本發(fā)明涉及一種浮水式水質(zhì)凈化藥物緩釋投放裝置，屬于水環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

人類活動(dòng)導(dǎo)致的水污染是當(dāng)今世界性的難題，大量污染物和有害物質(zhì)未經(jīng)處理就直接進(jìn)入水體中，由此導(dǎo)致的環(huán)境問題越來越受到人們的重視。水污染問題不但會(huì)影響到水資源的健康利用和工農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、黑臭等惡性污染事件的發(fā)生，給人們生活帶來了嚴(yán)重的危害。其中，突發(fā)性水污染事件由于污染程度重、瞬時(shí)性、危害性大，已成為威脅人類健康、破壞生態(tài)環(huán)境、影響動(dòng)植物生長(zhǎng)的重要問題。我國(guó)常見的一些突發(fā)水體污染事故主要是由于劇毒農(nóng)藥、有害化學(xué)品泄漏與擴(kuò)散、易燃易爆物泄漏爆炸、污廢水非正常排放等原因造成的，開展水污染應(yīng)急處置、高效控制水體中污染物質(zhì)，是保護(hù)水生態(tài)環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的必要措施。

目前關(guān)于突發(fā)性污染事件的處置方法有很多種，人們采取的措施包括建設(shè)水污染防治工程和投加化學(xué)試劑處理。其中建設(shè)水污染防治工程包括設(shè)置生態(tài)浮床和人工濕地、添加生物填料等，這些方法通過植物、微生物或生物膜對(duì)污染物進(jìn)行凈化處理，具有一定凈化效率，但是它們的建設(shè)和凈化周期長(zhǎng)、起效慢，不適合污染應(yīng)急處理的場(chǎng)合。直接投加化學(xué)試劑的方法是目前常用的污染進(jìn)行應(yīng)急處理措施，如投加三氯化鐵對(duì)過量化肥進(jìn)行處置、投加殼聚糖絮凝劑對(duì)泄漏重金屬進(jìn)行處置。但是污染物釋放在一段時(shí)間內(nèi)是一個(gè)持續(xù)的過程，化學(xué)試劑的一次性投加會(huì)導(dǎo)致其在短時(shí)間內(nèi)迅速的溶解釋放，藥物不能持續(xù)對(duì)水體進(jìn)行凈化。而采用多次反復(fù)投加可以提高藥物的處理時(shí)間和處理范圍，由于藥物的在水體中的濃度不均衡，造成凈化效率難以掌控，且在流動(dòng)水體中需提高投放的化學(xué)藥物量，從而造成投加藥物在水體中的殘留，形成二次污染。

近年來，人們?cè)诰忈尣牧霞八幬锓矫骈_展了較多的研究，旨在減緩凈化藥物進(jìn)入水體的速度，采用的方法包括添加化學(xué)緩釋劑、定時(shí)釋放裝置、遠(yuǎn)程電子遙控等。這些方法取得了較好的效果，但是均存在不足，如化學(xué)緩釋劑成本較高、制作工藝復(fù)雜，易造成二次污染等。因此，目前亟需一種能控制藥物釋放速率的藥物緩釋投放裝置，它應(yīng)具備便攜、制作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)境友好的特點(diǎn)，這種發(fā)明裝置能克服傳統(tǒng)投加化學(xué)試劑方法處理水體時(shí)凈化效率不均衡的缺點(diǎn)，能在應(yīng)急處理水體污染的同時(shí)大幅度提高藥物凈化效率，減少藥物投加量，這對(duì)水環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種浮水式水質(zhì)凈化藥物緩釋投放裝置，旨在克服傳統(tǒng)的藥品直接投加法中化學(xué)試劑溶解速度快、凈化效率較低、持續(xù)時(shí)間短的缺點(diǎn)與不足，采用機(jī)電一體化藥品投放裝置來控制藥芯的溶解于釋放速度，從而達(dá)到對(duì)水體進(jìn)行長(zhǎng)效穩(wěn)定凈化的目的。本發(fā)明具有藥物釋速度穩(wěn)定可控、凈化持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、裝置拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種污染水體的快速凈化處理。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種浮水式水質(zhì)凈化藥物緩釋投放裝置，包括浮框、若干個(gè)轉(zhuǎn)籠、若干個(gè)用于凈化水體的藥芯和驅(qū)動(dòng)裝置；所述浮框固定連接所述湖床，所述浮框上開設(shè)有用于容納若干個(gè)所述轉(zhuǎn)籠的通孔，若干個(gè)所述轉(zhuǎn)籠均轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述浮框；所述轉(zhuǎn)籠為透水結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)籠包括籠體和若干個(gè)所述分隔網(wǎng)，若干個(gè)所述分隔網(wǎng)固定設(shè)置在所述籠體內(nèi)，若干個(gè)所述分隔網(wǎng)將所述籠體分隔為若干個(gè)腔體，所述腔體中放置所述藥芯；所述驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置在所述浮框上，所述驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接若干個(gè)所述轉(zhuǎn)籠。

