本發(fā)明涉及一種可控緩釋型水質(zhì)凈化藥物投放器，屬于水環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國工業(yè)化的飛速發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化程度的大幅度提高，大量污染物和有害物質(zhì)直接排入河流、湖泊等水體，由此導致的水環(huán)境污染問題越發(fā)受到人們的重視。其中，非點源污染由于涉及范圍廣、控制難度大、污染種類多，已成為影響水環(huán)境質(zhì)量的最重要污染源，如化肥農(nóng)藥隨雨水徑流的排放、禽畜糞便和生活污水的不合理處置、工業(yè)廢棄物的泄露等。這些污染對水體的影響是多方面的，如化肥農(nóng)藥進入水體會逐漸促進藻類和浮游生物的生長，具有長期性和潛伏性；而有毒工業(yè)廢棄物等物質(zhì)會在短時間內(nèi)對下游造成危害，具有突發(fā)性和嚴重性。隨著現(xiàn)代化建設進程的不斷推進，水環(huán)境污染治理成為現(xiàn)代社會面臨和亟待解決的重要問題之一。

目前水體凈化方法有很多種，人們采用較多的是建設人工濕地、構(gòu)建生態(tài)浮島等方法，這些方法通過植物和微生物對水體中的污染物進行凈化處理，具有凈化水體和提高城市景觀的雙重功能；然而這些技術(shù)工程建設和凈化周期較長，無法適用于污染水體的應急處理；對于部分區(qū)域的突發(fā)性水污染事件，人們往往還是通過直接投加化學試劑進行處理。但是，污染物釋放是一個持續(xù)的過程，而水體凈化藥物往往在幾個小時內(nèi)就釋放結(jié)束，并在水流作用下迅速流向下游，因此藥物不能持續(xù)地對水體進行凈化、藥物的處理時間和處理范圍十分有限、水體的凈化效率較低。同時，未被充分利用的化學試劑逐漸累積，可能會對地表水、甚至地下水造成污染。近年來，人們開展了一系列研究，旨在減緩凈化藥物的釋放速度、提高水體凈化效率，采用的方法大多是將水體凈化藥物與化學緩釋劑混合。然而，部分化學緩釋劑的成本較高、合成條件較為嚴苛、易造成環(huán)境的二次污染，如納米材料包裹劑的應用。同時，合成藥物放置入水體后，受到泥沙等因素影響較大，藥物的釋放時間也無法得到準確的定量控制。最近，部分學者開始聚焦于藥物釋放裝置的制作與改進，如安裝定時啟閉裝置、采用內(nèi)外壓力補償裝置，這些方法效果較好，但是成本較高、安裝復雜或在自然水體中易遭受損壞。因此，目前亟需一種能控制藥物釋放速率的藥物緩釋投放器，它應具備制作簡單、凈化效率高、適應性強且易于操作管理的特點，這類裝置在應急處理水體污染的同時能大幅度提高藥物的凈化效率，這無疑對水環(huán)境保護及污染控制有著重要意義。

技術(shù)實現(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，提供一種可控緩釋型水質(zhì)凈化藥物投放器，使得內(nèi)部填裝的水質(zhì)凈化藥芯在水體中緩慢溶解釋放，從而達到對水體進行長效穩(wěn)定凈化的作用。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種可控緩釋型水質(zhì)凈化藥物投放器，包括筒體、若干個藥芯和用于給筒體提供動能的驅(qū)動機構(gòu)；所述筒體為透水結(jié)構(gòu)，所述筒體固定連接渠床，所述筒體中設置若干個所述藥芯，所述驅(qū)動機構(gòu)固定連接所述筒體。

優(yōu)先地，所述筒體包括外筒和內(nèi)筒；所述內(nèi)筒、所述外筒外形均為圓柱體，所述外筒套設在所述內(nèi)筒上，所述內(nèi)筒、所述外筒上均開設若干個相互配合的柵格。

優(yōu)先地，包括內(nèi)筒端蓋、兩個外筒端蓋、兩個法蘭盤和若干個緊固螺栓；所述外筒與所述內(nèi)筒同軸設置，所述外筒的上底面、下底面分別開設有第一敞口、第二敞口，所述內(nèi)筒的上底面開設有第三敞口，所述內(nèi)筒端蓋螺紋連接所述第三敞口；所述外筒的兩端均分別套設并固定連接一所述法蘭盤，兩個外筒端蓋分別通過若干個所述緊固螺栓固定連接一所述法蘭盤。

