢固可靠，而且便于钢板的安装和拆卸，有利于对处理塔内部零件的检查 和维修，使得操作更加的方便。
进一步，处理塔的右侧端面呈阶梯状，通过阶梯状的设计，使得水中的溶 解氧含量进一步提高，净化后的水质得到了进一步的净化，当水流碰到阶梯时 产生强烈紊动，紊动能增大，造成大量气泡的卷入，使得水体的氧传输面积增 加，从而使得水体溶解氧含量增加。
采用如上述的一种阶梯增氧城市河道处理设备的污水处理方法，其特征在 于包括如下施工步骤：
(1)处理塔搭建地址的选择：首先根据处理河道的长度和处理塔的工作效 率，确定处理塔的修建个数，然后根据太阳能装置吸收太阳能的原理和处理塔 的尺寸大小，选定周围没有树木遮挡，且空地面积满足处理塔搭建的地方作为 处理塔的搭建地址，再将所选定的搭建地址的地面上的杂物清洁干净，并且将 搭建地址铺设平整;
(2)处理塔的修建：第一步处理塔的搭建，首先根据图纸上处理塔的尺寸 大小，用事先准备好的砌砖将处理塔的地基和外轮廓搭建好，再根据跌水室和 蓄水室的尺寸大小，确定跌水室和蓄水室在处理塔内部的位置，根据跌水室和 蓄水室的大小，确定跌水室出口、跌水室进水口、蓄水室进口和蓄水室出水口 的大小和位置，用砌砖将处理塔的内部搭建好，并且预留出跌水室出口与蓄水 室进口之间连接水管的位置、跌水室进水口的位置和蓄水室出水口的位置，第 二步阶梯的搭建，用皮尺测量处理塔的高度，再综合图纸上阶梯的个数确定每 节阶梯的高度，根据阶梯的高度将阶梯搭建好，第三步混凝土的浇注，用事先 搅拌混合好的混凝土将处理塔、跌水室和蓄水室的表面浇注平整;
(3)跌水板的安装：第一步跌水板尺寸的确定，首先用皮尺测量跌水室的 尺寸大小，根据所测量的值和设计图纸，确定跌水板的尺寸和安装位置，再用 事先准备好的板材将跌水板裁剪拼接好，并且拼接好的跌水板没有上盖，第二 步跌水板的安装，根据跌水板的安装位置，将跌水板从下而上逐个安装，并且 跌水板左右交错安装，第三步鹅卵石的放置，根据跌水板的内部尺寸大小，选 择鹅卵石，将选择好的鹅卵石用清水清洗干净，再装入到跌水板中;
(4)太阳能装置的安装：第一步安装板的固定，用皮尺和角度测量装置测 量钢板的中心位置和安装板的中心位置，再根据安装板的尺寸大小，确定安装 板的安装位置，并且安装板的中心位置与钢板的中心线在同一水平线上，用螺 钉拧紧固定，第二步太阳能装置的组合安装，将连接柱安装在安装板的中心位 置，再将连接柱的另一端与太阳能电池板相连接，且连接柱对准太阳能电池板 的中心处，第三步太阳能控制器的安装，将太阳能控制器安装在安装板上;
(5)抽水泵与蓄电池的安装：首先将抽水泵安装在钢板上，且抽水泵位于 钢板的中心线上，再根据太阳能电池板转动的角度和位置，确定蓄电池安装的 位置，将蓄电池与钢板的顶面相连接;
(6)人工水草的安装放置：首先根据处理的河道污染情况和河道的宽度， 确定人工水草所需要的数量，再根据人工水草所需的数量确定固定砌砖的数量， 将装配好的人工水草通过绳子穿过固定砌砖上的孔与其固定绑紧，并且每个绳 子绑定的高度一致，然后根据图纸上固定砌砖之间的间距大小将绑好人工水草 的固定砌砖放置在河水中;
(7)河道污水处理：
(a)太阳能装置在有阳光照射时，通过太阳能电池板吸收太阳能，再通过 太阳能控制器将吸收的太阳能转化为电能，存储在蓄电池内;
(b)按下抽水泵的开关按钮，蓄电池开始为抽水泵提供电能，抽水泵工作， 抽水泵通过抽水管抽取河道中的水，再将抽取的水通过抽水泵的出水口输送到 处理塔的进水口中;