優(yōu)先地，包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括若干個(gè)調(diào)速電機(jī)、若干個(gè)主動(dòng)齒輪、控制器和蓄電池；所述控制器固定設(shè)置在所述浮框上，所述控制器分別電連接所述蓄電池、若干個(gè)所述調(diào)速電機(jī)，所述調(diào)速電機(jī)電連接所述蓄電池，若干個(gè)所述調(diào)速電機(jī)的輸出軸均分別同軸固定連接一所述主動(dòng)齒輪。

優(yōu)先地，包括若干個(gè)同步齒輪，若干個(gè)所述籠體等間距排列，若干個(gè)所述籠體上分別套設(shè)有至少一個(gè)所述齒輪，若干個(gè)所述籠體上的所述同步齒輪排列成若干行，每一行上的同步齒輪依次相互嚙合形成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，某一所述籠體上的所述齒輪均分別嚙合一所述主動(dòng)齒輪。

優(yōu)先地，包括若干個(gè)轉(zhuǎn)軸和壓軸片，所述壓軸片為U型，所述壓軸片的兩端分別橫向向外延伸，若干個(gè)所述籠體的軸心均分別固定連接一所述轉(zhuǎn)軸，所述浮框的兩端對(duì)稱開設(shè)若干個(gè)配合若干個(gè)所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸支撐槽，所述轉(zhuǎn)軸支撐槽外形為半圓柱體，若干個(gè)所述轉(zhuǎn)軸支撐槽均通過若干個(gè)螺釘固定連接一所述壓軸片，所述轉(zhuǎn)軸的兩端均位于所述轉(zhuǎn)軸支撐槽與所述壓軸片之間。

優(yōu)先地，包括太陽能板，所述太陽能板鋪設(shè)在所述浮框的上表面上，所述太陽能板電連接所述控制器、所述蓄電池、若干個(gè)所述電機(jī)。

優(yōu)先地，包括若干個(gè)線纜和若干個(gè)錨，若干個(gè)所述錨固定設(shè)置在湖床上，若干個(gè)所述錨均分別通過一所述線纜固定連接所述浮框。

優(yōu)先地，所述浮框?yàn)榉忾]容器，所述籠體外形為圓柱體，所述轉(zhuǎn)籠包括籠蓋，所述籠蓋為圓形所述籠蓋卡合連接所述籠體的底面。

優(yōu)先地，所述藥芯外形為球體，所述藥芯的直徑為5-7cm；所述藥芯的成分包括水處理藥劑、秸稈末、粉煤灰和硬脂酸，所述水處理藥劑、所述秸稈末、所述粉煤灰和所述硬脂酸重量占比為5:3:6:1，所述藥芯在所述轉(zhuǎn)籠中的填放體積為所述轉(zhuǎn)籠容積的2/3-3/4。

