本發(fā)明是涉及一種水生態(tài)修復(fù)裝置，具體地說是涉及一種浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，屬于水污染治理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

調(diào)查表明，我國水體污染情況日益嚴(yán)重，突破水體修復(fù)方式迫在眉睫；現(xiàn)有水體主要污染形式為污染物過度排放，導(dǎo)致水體中營養(yǎng)過剩造成富營養(yǎng)化現(xiàn)象；另一方面，隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展，大量農(nóng)藥的使用導(dǎo)致殘留的農(nóng)藥成分隨灌溉排水流入湖泊、河流水體中，造成嚴(yán)重的水體污染，對人類生產(chǎn)生活帶來不小影響。

現(xiàn)研究人員從多方面考慮水體修復(fù)方式，將重點(diǎn)放在微生物治理水體污染方面，微生物修復(fù)法主要利用從受污染的環(huán)境組分中分離純化、馴化篩選得到菌種，再使用固定化技術(shù)將菌種與載體制備成除藻劑、菌劑等，除藻劑、菌劑應(yīng)用到修復(fù)污染水體的過程中效果顯著并具有針對性，但現(xiàn)存的首要問題是菌劑、除藻劑如何固定于水體中達(dá)成水體原位修復(fù)目的。

現(xiàn)有菌劑、除藻劑的應(yīng)用大都是通過人在船上操作，向水體中投入大量修復(fù)劑，這種方式無法確定修復(fù)劑在水體中的分布；修復(fù)劑分散于水中無法回收，也可能對水體造成二次污染；同時(shí)，由于需要人員多次到達(dá)受污染水域，則人員健康將不可避免地受到不同程度的危害。

由于長期采取人為投加修復(fù)劑的方式，現(xiàn)有關(guān)于水體原位修復(fù)裝置的研究尚不成熟，所設(shè)計(jì)的裝置只考慮修復(fù)劑的固定方式，并未考慮修復(fù)劑在凈水中的擴(kuò)散以及修復(fù)裝置在動(dòng)水中的固定方式等問題，使修復(fù)劑在水體中無法良好發(fā)揮作用，同時(shí)導(dǎo)致水體原位修復(fù)裝置未大面積推廣使用；此外，現(xiàn)有的裝置供電方式大都采用蓄電池供電，不能響應(yīng)當(dāng)今節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求；現(xiàn)如今太陽能供電的研究已步入成熟階段，太陽能供電的原理為太陽能板將光能轉(zhuǎn)化為可用能源輸入到太陽能控制器，控制器一端連接有蓄電池組，另一端連接需供電的設(shè)備，使設(shè)備正常運(yùn)作，將太陽能電池和修復(fù)裝置相結(jié)合可大大減少供電方式的能源消耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，其目的旨在彌補(bǔ)現(xiàn)有菌劑、除藻劑等微生物修復(fù)劑在水體原位修復(fù)中固定裝置的欠缺，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，其結(jié)構(gòu)包括浮標(biāo)體、供電系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、菌劑倉4、水質(zhì)探測器5；所述浮標(biāo)體包括外殼體1、橡膠圈2；其中，橡膠圈2位于外殼體1下方，外殼體1兩側(cè)外表面對稱設(shè)有兩個(gè)拉環(huán)8，外殼體1內(nèi)部設(shè)有浮體填充物13用于增強(qiáng)裝置浮力，外殼體1頂部設(shè)有天線7，天線7與外殼體1內(nèi)部的供電系統(tǒng)相連。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1）本發(fā)明以浮標(biāo)體作為載體，在浮標(biāo)體1底部固定有圓管狀菌劑倉4，菌劑倉4可通過菌劑倉門10打開，將菌劑或除藻劑等水體修復(fù)劑通過菌劑倉門10放入菌劑倉4以達(dá)到固定修復(fù)劑的目的；此結(jié)構(gòu)可有效替代人工多次向水體投加修復(fù)劑的繁瑣方法，防止修復(fù)劑在水中漂散遺失對水體造成不必要的二次污染，也防止人員長期停留于受污染水域?qū)ι眢w帶來不必要的損害，可使修復(fù)劑在水體中發(fā)揮最大作用的同時(shí)，節(jié)省人工投放方式所需的大量時(shí)間以及人力成本；

2）本發(fā)明采用太陽能供電裝置，太陽能電池板3和蓄電池組1連接,可加用光伏充電控制器來控制太陽能電池板3對蓄電池組1的輸出電壓,同時(shí)保護(hù)電池不被過充,也防止夜晚蓄電池電倒流現(xiàn)象的發(fā)生，此結(jié)構(gòu)代替普通電池作為電源，可有效避免普通電池對原材料和不可再生能源的浪費(fèi)，同時(shí)大大減少電池對環(huán)境的污染危害，滿足節(jié)能、環(huán)保的時(shí)代要求；

