本發(fā)明涉及高效藻類塘技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于高效藻類塘的太陽能推流裝置。
背景技術(shù)：
近年來我國湖泊水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水和城市生活污水等點(diǎn)源污染得到了有效控制，但湖泊水質(zhì)并沒有得到明顯改善，其主要原因是農(nóng)業(yè)面源污染已成為水環(huán)境污染的最重要來源，而這一部分污染尚未得到有效處理。從源頭控制面源污染是解決湖泊富營養(yǎng)化的根本措施之一。農(nóng)業(yè)面源污染具有分散性、隱蔽性、隨機(jī)性、不確定性及空間異質(zhì)性，其產(chǎn)生的面源污水具有水量巨大、季節(jié)波動(dòng)性大、低碳高氮磷等特點(diǎn)，不適宜采用傳統(tǒng)生物法進(jìn)行處理。高效藻類塘是傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的一種改進(jìn)形式，它通過強(qiáng)化利用藻類的增值來產(chǎn)生有利于微生物生長(zhǎng)和繁殖的環(huán)境，形成更緊密的藻-菌-草共生系統(tǒng)，同時(shí)創(chuàng)造一定的物化條件，達(dá)到對(duì)有機(jī)碳、病原體、尤其是氮和磷等污染物的有效去除。高效藻類塘可利用藻類光合作用吸收大氣中的co2補(bǔ)充碳源，具有較強(qiáng)的脫氮除磷功能，此外還具有費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單、可因地制宜利用農(nóng)田溝渠或塘堰來構(gòu)建等特點(diǎn)，有重要的實(shí)用價(jià)值。
與傳統(tǒng)穩(wěn)定塘相比，高效藻類塘有以下4個(gè)方面的區(qū)別：(1)塘深較淺，一般為0.2～0.6m，而傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的深度根據(jù)其類型不同一般在0.5～2.0m；(2)連續(xù)攪拌，高效藻類塘利用一個(gè)連續(xù)攪拌裝置來促塘內(nèi)的污水與藻類完全混和并推動(dòng)水流作環(huán)狀流動(dòng)，使塘內(nèi)藻類可以充分上浮至水體表面接受陽光照射，完成光合作用，進(jìn)而加快塘內(nèi)生物反應(yīng)、調(diào)節(jié)了溶解氧濃度、均衡池內(nèi)水溫以及促進(jìn)氨氮從水中逸出等，這樣能更有效地去除污染物，此外，連續(xù)攪拌還可避免污泥在塘內(nèi)的淤積，延長(zhǎng)塘的使用受命，而傳統(tǒng)穩(wěn)定塘一般沒有攪拌裝置；(3)停留時(shí)間較短，高效藻類塘的停留時(shí)間隨季節(jié)變化一般4～10天，比傳統(tǒng)穩(wěn)定塘停留時(shí)間短7～10倍，可大大節(jié)省占地面積；(4)高效藻類塘一般分成幾個(gè)狹長(zhǎng)的廊道，便于水在塘內(nèi)作環(huán)狀流動(dòng)，而傳統(tǒng)穩(wěn)定塘不設(shè)擋板和狹長(zhǎng)的廊道。
基于上述區(qū)別，高效藻類塘相比傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的一個(gè)顯著特征是塘內(nèi)水體保持一定流速(0.15～0.3m/s)，使所有藻類可以充分上浮至水體表面接受陽光照射，完成光合作用，進(jìn)而加快生物反應(yīng)、均衡池內(nèi)水溫、調(diào)節(jié)塘內(nèi)溶解氧的濃度、ph值以及促進(jìn)氨氮從水中逸出，這樣能更有效地去除污染物。然而驅(qū)動(dòng)水流需要推進(jìn)裝置，并需供電。農(nóng)田一般遠(yuǎn)離居民點(diǎn)，要為設(shè)置在農(nóng)田中的高效藻類系統(tǒng)水流推進(jìn)裝置提供電能，正常情況下需要遠(yuǎn)距離鋪設(shè)輸電線路，其鋪設(shè)成本高并需要維護(hù)。
目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于高效藻類塘的太陽能推流裝置，該裝置使用太陽能電板與水流推進(jìn)裝置結(jié)合的方式，用太陽能電板吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為水流推進(jìn)裝置提供能源，可就地解決推進(jìn)裝置動(dòng)力問題，提高其適用性，在光照充足的地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用；將太陽能電板與水流推進(jìn)裝置結(jié)合，除了無需遠(yuǎn)距離鋪設(shè)電路之外，還具有方便安裝，節(jié)約能源，環(huán)保安全等特點(diǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種太陽能推流裝置，包括太陽能光伏電池組件、地埋箱、電機(jī)、傳動(dòng)桿以及攪拌槳；其中：
所述太陽能光伏電池組件與電機(jī)相連接；
所述電機(jī)通過傳動(dòng)桿與攪拌槳相連接；
所述太陽能光伏電池組件的一部分和電機(jī)分別設(shè)置于地埋箱內(nèi)；
所述太陽能光伏電池組件用于將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為電機(jī)持續(xù)供電；
所述電機(jī)用于向攪拌槳提供動(dòng)力；
所述傳動(dòng)桿用于將電機(jī)提供的動(dòng)力傳遞至攪拌槳；
所述攪拌槳通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，提供水力推進(jìn)力；
所述地埋箱用于向太陽能光伏電池組件的一部分和電機(jī)提供保護(hù)。