優(yōu)先地，所述水處理藥劑至少包括COD降解去除劑、氨氮去除劑、除磷劑、殺菌滅藻劑中的一種，藥劑形態(tài)為粉末狀。

優(yōu)先地，所述轉(zhuǎn)籠上開設(shè)多個(gè)等間距分布的孔，，所述轉(zhuǎn)軸材質(zhì)為不銹鋼。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

（1）本發(fā)明旨在克服傳統(tǒng)技術(shù)藥品直接投加法中化學(xué)試劑溶解速度快、凈化效率較低、持續(xù)時(shí)間短的缺點(diǎn)與不足，采用機(jī)電一體化藥品投放裝置來控制藥芯的溶解與釋放速度，從而達(dá)到對(duì)水體進(jìn)行長(zhǎng)效穩(wěn)定凈化的目的。本發(fā)明具有藥物釋速度穩(wěn)定可控、凈化持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、裝置拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種污染水體的快速凈化處理；

（2）本發(fā)明采用漂浮式旋轉(zhuǎn)網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)籠部分的浸沒于水體中，轉(zhuǎn)籠在緩慢旋轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)部裝填的藥芯間歇的與水體接觸，從而使得轉(zhuǎn)籠內(nèi)裝填的藥物緩慢的溶解并向外穩(wěn)定的釋放，以達(dá)到對(duì)周圍水體中的污染物的長(zhǎng)效穩(wěn)定凈化作用，該方法中藥芯的溶解釋放速度穩(wěn)定，實(shí)施效果顯著；

（3）本發(fā)明通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)籠的旋轉(zhuǎn)速度、改變轉(zhuǎn)籠內(nèi)各隔間的藥芯裝填量或調(diào)整轉(zhuǎn)籠的安裝數(shù)量均能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)藥芯的溶解速度，從而控制藥物向水體中的釋放速度，控制方法簡(jiǎn)單，控制精度高，可以適應(yīng)不同污染程度的水體凈化要求；

（4）本裝置采用浮水式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)籠內(nèi)的藥芯不易被河流底部的泥沙顆粒、動(dòng)植物等因素影響，使得藥物釋放速度穩(wěn)定，適應(yīng)性較強(qiáng)；

（5）本發(fā)明采用框架式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)籠拆卸和安裝方便快捷，裝置具有較好的便攜性，方便運(yùn)輸和布設(shè)，有利于對(duì)突發(fā)性污染水體的應(yīng)急處理；

（6）針對(duì)水體中的多種污染源，各個(gè)轉(zhuǎn)籠中可裝填不同的藥芯，從而能達(dá)到較好的全面凈化的效果；

（7）本發(fā)明采用太陽能作為能源，可無人值守運(yùn)行，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，成本低廉，適合推廣使用；

（8）本發(fā)明通過電機(jī)、主動(dòng)齒輪帶動(dòng)同步齒輪運(yùn)動(dòng)，通過同步齒輪6之間的單向傳動(dòng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)多個(gè)轉(zhuǎn)籠同時(shí)、同速轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，使得五個(gè)轉(zhuǎn)籠同時(shí)工作，藥芯中成分使用壽命相差不大，便于統(tǒng)一管理、統(tǒng)一更換。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的俯視圖；