3）本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力系統(tǒng)目的為使浮標(biāo)體1在靜水中，如波動(dòng)小的湖泊水體中，可完成裝置自轉(zhuǎn)的效果；為達(dá)成此目的，本發(fā)明采用雙螺旋槳對稱反向布設(shè)結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定修復(fù)水域時(shí)，此結(jié)構(gòu)可遙控開啟，螺旋槳推進(jìn)方向相反可使裝置在指定水域自轉(zhuǎn)，裝置自轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋槳可引起水體波動(dòng)從而使水體流經(jīng)菌劑倉將修復(fù)劑中有效微生物菌群帶入水體中，促使菌群在水體中擴(kuò)散繁殖，達(dá)成修復(fù)水體的目的，此結(jié)構(gòu)可有效解決靜水中微生物無法良好擴(kuò)散修復(fù)的現(xiàn)象，同時(shí)在靜水水體污染較嚴(yán)重時(shí)（如湖泊富營養(yǎng)化導(dǎo)致的藻類大面積爆發(fā)），開啟螺旋槳可達(dá)到改善水體空氣含量的目的，具有對水體曝氣的同等效果，從而增強(qiáng)對水體的修復(fù)效果；

4）本發(fā)明所設(shè)計(jì)的裝置設(shè)有水質(zhì)探測器5，水質(zhì)探測器5與蓄電池組1相連，由太陽能電池板3供電，水質(zhì)探測器可監(jiān)測水體溶氧量，和各物質(zhì)含量變化，從而監(jiān)測水體修復(fù)前后水質(zhì)的變化及修復(fù)情況，將修復(fù)與監(jiān)測相結(jié)合，充分提高裝置的功能性，使裝置在水體中發(fā)揮最大作用；

5）本發(fā)明所設(shè)計(jì)的裝置兩側(cè)對稱分布有拉環(huán)8，當(dāng)修復(fù)水體為具有一定流速的河流水體時(shí)，可將多個(gè)裝置用繩索與拉環(huán)相連，并列排布于河流斷面上，兩端裝置可用繩索固定于兩側(cè)河岸，從而避免水流流速過大將修復(fù)裝置沖散的可能性，裝置外殼體頂部天線中設(shè)有g(shù)ps天線，可實(shí)時(shí)確定裝置位置，便于控制水體修復(fù)部位；

6）本發(fā)明一種基于太陽能供電的遙控浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，操作簡單，可遙控開啟螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)；采用太陽能供電，設(shè)計(jì)菌劑倉結(jié)構(gòu)節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；設(shè)有水質(zhì)探測器可同時(shí)監(jiān)測水體環(huán)境質(zhì)量；綜上所述，本發(fā)明可有效應(yīng)用于受污染的湖泊、河流水體的微生物原位修復(fù)中去。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是本發(fā)明的縱向剖面示意圖。

附圖3是本發(fā)明的菌劑倉門示意圖。

附圖中1是外殼體，2是橡膠圈，3是太陽能電池板，4是菌劑倉，5是水質(zhì)探測器，6是螺旋槳，7是天線，8是拉環(huán)，9是過水孔，10是菌劑倉門，11是蓄電池組，12是集成控制器，13是浮體填充物。

具體實(shí)施方式

一種浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，其結(jié)構(gòu)包括浮標(biāo)體、供電系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、菌劑倉4、水質(zhì)探測器5；所述浮標(biāo)體包括外殼體1、橡膠圈2；其中，橡膠圈2位于外殼體1下方，外殼體1兩側(cè)外表面對稱設(shè)有兩個(gè)拉環(huán)8，外殼體1內(nèi)部設(shè)有浮體填充物13用于增強(qiáng)裝置浮力，外殼體1頂部設(shè)有天線7，天線7與外殼體1內(nèi)部的供電系統(tǒng)相連。

所述天線7包括gps天線、遙控信號(hào)天線；gps天線能夠達(dá)成實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置位置的目的，遙控信號(hào)天線能接收遠(yuǎn)程操控指令。

所述供電系統(tǒng)包括太陽能電池板3、蓄電池組11、集成控制器12；其中，太陽能電池板3位于外殼體1的頂部，蓄電池組11與集成控制器12位于外殼體1內(nèi)部；太陽能電池板3的電輸出端與集成控制器12的電輸入端相連，集成控制器12的電輸出端與蓄電池組11相連，集成控制器12的控制端口與裝置內(nèi)其它模塊相連，使其它模塊正常運(yùn)作；所述太陽能電池板3使光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存于蓄電池組11中，蓄電池組11為整個(gè)裝置供電，使裝置其它模塊正常運(yùn)作。