(c)输送的水通过处理塔的进水口进入到跌水室中，水从跌水室顶部往底 部跌落的过程中，通过跌水室中跌水板和鹅卵石的阻碍作用，净化水质;
(d)经过跌水室处理后的水，通过跌水室底部的出口进入到蓄水室中，其 悬浮颗粒在蓄水室中沉淀形成沉降物，当蓄水室的水位达到蓄水室的出水口时， 水从蓄水室出水口流出;
(e)从蓄水室出水口流出的水，经过处理塔右端面阶梯增氧处理后，流入 到河道，同时河道中放置的人工水草，为河道中的藻菌类提供附着载体;
(f)定期处理跌水室和蓄水室底部的沉淀物,定期检查人工水草的生态基， 做好人工水草的维护工作，及时清理。
进一步，在跌水板安装与太阳能装置的安装之间还需要对钢板进行安装， 测量处理塔顶面的尺寸大小，根据测量值，裁剪与其尺寸相匹配的钢板，将裁 剪好的钢板放置在处理塔的顶面上，再通过膨胀螺钉拧紧固定。
进一步，在步骤(3)中，根据跌水室出口和蓄水室进口的大小，确定过滤 筛网的尺寸和安装位置，再根据连接水管的长度，确定安装支柱的长度，根据 过滤筛网的尺寸确定安装支柱的安装位置，将安装支柱安装在过滤筛网上。
进一步，在步骤(5)中，将抽水泵的进水口通过抽水管与河道相通，再根 据跌水室进水口的大小，确定连接水管的大小，将抽水泵的出水口通过连接水 管与跌水室的进水口相连接。
进一步，在步骤(5)中，根据蓄电池的尺寸选择与其尺寸相匹配的蓄电池 保护壳的尺寸，将选定的蓄电池保护壳安装在蓄电池的外侧，拧紧螺钉，使其 与钢板顶面固定连接。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、跌水室的设计，增加了水中的溶解氧含量，通过内部跌水板的左右交错 安装，增加水的溶解氧含量，有效抑制水的发臭，提高水的透明度和水质，使 得处理后的水质效果更好，而跌水板中鹅卵石的设计，进一步增大了水与空气 的接触面积，使得水中溶解氧含量更高，使得跌水板的作用更加的明显;
2、太阳能装置的设计，通过太阳能电池板吸收太阳能，再将吸收的太阳能 转化为电能为蓄电池充电，通过蓄电池为抽水泵提供能源，降低了设备运行造 价低，实用性强，而且后期维护成本低，节约了资源;
3、人工水草的设计，进一步净化了水质，而且人工水草便于水中菌种群的 附着，便于其生长繁衍，提高了水体的自净能力，而且人工水草的成本较低， 施工方便简单，降低了操作费用，便于后期的维护;
4、处理塔的右侧端面呈阶梯状，通过阶梯状的设计，使得水中的溶解氧含 量进一步提高，净化后的水质得到了进一步的净化，当水流碰到阶梯时产生强 烈紊动，紊动能增大，造成大量气泡的卷入，使得水体的氧传输面积增加，从 而使得水体溶解氧含量增加。
本施工方法所需的材料设备较少，施工时对周围环境的影响较小，不会产 生建筑垃圾和施工噪声，且通过太阳能为蓄电池提供电能，无需燃料，没有任 何污染，降低了运行成本，本施工方法采用跌水板，使得水中的溶解氧含量增 加，而且阶梯式的设计，不仅提高了水中的溶解氧含量，使得净化后的水质更 好，又便于实际的施工，降低了施工难度，再通过人工水草的辅助作用，提高 了河道的自净能力，人工水草形态美观，放在水里既不影响水体景观，又有利 于微生物的生长繁衍，而且人工水草的施工布放简单，后期维护也比较方便。
本发明结构简单，实用性强，通过太阳能为抽水泵提供电能，不仅降低了 能耗，节省了资源，减少了成本，而且利用太阳能提供电能，没有任何污染， 保护了生态环境，再通过阶梯式的设计，改变原有的机械式曝气方式，不仅提 高水体溶氧量，而且降低了成本，使得施工更加的方便简单，人工水草的设计， 进一步提高了河道的自净能力，使得污水净化效果更好。