附圖2是圖1中A-A向截面圖；

附圖3是本發(fā)明中浮框的結(jié)構(gòu)圖；

附圖4是本發(fā)明中轉(zhuǎn)籠的結(jié)構(gòu)圖；

附圖5是本發(fā)明中壓軸片的結(jié)構(gòu)圖。

附圖中標(biāo)記含義，1-浮框；2-壓軸片；3-轉(zhuǎn)軸；4-太陽能電池板；5-轉(zhuǎn)籠；6-同步齒輪；7-調(diào)速電機(jī)；8-主動(dòng)齒輪；9-控制器；10-水面；11-藥芯；12-線纜；13-錨；14-底泥；15-湖床；16-轉(zhuǎn)軸支撐槽；17-籠體；18-籠蓋；19-分隔網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種浮水式水質(zhì)凈化藥物緩釋投放裝置，包括浮框1、五個(gè)轉(zhuǎn)籠5、若干個(gè)用于凈化水體的藥芯11和驅(qū)動(dòng)裝置；浮框1固定連接湖床15，浮框1上開設(shè)有用于容納五個(gè)轉(zhuǎn)籠5的通孔，五個(gè)轉(zhuǎn)籠5均轉(zhuǎn)動(dòng)連接浮框1；轉(zhuǎn)籠5為透水結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)籠5包括籠體17和四個(gè)分隔網(wǎng)19，四個(gè)分隔網(wǎng)19固定設(shè)置在籠體17內(nèi)，四個(gè)分隔網(wǎng)19將籠體17分隔為四個(gè)腔體，腔體中放置多個(gè)藥芯11；所述驅(qū)動(dòng)裝置固定設(shè)置在所述浮框1上，所述驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接若干個(gè)所述轉(zhuǎn)籠5。

所述浮框1為長(zhǎng)方形框體結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為工程塑料，其外形尺寸為長(zhǎng)×寬×高=3m×2m×0.3m，框內(nèi)空間尺寸為長(zhǎng)×寬×高=2.4m×1.4m×0.3m；所述浮框1為中空結(jié)構(gòu)，可為本裝置提供足夠的浮力使其漂浮于水面；

進(jìn)一步地，本發(fā)明中包括驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)調(diào)速電機(jī)7、兩個(gè)主動(dòng)齒輪8、控制器9和蓄電池；控制器9固定設(shè)置在浮框1上，控制器9分別電連接蓄電池、兩個(gè)調(diào)速電機(jī)7，調(diào)速電機(jī)7電連接蓄電池，調(diào)速電機(jī)7的輸出軸均分別同軸固定連接一個(gè)主動(dòng)齒輪8。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中包括十個(gè)同步齒輪6，五個(gè)籠體17等間距排列，五個(gè)籠體17上分別套設(shè)有兩個(gè)齒輪6，五個(gè)籠體17上的同步齒輪6分兩行排列且每行上的同步齒輪6依次相互嚙合形成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所有轉(zhuǎn)籠5均可同步轉(zhuǎn)動(dòng)，最左側(cè)的籠體7上的齒輪6均分別嚙合一個(gè)主動(dòng)齒輪8，調(diào)速電機(jī)7可驅(qū)動(dòng)所有轉(zhuǎn)籠5同時(shí)、同速轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中包括五個(gè)轉(zhuǎn)軸3和壓軸片2，如圖5所示，壓軸片2為U型，壓軸片2的兩端分別橫向向外延伸，五個(gè)籠體17的軸心均分別固定連接一個(gè)轉(zhuǎn)軸3；如圖3所示，浮框1的兩端對(duì)稱開設(shè)五對(duì)配合五個(gè)轉(zhuǎn)軸3的轉(zhuǎn)軸支撐槽16，轉(zhuǎn)軸支撐槽16外形為半圓柱體，五個(gè)轉(zhuǎn)軸支撐槽16均通過兩個(gè)螺釘固定連接一壓軸片2，轉(zhuǎn)軸3的兩端均位于轉(zhuǎn)軸支撐槽16與壓軸片2之間。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中包括太陽能板4，太陽能板4鋪設(shè)在浮框1的上表面上，太陽能板4電連接控制器9、蓄電池、兩個(gè)電機(jī)7。