所述動(dòng)力系統(tǒng)包括兩個(gè)對稱分布的螺旋槳6，兩個(gè)螺旋槳6位于橡膠圈2的下方，兩個(gè)螺旋槳6布設(shè)方向相反，當(dāng)兩個(gè)螺旋槳6開啟時(shí)可使裝置在水體中自轉(zhuǎn)，引起水體波動(dòng)，促使菌群在水體中擴(kuò)散繁殖；兩個(gè)螺旋槳6與集成控制器12內(nèi)的遙控電路板部分相連，能夠遙控操縱兩個(gè)螺旋槳6開啟。

所述菌劑倉4為圓管狀結(jié)構(gòu)位于裝置底部橡膠圈2的下方；所述菌劑倉4通過菌劑架固定在橡膠圈2的下方；所述菌劑倉4設(shè)有過水孔9，可使水流流通菌劑倉4；所述菌劑倉4底部設(shè)有菌劑倉門10，可將修復(fù)劑放入、取出。

所述菌劑倉4為直徑0.2米～0.3米的管狀圓環(huán)，菌劑倉門10尺寸容許修復(fù)劑放入即可，過水孔9的尺寸小于修復(fù)劑直徑即可。

所述水質(zhì)探測器5位于浮標(biāo)體底部；所述水質(zhì)探測器與集成控制器12相連，能夠反饋水體溶氧量及各物質(zhì)含量變化，從而監(jiān)測水體修復(fù)前后水質(zhì)的變化及修復(fù)情況，增強(qiáng)裝置功能。

所述橡膠圈2凸出于外殼體1，為裝置提供浮力并防止裝置撞擊損壞；所述外殼體1兩側(cè)對稱設(shè)有的兩個(gè)拉環(huán)8方便將多個(gè)裝置相連。

所述外殼體1的材質(zhì)優(yōu)選為玻璃鋼等強(qiáng)度較高、比重較小、建造成本低的材質(zhì)；所述外殼體1最大直徑處為0.4米～0.5米，所述橡膠圈直徑在0.5米～0.6米。

本裝置以浮標(biāo)體作為載體，以太陽能作為電力來源，同時(shí)裝有遙控裝置，能夠遠(yuǎn)程遙控其各部分工作。

實(shí)施例1

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

對照附圖1，一種浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，其結(jié)構(gòu)由浮標(biāo)體、供電系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、菌劑倉4、水質(zhì)探測器5組成；所述浮標(biāo)體包括外殼體1、橡膠圈2；其中，橡膠圈2位于外殼體1下方，外殼體1兩側(cè)外表面對稱設(shè)有兩個(gè)拉環(huán)8，外殼體1內(nèi)部設(shè)有浮體填充物13用于增強(qiáng)裝置浮力，外殼體1頂部設(shè)有天線7，天線7與外殼體1內(nèi)部集成控制器12相連；所述天線7包括gps天線、遙控信號(hào)天線；gps天線能夠達(dá)成實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置位置的目的，遙控信號(hào)天線能接收遠(yuǎn)程操控指令。

對照附圖2，所述供電系統(tǒng)由太陽能電池板3、蓄電池組11、集成控制器12組成；其中，太陽能電池板3位于外殼體1的頂部，蓄電池組11與集成控制器12位于外殼體1內(nèi)部；太陽能電池板3的電輸出端與集成控制器12的電輸入端相連，集成控制器12的電輸出端與蓄電池組11相連，集成控制器12的控制端口與裝置內(nèi)水質(zhì)探測器5、螺旋槳6相連，使水質(zhì)探測器5、螺旋槳6正常運(yùn)作；所述太陽能電池板3使光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存于蓄電池組11中，蓄電池組11為整個(gè)裝置供電，使裝置其它模塊正常運(yùn)作。

對照附圖1-2，所述動(dòng)力系統(tǒng)由兩個(gè)對稱分布的螺旋槳6組成，兩個(gè)螺旋槳6位于橡膠圈2的下方，兩個(gè)螺旋槳6布設(shè)方向相反，當(dāng)兩個(gè)螺旋槳6開啟時(shí)可使裝置在水體中自轉(zhuǎn)，引起水體波動(dòng)，促使菌群在水體中擴(kuò)散繁殖；兩個(gè)螺旋槳6與集成控制器12內(nèi)的遙控電路板部分相連，能夠遙控操縱兩個(gè)螺旋槳6開啟。

對照附圖1-3，所述菌劑倉4為圓管狀結(jié)構(gòu)位于裝置底部橡膠圈2的下方；所述菌劑倉4通過菌劑架固定在橡膠圈2的下方；所述菌劑倉4設(shè)有過水孔9，方便使水流流通菌劑倉4；所述菌劑倉4底部設(shè)有菌劑倉門10，方便將修復(fù)劑放入、取出。

