一种湖泊水体富营养化的污染治理装置

本发明涉及水体污染治理，具体涉及一种湖泊水体富营养化的污染治理装置。

背景技术：

1、我国湖泊富营养化水体中富营养化物质的来源，既来自于农业施肥后经雨水冲刷产生的“面源”，也有工业与城镇生活用水的“点源”；还有湖泊中网箱养殖带来的负面影响。各种污染物中的氮、磷大量进入湖泊水体，是导致湖泊营养化的最直接的外部原因。氮、磷等营养物质在湖泊中积累过量，就会引起藻类及其他浮游生物异常繁殖和生长，使水体富营养化状况加剧。

2、湖泊水体富营养化治理的核心难点在于表层藻华的高效捕获与低扰动分离。传统治理多依赖固定式抽吸平台、或“机械打捞+化学絮凝”工艺，这两种方式在动态水文条件下暴露出显著的结构性缺陷：比如固定式抽吸平台缺乏水位自适应能力，枯水期取水口易脱离藻华密集层，汛期则面临淹没与浪涌冲击失效风险；机械打捞普遍依赖高能耗主动抽吸与强制搅拌实现富集，不仅运行成本高昂，且强烈强制搅拌极易导致藻细胞破裂释放内毒素，引发二次污染。

3、因此，本发明主要针对上述技术问题进行了研究改进。

技术实现思路

1、针对目前存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、能够根据湖面水位自适应调节、且支持水上快拆维护的湖泊水体富营养化的污染治理装置。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，包括固定在湖底的多组浮动导向组件，多组该浮动导向组件上浮动连接有浮动平台，所述浮动平台外周均匀分布有浮筒，所述浮动平台的中心连接有集流罩，该集流罩的进液口位置低于湖泊水面所在位置，所述浮动平台的上表面所在位置高于湖泊水面所在位置，所述集流罩的出液口处连接有一体化分离组件；

4、所述一体化分离组件包括与所述集流罩的出液口连通的箱体，该箱体的内顶部分布有多个相互平行的载体斜板，所述箱体内设有曝气盘，该曝气盘位于所述载体斜板下方，所述曝气盘通过空气泵与气源连通，所述箱体上设排水管和重质排污管。

5、上述技术方案，浮动平台浮动连接在浮动导向组件上，能够跟随湖面水位波动同步自适应调整，浮动平台在浮筒的浮力作用下在水面维持平衡，同时集流罩的进液口位置低于水面，湖面藻水会通过集流罩进液口进入集流罩内，进而进入一体化分离组件的箱体内进行藻水分离。具体为：藻水经集流罩进入箱体内均匀扩散后，与曝气盘释放的微米级气泡充分接触，藻气复合体迅速上浮后撞击载体斜板后，沿载体斜板移动汇聚至顶部浮渣层，实现高效截留，定期取出一体化分离组件进行清理；重质杂质与老化絮体依靠重力自然沉降落入箱体底部，通过重质排污管定期排空，净化后的清水由侧壁排水管排出。

6、优选地，所述排水管设于所述箱体的侧壁下端。

7、优选地，所述箱体的底部呈锥形结构，所述重质排污管连接在该锥形结构的中心位置。箱体底部呈锥形结构，重质杂质与老化絮体依靠重力自然沉降落入锥形结构进行沉积，然后通过重质排污管排出。

8、优选地，所述箱体的侧壁还安装有抽屉式过滤网。

9、优选地，所述浮动导向组件包括固定桩，该固定桩顶部设导向杆，所述浮动平台活动套设在所述导向杆上，所述导向杆上套设有弹簧，该弹簧的下端与所述固定桩抵接，所述弹簧的上端与所述浮动平台抵接。正常运行时，浮筒提供基础支撑浮力使弹簧保持压缩状态，维持浮动平台处于水平稳定；水位上涨时，浮动平台沿导向杆平稳上滑；水位回落时，浮动平台沿导向杆下滑，汛期遭遇波浪瞬态冲击时，弹簧通过弹性形变高效吸收冲击动能，导向杆约束弹簧与浮动平台的水平偏摆，使浮动平台在大幅水位变幅内实现自适应跟降，始终将进水口精准锁定于藻华富集层，消除传统设备的水位适应盲区。