優(yōu)先地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括調(diào)速電機、聯(lián)軸器、兩個軸承和兩個轉(zhuǎn)軸；兩個所述轉(zhuǎn)軸包括左轉(zhuǎn)軸和右轉(zhuǎn)軸，兩個軸承包括左軸承和右軸承，所述左軸承、所述右軸承分別固定設置在兩個所述外筒端蓋的軸心處，所述左軸承轉(zhuǎn)動連接所述左轉(zhuǎn)軸的左端，所述左轉(zhuǎn)軸的右端固定連接所述內(nèi)筒端蓋，所述右軸承轉(zhuǎn)動連接所述右轉(zhuǎn)軸的右端，所述右轉(zhuǎn)軸的左端固定連接所述內(nèi)筒的下底面；所述調(diào)速電機的輸出軸通過所述聯(lián)軸器固定連接一所述轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)先地，包括支撐架，所述支撐架為U型，所述支撐架的兩端橫向向外延伸，所述支撐架的底端開設有一配合所述調(diào)速電機輸出軸的圓孔，所述支撐架的兩端固定連接一所述外筒端蓋，所述調(diào)速電機輸出軸穿過所述圓孔。

優(yōu)先地，包括若干個撐腳，若干個所述撐腳的上端均分別固定連接所述外筒的側(cè)壁，若干個所述撐腳的下端均固定連接渠床。

優(yōu)先地，包括若干個提環(huán)，若干個所述提環(huán)對稱地固定連接兩個所述法蘭盤。

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、殺菌滅藻劑其中的一種，藥劑形態(tài)為粉末狀。

本發(fā)明所達到的有益效果：

（1）本發(fā)明具有藥劑釋放速度穩(wěn)定可控、作用效果佳且持續(xù)時間長、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，適用于各種水體條件; 本發(fā)明采用帶有透水柵格的內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)外筒的相對旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)內(nèi)筒與外部水體的間歇性連通，從而使得筒內(nèi)裝填的藥芯緩慢的溶解并向外穩(wěn)定的釋放，以達到對周圍水體中的污染物的長效穩(wěn)定凈化作用，該方法中藥芯的溶解釋放速度穩(wěn)定，實施效果顯著；

（2）通過調(diào)節(jié)內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)速度，可以方便的調(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，本裝置控制方法簡單，控制精度高，可以適應不同污染程度的水體凈化要求；

（3）本發(fā)明中內(nèi)筒中所裝填的藥芯隨著內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)在不斷的相互摩擦和翻轉(zhuǎn)，這有利于藥芯中有效成分的溶解與釋放，從而保證本裝置在使用期間保持穩(wěn)定的釋放速度；

（4）本發(fā)明所采用的雙筒間歇開啟結(jié)構(gòu)可有效的防止外部水流對筒內(nèi)藥芯的直接沖擊，可在不同流速水體條件下正常使用，應用范圍廣；

（5）針對不同水體污染物種類及濃度情況，本裝置內(nèi)可裝填不同種類或劑量的藥芯，并通過調(diào)節(jié)內(nèi)筒轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)藥芯釋放速度，已達到最佳的水質(zhì)凈化效果，具有較好的通用性和普適性；

（6）本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、成本低、起效快，同時搬運及布設方便，有利于各類污染水體的快速應急治理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖面圖；

圖2是本發(fā)明中A-A向的截面圖；

圖3是本發(fā)明中內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明中外筒的結(jié)構(gòu)圖。

附圖中標記含義，1-水面；2-提環(huán)；3-外筒；4-內(nèi)筒；5-藥芯；6-支撐架；7-聯(lián)軸器；8-調(diào)速電機；9-渠床；10-撐腳；11-軸承；12-轉(zhuǎn)軸；13-內(nèi)筒端蓋；14-外筒端蓋；15-緊固螺栓；16-水流方向；17-柵格；18-螺紋；19-螺紋孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實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)明的保護范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種可控緩釋型水質(zhì)凈化藥物投放器，包括筒體、若干個藥芯5和用于給筒體提供動能的驅(qū)動機構(gòu)；筒體為透水結(jié)構(gòu)，所述筒體固定連接渠床，筒體中設置若干個藥芯5，驅(qū)動機構(gòu)固定連接筒體。

進一步地，本發(fā)明中筒體包括外筒3和內(nèi)筒4；所述內(nèi)筒4為一端開口的中空圓筒，采用2mm厚不銹鋼板制成，長度為2m，外徑0.6m；所述外筒3為兩端開口的中空圓筒，采用2mm厚不銹鋼板制成，長度為2.1m；外筒3套設在內(nèi)筒4上，所述內(nèi)筒4與外筒3間的轉(zhuǎn)動間隙為1-2 mm，以保證內(nèi)外筒間的密閉性；如圖3-圖4所示，內(nèi)筒4、外筒3上均開設若干個相互配合的柵格17，內(nèi)筒4和外筒3上開設的透水柵格17尺寸均為長×寬=1.8m×2cm。

