一种具有曝氧截污过滤功能的智能格栅的制作方法

本实用新型属于生态修复领域，涉及一种具有曝氧截污过滤功能的智能格栅。

背景技术：

在我国城市化和工业化进程加快的过程中，由于水污染控制与治理措施滞后，或者能力有限与水平低下，一些城市水体尤其是中小城市水体，直接成为工业、农业及生活废水的主要排放通道和场所，导致城市水体大面积受污染，引起水体富营养化，形成黑臭水体。近几十年来，黑臭水体的范围和程度不断加剧，在全国大部分城市河段中，流经繁华区域的水体绝大部分受到不同程度的污染，尤其是各大流域的二级与三级支流的黑臭问题更加突出，且劣化程度逐年提高。

当前，针对黑臭水体的治理通常采用水体漂浮垃圾打捞、生态浮岛构建、水体增氧等措施，各项技术特点鲜明，并取得了一定的治理效果。但水体漂浮垃圾打捞需要具有一定操作能力的人员长期工作于黑臭水体现场，耗费大量人力及时间，同时黑臭水体的气味会对工作人员的健康造成一定损害，且在河流中工作存在一定危险性。生态浮岛可有效提升黑臭水体景观效果，可吸收水体中的一定量的污染物，但对污染物吸收过滤能力有限，效用发挥周期长，水体增氧措施可有效加强黑臭水体曝氧，但功能单一，灵活性较差，需要专人养护管理。综上所述，各项技术措施均有所不足。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是在于提供一种具有曝氧截污过滤功能的智能格栅，有效收集污染水体漂浮垃圾及水流中的颗粒污染物，并对水体进行修复，而且整个结构采用太阳能，节能环保。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有曝氧截污过滤功能的智能格栅，包括控制组件、截污过滤组件、探测组件，所述探测组件设在所述截污过滤组件在水流方向的上游2-4m处，用来监测水体上端的漂浮物；

所述控制组件，设在所述截污过滤组件上，驱动所述截污过滤组件在水体内做上下和水平移动，并将截污过滤组件固定在水体的底部；

所述截污过滤组件，包括过滤格栅和栽植平台，所述过滤格栅对水体内的漂浮物进行收集，所述栽植平台上设有沉水植物。

进一步的，所述过滤格栅竖直设置，所述过滤格栅的孔距为2-10mm，所述栽植平台设在所述过滤格栅的上端且二者成直角设置，所述过滤格栅的下端设有横向支撑杆，所述过滤格栅长度方向的两端设有斜撑杆，所述斜撑杆、栽植平台和过滤格栅构成三角形结构。

进一步的，所述栽植平台为上端开口的槽形结构，所述栽植平台的下端设有多个透水孔，一个所述沉水植物对应一个所述透水孔设置，所述栽植平台的上端设有匹配的基质固定格且二者固定连接。

进一步的，所述所述栽植平台的两端设有栽植槽固定卡槽，所述基质固定格上设有栽植槽固定卡扣，所述栽植槽固定卡槽与栽植槽固定卡口对应设置实现移栽平台与所述基质固定格的固定，所述基质固定格对所述沉水植物进行多行隔离设置。

进一步的，所述栽植平台内铺设有两层透水土工布，下层透水土工布的上端设置沉水植物培养基质层，下层透水土工布与所述透水孔对应的位置开挖5-10mm的孔，透水土工布沿所述基质固定格的纵向方向铺设。

进一步的，所述控制组件包括液压伸缩杆和螺旋电机，所述螺旋电机的输出轴上设有螺旋桨，用来驱动所述截污过滤组件在水体内的移动，所述液压伸缩杆设在所述截污过滤组件长度方向的两侧，所述液压伸缩杆的下端设有驱动其升降的液压电机，所述液压电机的下端设有打入水下土质的基础固定杆。

进一步的，所述基础固定杆的下端为锥形结构，所述基础固定杆的圆锥部分长度为40-80cm，所述螺旋桨的轴线与水平方向呈30-60度的夹角。

进一步的，所述控制组件还包括信号接收器、数据处理器、太阳能电池板、太阳能转换器和蓄电池，所述太阳能电池板位于水平之上且平行于水面设置，所述信号接收器设于水面之上且接收所述探测组件的信号，所述信号接收器与所述数据处理器电连接，所述太阳能电池板通过电池板管线、太阳能转换器与蓄电池相连，所述蓄电池对所述液压电机和螺旋电机供电。

进一步的，所述蓄电池设在所述栽植平台的上端，所述蓄电池通过电机动力控制线路与螺旋电机电连接，所述电机动力控制线路的外部设有电机保护套管，所述蓄电池通过液压动力控制线路与液压电机电连接，所述液压动力控制线路的外部设有液压保护套管，所述液压动力控制线为弹簧形状且处于拉伸状态。