優(yōu)選地，所述太陽能光伏電池組件包括太陽能晶體硅電板、逆變器、蓄電池以及立桿；其中，所述立桿的內(nèi)端固定于地埋箱內(nèi)，立桿的外端伸出地埋箱外；所述太陽能晶體硅電板固定于立桿的外端，并與地面成一定夾角；所述太陽能晶體硅電板通過電線與逆變器相連接；所述逆變器與蓄電池相連接；所述蓄電池與電機(jī)相連接。
優(yōu)選地，所述太陽能晶體硅電板為若干塊，其中太陽能晶體硅電板的總面積根據(jù)電機(jī)在陰雨天情況下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2天的電量進(jìn)行確定。
優(yōu)選地，其中每一塊太陽能晶體硅電板的面積為1m2。
優(yōu)選地，所述太陽能晶體硅電板與地面之間的夾角為31～32°。
優(yōu)選地，所述地埋箱的尺寸為：長(zhǎng)×寬×高＝1.0m×0.6m×0.6m。
優(yōu)選地，所述地埋箱沿高效藻類塘的邊緣埋設(shè)，其中，地埋箱的側(cè)壁和底板均采用工程塑料材質(zhì)，地埋箱的頂部采用不銹鋼蓋板。
優(yōu)選地，所述地埋箱的頂部距離地面挑高10-15cm。
優(yōu)選地，所述地埋箱在靠近高效藻類塘的一側(cè)開孔并通過管道與高效藻類塘連通，所述傳動(dòng)桿從管道穿過。
優(yōu)選地，所述管道為pvc管道。
優(yōu)選地，所述攪拌槳包括一體成型的槳葉和槳轂，所述槳葉位于槳轂的側(cè)壁上，工作狀態(tài)下，所述槳葉浸沒至有效水位的2/3以下。
優(yōu)選地，所述槳葉的長(zhǎng)度通過高效藻類塘的規(guī)格、深度和有效水深決定。
優(yōu)選地，所述攪拌槳的轂徑比為0.2～0.25；槳葉寬度與槳葉直徑比為0.15～0.20；葉片末端彎曲角a＝30°。
優(yōu)選地，所述攪拌槳垂直固定于高效藻類塘循環(huán)廊道的正上方。
優(yōu)選地，所述攪拌槳由工程塑料澆筑一體成型。
優(yōu)選地，所述太陽能推流裝置還包括控制裝置，所述控制裝置與電機(jī)相連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
(1)為用于處理農(nóng)業(yè)面源污染的高效藻類塘的構(gòu)建提供水流推進(jìn)裝置；
(2)利用光能作為清潔能源，具有安裝方便，節(jié)約能源，環(huán)保安全等特點(diǎn)，無需長(zhǎng)距離地鋪設(shè)電路，節(jié)約資源，節(jié)省人力；
(3)整套裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，無需值守，維護(hù)簡(jiǎn)單；
(4)在光照不足時(shí)，蓄電池可保證水流推進(jìn)裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
圖1為本發(fā)明的裝置示意圖；
圖中：1為太陽能電池柱；2為逆變器；3為蓄電池；4為電機(jī)；5為地埋箱；6為傳動(dòng)桿；7為攪拌槳；8為地面；9為溝塘液面。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
如圖1所示，太陽能推流裝置(即太陽能水流推進(jìn)器)包括太陽能光伏電池組件、地埋箱、電機(jī)、控制裝置、傳動(dòng)桿、攪拌槳幾個(gè)主體部分。
其中：
太陽能光伏電池組件主要由太陽能晶體硅電板、逆變器和蓄電池三個(gè)部分組成。太陽能晶體硅電板若干塊(具體數(shù)量根據(jù)電機(jī)在陰雨天情況下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2天的電量進(jìn)行確定確定)，每塊面積1m2，與地面成一定夾角(如31°～32°)固定在立桿上，使太陽能晶體硅電板適合所在地區(qū)光照角度，最大程度接受太陽光照射。太陽能晶體硅電板以電線與逆變器連接，逆變器將太陽能晶體硅電板利用太陽能產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，在逆變器之后再連接蓄電池，儲(chǔ)存電量為電機(jī)在沒有太陽光時(shí)持續(xù)供電。
地埋箱尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝1.0m×0.6m×0.6m，側(cè)壁和底板為工程塑料，頂部為不銹鋼蓋板，可承重，沿高效藻類系統(tǒng)(高效藻類塘)邊緣埋設(shè)。頂部距離地面挑高10-15cm以免雨水灌入。靠近高效藻類系統(tǒng)(高效藻類塘)一側(cè)開孔通過pvc管道與塘(渠)壁連通。電機(jī)和傳動(dòng)桿的一端置于地埋箱中，電機(jī)與太陽能光伏電池組件的蓄電池連接，功率300～400w，帶動(dòng)傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)桿從地埋箱側(cè)面管道穿過，分別連接電機(jī)和攪拌槳，其長(zhǎng)度可根據(jù)渠道寬度調(diào)整，使攪拌槳垂直固定在渠道的正上方。
攪拌槳包括槳葉和槳轂，通過模具由工程塑料整體澆筑制成(一體成型)，使得整體重量大大減輕，具有優(yōu)化的轂徑比、螺距比和盤面比，使其具有最佳的水力推進(jìn)力。所述攪拌槳的轂徑比為0.2～0.25；槳葉寬度與槳葉直徑比為0.15～0.20；葉片末端彎曲角a＝30°。該參數(shù)下的攪拌槳具有如下優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣、效率高、能根據(jù)需要設(shè)計(jì)產(chǎn)生合適的剪切力、可使更多流體與大氣、陽光接觸等。槳轂側(cè)壁有四個(gè)槳葉，槳葉長(zhǎng)度由溝渠規(guī)格、深度和有效水深決定。保證運(yùn)行時(shí)槳葉浸沒至有效水位2/3以下。
所述控制裝置與電機(jī)相連接。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。