[发明专利]潜流推进器水体循环改善及净化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水体净化技术，具体指一种基于潜流推进器的水体循环改善及净化装置及方法，本装置及方法特别适合对自然湖泊中的水体进行强制水体循环以提高湖泊水质，属于水环境保护技术领域。

背景技术

我国湖泊类型众多，分布广泛，大大小小湖泊总共有几千个，其中三分之一为淡水湖泊，且主要分布在东部沿海和长江中下游地区。近年来随着经济的发展和不适当的湖泊资源开发利用，导致湖泊出现了各种水污染和生态问题，其中尤为突出的是水华等湖泊富营养化问题。

湖泊富营养化问题是湖泊水体在自然环境因子和人类活动的双重影响下，大量营养盐输入湖泊水体逐步由生产力水平低的贫营养状态向生产力水平较高的富营养状态变化的一种现象，这种现象经常以爆发水华的形式表现出来。水华的爆发既严重影响了以此湖库为饮用水源的广大居民的身体健康，又给当地带来巨大的经济损失。湖泊随着自然环境条件的变迁，有其自身发生、发展、衰老和消亡的必然过程，由湖泊形成初始阶段的贫营养逐渐向富营养过渡，直至最后消亡。在自然状态下，湖泊的这种演变过程极为缓慢，但在人类活动的影响下，这种演变过程大大加快，富营养化引起的环境问题日益严重，湖泊富营养化已经成为世界性水污染治理的难题。

引起富营养化问题的因素很多，除与营养盐含量、光照等条件有关外，还和水体的流速等水温条件有关。要改善湖库水质条件，恢复其自身的功能，可运用人工方法来影响，潜水推流是一种主要的水体强化流动技术，它通过水下推动设备的运行，增加水体流动性，保持水体处于流动的紊流区，增加溶解氧，抑制藻细胞生长速度，防止水华发生。

人工植物浮岛又称水生植物生态浮床、人工浮床、生态浮岛，是一种长有水生植物或陆生植物、可为野生生物提供生活环境的漂浮岛。在水体中设置人工植物岛，浮岛上的水生植物利用表面积很大的植物根系吸附水体中的氮、磷等物质，同时在发达的植物根系表面形成生物膜，膜中微生物通过代谢活动，将水中的有机污染物降解为无机物。部分浮岛植物（如乳风眼莲、水花生、芦苇等）在生长过程中能分泌克藻化学物质，有效抑制藻类生长繁殖，具有防止和缓解水体富氧化功能。

通常用于湖库水质改善的设备不仅造价高，而且功率大，常常需要很大的电耗。目前我国常用的水处理设备均是以市政电网的电能为主要驱动能源，而市政电网多采用火力发电，每发一度电将产生1.008Kg二氧化碳，5.425K二氧化硫。对于一个10KW的发电系统，如果每天运行四个小时，每年将产生14.717T二氧化碳，产生79.2Kg二氧化硫。因此目前的设备既不经济，也不环保。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种针对湖泊用的水体循环改善及净化装置及方法，本装置及方法模仿自然河流循环自净，保持水体处于紊流状态，增加溶解氧，抑制藻类生长以保持或改善水体水质，本装置运行基本不消耗电能，环保经济。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

潜流推进器水体循环改善及净化装置，它包括太阳能发电系统、浮岛、浮筒、潜流推进器和导流罩，浮岛设置在浮筒上，太阳能发电系统安装在浮岛上；潜流推进器通过连接支架与浮筒连接并位于浮筒之下；太阳能发电系统与潜流推进器连接以为潜流推进器提供工作电源；所述导流罩固定安装在潜流推进器外围，其轴线与潜流推进器的轴线共线，导流罩出口为喇叭形。

太阳能发电系统由依次连接的太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组和逆变器组成。太阳能发电系统和潜流推进器之间通过控制器连接，用于控制潜流推进器的运行时间。

所述浮岛上种植有水生植物，水生植物位于太阳能电池板周围，并掩盖除太阳能电池板覆盖区域之外的浮岛；该水生植物为菖蒲。

一种利用潜流推进器改善湖泊水体水质的方法，本方法采用本发明设计的任一潜流推进器水体循环改善及净化装置，将该装置安装在湖泊中，使浮岛及其上的太阳能发电系统浮于水面，潜流推进器没于水中，由太阳能发电系统为潜流推进器提供工作电源，使潜流推进器运行以推动水体流动；潜流推进器和导流罩的安装高度及方向以避免潜流推进器运行时将湖泊底泥搅动起来和扰动水面。

所述菖蒲采用无土栽培，菖蒲强大的根系伸入水中后吸附水体中的N、P富营养化元素，同时在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物通过代谢活动降解有机物。

所述菖蒲用来遮蔽浮筒和太阳能发电系统仅使太阳能电池板外露，以使整套装置融入自然环境。

该装置安装在湖泊死水区更加明显的湖湾内，并使潜流推进器推动水体向湖心流动。