进一步的，所述探测组件包括从到到下依次设置的信号发射器、探测数据处理器、探测器电池板、探测器转换器、探测器蓄电池和探测器固定杆，所述信号发射器与控制组件信号连通，探测数据处理器的上端设有与水流方向垂直的漂浮垃圾感应探头，探测器电池板与探测器转换器相连，探测器转换器与探测器蓄电池相连，探测器蓄电池的上端与探测数据处理器固定连接，下端与探测器固定杆相连，探测器固定杆的末端为圆锥形状，插入到地下进行固定。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型通过格栅过滤的结构可有效收集污染水体漂浮垃圾及水流中的颗粒污染物，格栅主要结构隐藏于水面之下，当探测到漂浮垃圾时浮出水面，不影响水体整体美观；

2、通过组建沉水植物群落，有效吸收水体中无法过滤的富营养元素及污染物，提升景观效果与污染修复效率，利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象；

3、该装置对漂浮垃圾进行收集后，可统一进行清理，漂浮物进行集中的处理后，可有效提升水体流动性，加强底层水体曝氧，加速对黑臭水体的修复，提升修复的效率；

4、该装置使用太阳能为整个系统提供清洁能源，低碳无二次污染，通过蓄电池将电能存储，实现24小时不间断工作，大幅度提高黑臭水体治理效率，无能源消耗，更加节能环保。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种具有曝氧截污过滤功能的智能格栅的结构示意图；

图2是本实用新型探测组件的结构示意图；

图3是本实用新型栽植平台的结构示意图；

图4是本实用新型基质固定格的结构示意图。

附图标记：

1、信号接收器；2、数据处理器；3、太阳能电池板；4、太阳能转换器；5、电池板管线；6、蓄电池；7、动力控制器；8、液压动力控制线路；9、液压保护套管；10、液压电机；11、液压伸缩杆；12、基础固定杆；13、电机动力控制线路；14、电机保护套管；15、螺旋电机；16、螺旋桨；17、栽植平台；18、斜撑杆；19、横向支撑杆；20、过滤格栅；21、沉水植物；22、栽植槽固定卡槽；23、栽植槽固定卡扣；24、透水孔；25、基质固定格；26、信号发射器；27、探测数据处理器；28、漂浮垃圾感应探头；29、探测器电池板；30、探测器转换器；31、探测器蓄电池；32、探测器固定杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1-图4所示，本实用新型为一种具有曝氧截污过滤功能的智能格栅，包括控制组件、截污过滤组件、探测组件。

控制组件包括：信号接收器1、数据处理器2、太阳能电池板3、太阳能转换器4、电池板管线5、蓄电池6、动力控制器7、液压动力控制线路8、液压保护套管9、液压电机10、液压伸缩杆11、基础固定杆12、电机动力控制线路13、电机保护套管14、螺旋电机15、螺旋桨16；

截污过滤组件包括：栽植平台17、斜撑杆18、横向支撑杆19、过滤格栅20、沉水植物21、栽植槽固定卡槽22、栽植槽固定卡扣23、透水孔24、基质固定格25；

探测组件包括：信号发射器26、探测数据处理器27、漂浮垃圾感应探头28、探测器电池板29、探测器转换器30、探测器蓄电池31、探测器固定杆32。

信号接收器1与数据处理器2相连，数据处理器2与蓄电池6相连，太阳能电池板3平行于水平面设置，与电池板管线5相连，电池板管线5的外表面为硬质聚乙烯材质；硬质聚乙烯材质制成的管道，内壁光滑阻力小、不结垢、无毒、无污染、耐腐蚀，从材质的使用温度不大于40度，为冷水管，适用于本申请的使用环境，而且此材质抗老化性能好、难燃，可用橡胶圈柔性连接安装，电池板管线5与太阳能转换器4相连，太阳能转换器4与蓄电池6相连，将太阳能转换为电能，实现了本结构的自我供电，无需外接动力源；动力控制器7分别与蓄电池6和数据处理器2相连；蓄电池6与动力控制器7固定于栽植平台17之上；电机动力控制线路13与蓄电池6相连，电机动力控制线路13外部包裹电机保护套管14，电机保护套管14为外表面喷油漆的不锈钢套管；采用不锈钢管，强度高，稳定性高，而且表面喷油漆后，可进一步防止被氧化，提升产品的使用寿命，电机保护套管14末端固定螺旋电机15，电机动力控制线路13与螺旋电机15相连，螺旋电机15首部设有螺旋桨16，螺旋桨16与水流方向呈30-60夹角；液压动力控制线路8分别与蓄电池6和液压电机10相连，液压动力控制线路8呈弹簧形状，当过滤格栅20处于淹没于水中或浮出水面状态时，液压动力控制线路8均呈拉伸的弹簧形态。