所述菌劑倉4為直徑0.25米的管狀圓環(huán)，菌劑倉門10尺寸容許修復(fù)劑放入即可，過水孔9的尺寸小于修復(fù)劑直徑即可。

對照附圖1、2，所述水質(zhì)探測器5位于浮標(biāo)體底部；所述水質(zhì)探測器與集成控制器12相連，能夠反饋水體溶氧量及各物質(zhì)含量變化，從而監(jiān)測水體修復(fù)前后水質(zhì)的變化及修復(fù)情況，增強(qiáng)裝置功能。

所述橡膠圈2凸出于外殼體1，為裝置提供浮力并防止裝置撞擊損壞；所述外殼體1兩側(cè)對稱設(shè)有的兩個(gè)拉環(huán)8方便將多個(gè)裝置相連。

所述外殼體1的材質(zhì)為玻璃鋼；所述外殼體1最大直徑處直徑為0.45米，所述橡膠圈直徑為0.55米。

本裝置以浮標(biāo)體作為載體，以太陽能作為電力來源，同時(shí)裝有遙控裝置，能夠遠(yuǎn)程遙控其各部分工作。

在本實(shí)施例的描述中，需要說明的是，術(shù)語“內(nèi)”、“外”等方位名詞，僅是為了便于描述本發(fā)明構(gòu)造，而不是指示所指裝置部件必須具有的特定位置，所以不能理解為對本發(fā)明的限制。

實(shí)施例2

針對富營養(yǎng)化藻類爆發(fā)的靜水湖泊水域的浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置的使用方法：

1）選用一種除藻劑，打開裝置底部菌劑倉4的菌劑倉門10，根據(jù)水體污染情況放入適量除藻劑，關(guān)閉菌劑倉門10；

2）檢查裝置有無出現(xiàn)異常，無異常且可正常工作時(shí)，將裝置投入待修復(fù)湖泊特定位置，遠(yuǎn)程遙控開啟螺旋槳6，使裝置在靜水湖泊中自轉(zhuǎn)以達(dá)到擾動(dòng)水體的目的；

3）螺旋槳6引起的水體擾動(dòng)促使水流通過過水孔9流經(jīng)菌劑倉4，將除藻劑中有效微生物帶入水體，并大量繁殖、擴(kuò)散于受污染水體中從而達(dá)成減弱富營養(yǎng)化、修復(fù)水體的目的；

4）水質(zhì)探測器5能反應(yīng)出水體溶氧量、電導(dǎo)率、鹽度、酸堿度等水體指標(biāo)，從而監(jiān)測水體修復(fù)前后水質(zhì)變化及水體修復(fù)情況；

5）修復(fù)一段時(shí)間后，除藻劑效果下降，此時(shí)遙控停止螺旋槳6運(yùn)作，將裝置從水體中打撈取出，回收菌劑倉4中的除藻劑。

此為本實(shí)施例的一次工作流程，當(dāng)待修復(fù)水域藍(lán)藻爆發(fā)嚴(yán)重時(shí)，可多次使用多個(gè)裝置同時(shí)進(jìn)行修復(fù)工作，當(dāng)裝置工作時(shí)，由太陽能電池板3吸收光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存于蓄電池組11中，從而滿足裝置的電能需求，裝置的實(shí)時(shí)位置，可由天線7傳輸?shù)娇蛻艚K端，防止裝置丟失造成不必要的資源浪費(fèi)。

實(shí)施例3

針對包含大量污染物質(zhì)的動(dòng)水河段，如城市黑臭河道、受農(nóng)藥污染的鄉(xiāng)村河流等，可將修復(fù)劑放入菌劑倉4中，采用繩索通過裝置兩端拉環(huán)8將裝置與河道兩岸相固定，同時(shí)根據(jù)修復(fù)需要，將多個(gè)裝置通過拉環(huán)8串聯(lián)固定以達(dá)到修復(fù)要求，此過程不需要開啟螺旋槳6，水流自身動(dòng)力可將菌劑倉4中的微生物帶入水體，使具有修復(fù)能力的微生物擴(kuò)散于水體內(nèi)，水質(zhì)探測器5監(jiān)測水質(zhì)狀況，太陽能電池板3為蓄電池組11提供電力，滿足裝置各部分電能需求，當(dāng)裝置放入水體修復(fù)一段時(shí)間后，可將裝置從水體中取出，解開固定用繩索，更換修復(fù)劑。

綜上，本發(fā)明一種基于太陽能供電的遙控浮標(biāo)式水體原位修復(fù)裝置，可有效替代人工多次投加修復(fù)劑，節(jié)約成本的基礎(chǔ)上有效避免了修復(fù)劑非生物載體部分對水體的二次污染，裝置的定位系統(tǒng)可快速準(zhǔn)確確定裝置所在位置，此裝置可節(jié)省大量時(shí)間及人力成本，便于操縱，可良好的運(yùn)用到靜水和動(dòng)水的水體修復(fù)工作中去。