進一步地，本發(fā)明中包括內(nèi)筒端蓋13、兩個外筒端蓋14、兩個法蘭盤和若干個緊固螺栓15；外筒3與內(nèi)筒4同軸設置，外筒3的上底面、下底面分別開設有第一敞口、第二敞口，內(nèi)筒4的上底面開設有第三敞口，內(nèi)筒端蓋13螺紋連接第三敞口；外筒3的兩端均分別套設并固定連接一法蘭盤，兩個外筒端蓋14分別通過若干個緊固螺栓15固定連接一法蘭盤。

進一步地，本發(fā)明中驅(qū)動機構(gòu)包括調(diào)速電機8、聯(lián)軸器7、兩個軸承11和兩個轉(zhuǎn)軸12；兩個轉(zhuǎn)軸12包括左轉(zhuǎn)軸和右轉(zhuǎn)軸，兩個軸承11包括左軸承和右軸承，兩個外筒端蓋14軸心均開設有通孔，左軸承、右軸承分別固定設置在兩個外筒端蓋14的通孔處，左軸承轉(zhuǎn)動連接左轉(zhuǎn)軸的左端，左轉(zhuǎn)軸的右端固定連接內(nèi)筒端蓋13，右軸承轉(zhuǎn)動連接右轉(zhuǎn)軸的右端，右轉(zhuǎn)軸的左端固定連接內(nèi)筒4的下底面；調(diào)速電機8的輸出軸通過聯(lián)軸器7固定連接右轉(zhuǎn)軸。

進一步地，本發(fā)明中包括支撐架6，支撐架6為U型，支撐架6的兩端橫向向外延伸，支撐架6的底端開設有一配合調(diào)速電機8輸出軸的圓孔，支撐架6的兩端固定連接外筒3右側(cè)的外筒端蓋14，調(diào)速電機8輸出軸穿過圓孔。

進一步地，如圖2所示，本發(fā)明中包括兩個撐腳10，兩個撐腳10的上端均分別固定連接外筒3的側(cè)壁，兩個撐腳10的下端均分別固定連接渠床9。

進一步地，本發(fā)明中包括兩個提環(huán)2，兩個提環(huán)2對稱地固定連接兩個法蘭盤，方便裝置的搬運。

進一步地，所述藥芯5為實心球體，直徑為5~7cm，其成分包括水處理藥劑、秸稈末、粉煤灰和硬脂酸，按重量比5:3:6:1的均勻混合后采用220℃熱模壓成形。藥芯5在內(nèi)筒4中的填放體積為內(nèi)筒4容積的2/3~3/4，以使得內(nèi)筒4旋轉(zhuǎn)過程中藥芯5可翻動。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。

本發(fā)明的工作過程及原理：

根據(jù)目標水域中污染物濃度及持續(xù)時間計算出所需投加有效藥物總量及緩釋時間，再根據(jù)需投加藥芯5總量決定本裝置的布設數(shù)量。首先將藥芯5裝填入內(nèi)筒4內(nèi)，擰緊內(nèi)筒端蓋13封閉內(nèi)筒4，然后安裝好外筒端蓋14。將本裝置放置于待處理水域底部，并根據(jù)藥物釋放時間設定調(diào)速電機8的轉(zhuǎn)速，布設時應盡量將使得轉(zhuǎn)軸12與水流方向16垂直，以獲得較好的釋放效果。開啟調(diào)速電機8帶動內(nèi)筒4繞轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動過程中，內(nèi)筒4和外筒3壁面的所開設的透水柵格17會間歇性重合，從而使的內(nèi)筒4與外部水體間歇性連通。在運行過程中，藥芯5在內(nèi)筒4內(nèi)發(fā)生持續(xù)、緩慢的溶解，在內(nèi)筒4內(nèi)形成高濃度的藥劑溶液，藥芯5的溶解速度會隨著筒內(nèi)藥物濃度的升高而減慢，同時，筒內(nèi)的高濃度藥劑溶液也隨著內(nèi)筒4的轉(zhuǎn)動緩慢的向外界水體釋放。本裝置在工作過程中單位時間內(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)生化學反應，對受污染水體進行持續(xù)穩(wěn)定的凈化。當?shù)竭_預定緩釋時間或需要中途添加藥芯5時，關(guān)閉調(diào)速電機8，通過提環(huán)2即可從水中取出本裝置。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(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和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。