10、优选地，所述浮动平台包括平台本体，该平台本体的周向均匀分布有与所述导向杆配合的导向通孔，所述平台本体的中心设有安装环，所述集流罩与该安装环相连。

11、优选地，所述集流罩呈锥形结构，该锥形结构的内壁设有螺旋状导流筋。集流罩的大口径朝上浸没于湖面作为自然进液口，小口径朝下与箱体连接，表层富藻水在液位差作用下自然溢流进入集流罩内，水流撞击螺旋状导流筋后被迫改变流向，形成稳定向下的螺旋旋流场，在离心力与重力的协同作用下落至底部出口从而进入箱体内，集流罩与箱体内部形成外聚内引的自维持循环，不需借助外部动力。

12、优选地，所述集流罩的外周靠近其顶部位置设外延部，该外延部与所述安装环相连。通过外延部与安装环相连将集流罩连接在浮动平台上，实现对集流罩的安装固定。

13、优选地，所述集流罩的顶部向外翻折后形成防浪裙边，所述外延部位于该防浪裙边下方。防浪裙边能够削弱波浪越顶，使藻水平稳进入集流罩内。

14、优选地，所述浮动平台的上表面设有太阳能发电组件，该太阳能发电组件用于向设备供电。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果：

16、1、本发明通过浮动导向组件与浮动平台的设计，将集流罩与一体化分离组件连接在浮动平台上，无需外加动力设备即可实现水位变幅内的自适应跟降，枯水期防集流罩的进水口脱空，汛期防浮动平台被整体淹没；遭遇浪涌瞬态冲击时，弹簧产生形变有效吸收冲击动能，导向杆约束水平偏摆，使浮动平台始终维持最佳位置，克服传统固定式平台适应性差、易受水面波动从而造成治理失效的缺陷；

17、2、锥形结构的集流罩与内壁布置的螺旋状导流筋构成天然旋流发生器，湖面表层富藻水溢流入集流罩后受螺旋状导流筋强制偏转形成稳定向下旋流场，并通过底部出口进入一体化分离组件的箱体内；

18、3、一体化分离组件将微孔曝气上浮、载体斜板导流汇聚集成于箱体内，实现藻水微气泡附着上浮、沿载体斜板定向滑移、重力沉降协同进行固液分离，只需定期取出进行清理，无需时刻停机排水或潜水作业，大幅降低人工劳动强度与停机率。

1.一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：包括固定在湖底的多组浮动导向组件（1），多组该浮动导向组件（1）上浮动连接有浮动平台（2），所述浮动平台（2）外周均匀分布有浮筒（3），所述浮动平台（2）的中心连接有集流罩（4），该集流罩（4）的进液口位置低于湖泊水面所在位置，所述浮动平台（2）的上表面所在位置高于湖泊水面所在位置，所述集流罩（4）的出液口处连接有一体化分离组件（5）；

2.根据权利要求1所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述排水管（54）设于所述箱体（51）的侧壁下端。

3.根据权利要求1所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述箱体（51）的底部呈锥形结构，所述重质排污管（55）连接在该锥形结构的中心位置。

4.根据权利要求3所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述箱体（51）的侧壁还安装有抽屉式过滤网（56）。

5.根据权利要求1所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述浮动导向组件（1）包括固定桩（11），该固定桩（11）顶部设导向杆（12），所述浮动平台（2）活动套设在所述导向杆（12）上，所述导向杆（12）上套设有弹簧（13），该弹簧（13）的下端与所述固定桩（11）抵接，所述弹簧（13）的上端与所述浮动平台（2）抵接。

6.根据权利要求5所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述浮动平台（2）包括平台本体（20），该平台本体（20）的周向均匀分布有与所述导向杆（12）配合的导向通孔（22），所述平台本体（20）的中心设有安装环（21），所述集流罩（4）与该安装环（21）相连。

7.根据权利要求6所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述集流罩（4）呈锥形结构，该锥形结构的内壁设有螺旋状导流筋（41）。

8.根据权利要求7所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述集流罩（4）的外周靠近其顶部位置设外延部（42），该外延部（42）与所述安装环（21）相连。

9.根据权利要求8所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述集流罩（4）的顶部向外翻折后形成防浪裙边（43），所述外延部（42）位于该防浪裙边（43）下方。

10.根据权利要求1所述的一种湖泊水体富营养化的污染治理装置，其特征在于：所述浮动平台（2）的上表面设有太阳能发电组件（6），该太阳能发电组件（6）用于向设备供电。