液压动力控制线路8外部设有液压保护套管9，起到保护的作用，保证液压动力控制线路8的稳定性；液压电机10的上端与液压伸缩杆11连接，下端与基础固定杆12相连，基础固定杆12末端为圆锥形，圆锥长度为40-80cm，固定截污过滤组件整体结构时，需保证圆锥结构全部进入河底泥沙层中。液压伸缩杆11可上下伸缩，调整截污过滤组件在水中的位置，信号接收器1与太阳能电池板3始终位于水面上方；栽植平台17由液压伸缩杆11与斜撑杆18共同支撑，与水平面平行，栽植平台17底部设有透水孔24，保证水流可通过沉水植物栽植基质。栽植平台17平行于水流方向的侧壁设置栽植槽固定卡槽22；栽植平台17内设有基质固定格25，基质固定格25平行于水流方向的侧壁分别设置栽植槽固定卡扣23，可固定于栽植槽固定卡槽22；在栽植平台17内先铺设一层透水土工布，随后平铺一层沉水植物培养基质，再铺设一层透水土工布。在上层透水土工布上沿基质固定格25长度方向、空格位置开挖5-10mm开孔，栽植沉水植物21，沉水植物可以是金鱼藻、苦草、眼子菜、狐尾藻等，也可以采用荷花、藕苗、芦苇、睡莲、茭白、水葱、香蒲、美人蕉、黄菖蒲、千屈菜、再立花、梭鱼草、鸢尾等，根据不同的水质情况，选择最适合的沉水植物，具体的不做限定，如何根据水质选择沉水植物在本领域中是公知的技术常识，掌握沉水植物21的习性即可，栽植沉水植物21后，随后在栽植平台17内放入基质固定格25，在栽植槽固定卡槽22内扣入栽植槽固定卡扣23；横向支撑杆19与对称布置的2根液压伸缩杆11相连，横向支撑杆19垂直上方设置过滤格栅20，过滤格栅20孔距为2-10mm。

信号发射器26与漂浮垃圾感应探头28分别位于探测数据处理器27之上，漂浮垃圾感应探头28方向与水流方向垂直，高于水平面5-10cm，便于监测水体之前的漂浮物，为截污过滤组件动作预留时间；探测器电池板29与探测器转换器30相连，探测器转换器30与探测器蓄电池31相连，探测器蓄电池31的上端与探测数据处理器27固定连接，下端与探测器固定杆32相连，探测器固定杆32末端为圆锥形状，圆锥长度为40-60cm，便于插入到地下进行固定，固定探测组件整体结构时，需保证圆锥结构全部进入河底泥沙层中，探测组件在截污过滤组件的上游2-4m设置，提前进行漂浮物的监测和清理，本结构中信号发射器26、探测数据处理器27、漂浮垃圾感应探头28、探测器电池板29、探测器转换器30、探测器蓄电池31均为防水结构。

本结构对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。

本实用新型的实施过程为：

本实用新型实施地点为我公司承接的一处黑臭水体修复工程，水体流速缓慢，漂浮垃圾遍布，水质浑浊，首先，在栽植平台17内先铺设一层透水土工布，随后平铺一层沉水植物培养基质，再铺设一层透水土工布，在上层透水土工布上沿基质固定格25长度方向、空格位置开挖5-10mm开孔，栽植沉水植物21，随后在栽植平台17内放入基质固定格25，在栽植槽固定卡槽22内扣入栽植槽固定卡扣23，设置螺旋桨16与水流方向呈60夹角，螺旋桨16产生的水流沿水平方向的流向与河流自然水流方向一致，过滤格栅20孔距为5mm，基础固定杆12末端圆锥长度为60cm，垂直于水平面将基础固定杆12夯入河底，圆锥长度完全进入河底泥沙层，确定稳定性。栽植平台平行于水平面，水面刚好淹没沉水植物及格栅其他结构，只保留信号接收器1与太阳能电池板3位于水面之上，探测器固定杆32末端圆锥长度为60cm，全部夯入河底泥沙层，确定稳定性，探测组件在格栅结构上游2m处设置，信号发射器26、探测数据处理器27、漂浮垃圾感应探头28和探测器电池板29位于水面之上，漂浮垃圾感应探头28方向与水流方向垂直，高于水平面5cm，开启控制组件与探测组件，当漂浮垃圾经过漂浮垃圾感应探头28时，信号发射器26发射信号，动力控制组件7控制液压电机10启动，液压伸缩杆11伸长，栽植平台17浮出水面，过滤格栅20拦截漂浮垃圾，7动力控制组件控制液压电机10收回液压伸缩杆11，栽植平台17再次沉入水下，将漂浮垃圾收纳于水面之下，经过本生态格栅的24小时不间断工作，水体漂浮垃圾得到有效收集，水下5mm以上粒径的垃圾也得到了有效的截污过滤，节约了大量的人力、物力与时间，沉水植物大量繁殖，长势良好，对污染水体的修复也起到了一定作用，经过不断曝气，水体质量得到有效提升。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

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