進(jìn)一步地，如圖2所示，本發(fā)明中包括兩個(gè)線纜12和兩個(gè)錨13，若干個(gè)錨13固定設(shè)置在湖床15上，兩個(gè)錨13均分別通過一個(gè)線纜12固定連接浮框1，將浮框1固定于湖床15上。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中浮框1為封閉容器，籠體17外形為圓柱體，轉(zhuǎn)籠5包括籠蓋18，籠蓋18為圓形，籠蓋18卡合連接籠體17的底面。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中藥芯11外形為球體，藥芯11的直徑為5-7cm；藥芯11的成分包括粉狀藥物、秸稈末、粉煤灰和硬脂酸，水處理藥劑、秸稈末、粉煤灰和硬脂酸重量占比為5:3:6:1，藥芯11在轉(zhuǎn)籠5中的填放體積為轉(zhuǎn)籠5容積的2/3-3/4，使得轉(zhuǎn)籠5在旋轉(zhuǎn)過程中藥芯11可翻動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述水處理藥劑至少包括COD降解去除劑、氨氮去除劑、除磷劑、殺菌滅藻劑中的一種，藥劑形態(tài)為粉末狀，COD降解去除劑、氨氮去除劑、除磷劑、殺菌滅藻劑均為現(xiàn)有技術(shù)市售產(chǎn)品。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中如圖4，籠體17和分隔網(wǎng)19均采用不銹鋼支架和多孔工程塑料板制成；籠體17包括兩個(gè)不銹鋼圓環(huán)和兩個(gè)不銹鋼直桿，兩個(gè)不銹鋼圓環(huán)之間通過兩個(gè)不銹鋼直桿固定連接，兩個(gè)不銹鋼圓環(huán)相互平行，其余部分由多孔工程塑料板組成；分隔網(wǎng)19的邊框?yàn)椴讳P鋼支架，分隔網(wǎng)19的中間部分由多孔工程塑料板組成，多孔工程塑料板上的孔眼直徑為1cm；所述轉(zhuǎn)籠上開設(shè)多個(gè)等間距分布的孔，轉(zhuǎn)軸3材質(zhì)為不銹鋼。

本發(fā)明的工作過程及原理：

根據(jù)目標(biāo)水域中污染物濃度及持續(xù)時(shí)間計(jì)算出所需投加有效藥物總量及緩釋時(shí)間，再根據(jù)需投加藥芯11總量決定本裝置中所需安裝的轉(zhuǎn)籠5的數(shù)量，裝填好藥芯11并通過控制器設(shè)定好調(diào)速電機(jī)7的轉(zhuǎn)速。將本發(fā)明裝置放置于水面10上，調(diào)整配重使得所有轉(zhuǎn)籠5均保持一部分浸沒于水中，本裝置通過兩端的線纜12和錨13將裝置固定于湖床15上。開啟控制器9啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)7，各個(gè)轉(zhuǎn)籠5發(fā)生同步轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)籠5內(nèi)的藥芯11會(huì)間歇的與污染水體接觸，從而使得藥芯11中的有效藥物成分間歇緩慢的向水體中溶解釋放。在不同的轉(zhuǎn)速條件下藥芯11與水體的接觸頻率不同，從而造成藥物溶解速度不同。當(dāng)轉(zhuǎn)籠5旋轉(zhuǎn)速度較慢時(shí)，藥芯11可有充足時(shí)間與水體接觸，單位時(shí)間內(nèi)藥物釋放量較大；當(dāng)轉(zhuǎn)籠5旋轉(zhuǎn)速度較快時(shí)，藥芯11與外界水體接觸時(shí)間不足，單位時(shí)間內(nèi)藥物釋放量較低。在恒定轉(zhuǎn)速工作條件下，本裝置單位時(shí)間內(nèi)的藥物釋放量維持恒定，所釋放的藥物可持續(xù)與水體中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)受污染水體進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的凈化。當(dāng)需要中途添加或更換藥芯11時(shí)，關(guān)閉調(diào)速電機(jī)7，分別取下各轉(zhuǎn)籠5即可更換。

本發(fā)明采用太陽能和蓄電池電源交叉供電，白天或天氣好的日子可通過太陽能電板供電，同時(shí)太陽能電板向蓄電池充電，夜間或陰雨天可自動(dòng)切換至蓄電池供電，使得本發(fā)明可24小時(shí)不間斷運(yùn)行。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。