一种自动曝气的生态沟渠

1.本实用新型属于生态沟渠领域，尤其是涉及一种自动曝气的生态沟渠。


背景技术：

2.生态沟渠是一种具有水质净化功能的水渠或水沟，主要由工程部分和生物部分组成，工程部分主要包括渠体、拦截坝、节制闸等，生物部分包括护坡植物、水生植物和水生动物等。由于生态沟渠在发挥其输水功能的同时，还能够在一定程度上降低水中的氮、磷，促进有机物的分解和悬浮物的沉淀，使受污染的水得到初步净化，所以生态沟渠在水产养殖尾水治理和水体景观工程等方面都有广泛的应用。
3.现有的生态沟渠没有专门的曝气设施，当水中的化学需氧量(cod)较高或水流缓慢时，容易因为曝气不充分而出现缺氧、沟底淤积甚至产生黑臭现象。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种自动曝气的生态沟渠。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种自动曝气的生态沟渠，包括渠体和间隔设置在渠体内的若干个坝体，每个所述坝体的下游设置有花洒曝气装置，所述渠体的末端设置有分水坝，所述花洒曝气装置包括相互连通的导流管和花洒曝气管，所述导流管的进水端穿过与其相邻的坝体的底部延伸至该坝体的上游，所述花洒曝气管的顶部高度低于与其相邻的坝体的上表面的高度，其出水端的侧壁设置有若干个出水孔；所述分水坝的上部为排水区，分水坝的上游设置有淤泥排放机构。
7.进一步的，每个坝体的下游设置有两组或两组以上花洒曝气管装置。
8.进一步的，所述花洒曝气管的顶部高度比相邻的坝体高度低5-10cm，所述花洒曝气管的出水端由下至上设置有若干排孔径逐渐增大的出水孔，所述出水孔的孔径为10-30mm，上下两排出水孔之间的间距为10mm。
9.进一步的，所述坝体的高度为渠体的高度的1/3-2/3，相邻两个坝体的间距为30-100m，相邻两个坝体中位于下游的坝体将水位提升至上游坝体的根部。
10.进一步的，所述坝体下游的跌水区采用混凝土硬化，硬化的范围不少于1.5m，在跌水区内及花洒曝气管的周围放置有乱石。
11.进一步的，所述分水坝的上部安装取水管，所述淤泥排放机构包括排淤口、集淤池和管道，所述排淤口位于分水坝上游的渠体的底部，所述排淤口底部安装管道通向集淤池，所述集淤池修建在渠体外侧，其底部比排淤口的底部低0.5m以上，其上沿应高于地面0.3m以上，所述管道的末端深入至集淤池的底部，且末端可拆卸地安装有竖直设置的插管，所述插管端应该高于渠体的最高水位线0.3m以上。
12.进一步的，所述排淤口处以及坝体的上游的渠体内均设置栅栏。
13.进一步的，所述花洒曝气管上套接有用于固定花洒曝气管的第一套环，所述第一套环的一端设置在相邻坝体侧壁上。
14.进一步的，所述插管上套接有用于固定插管的第二套环，所述第二套环的一端设置在集淤池壁上。
15.进一步的，所述渠体的坡岸种植有护坡植物，所述渠体内种植有沉水植物或挺水植物或在渠内的水面设置种植有水生植物的浮床。
16.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
17.(1)本实用新型所述的自动曝气的生态沟渠内设置有花洒曝气装置，只要渠内有水流动，就能够实现自动曝气，不需要消耗外部动力；
18.(2)溶解氧是自然水体中的一个重要水质指标，水中的溶解氧含量高，可以提高水中有益微生物的活性，加快有机物的分解，促进水生生物的生长，提高水体的自净能力。在生态沟渠中，溶解氧的垂直分布通常是不均匀的，一般是表层水中的溶解氧含量高，底层水中的溶解氧含量低，甚至出现无氧状态，使底层水和淤泥中的有机物发酵，产生甲烷和硫化氢等有害气体，本实用新型所述花洒曝气装置中的导流管安装在坝体的底部，可以使生态沟渠中的底层水从花洒曝气管中流出，并在流动过程中实现曝气，增加了水中的溶解氧，并促进底层水中的有害气体逸散，从而提高了生态沟渠的自净能力。
19.(3)本实用新型所述的自动曝气的生态沟渠，能够实现自动清理淤泥，避免沟渠淤泥淤积；
20.现有的生态沟渠，水中的固体颗粒物容易在底部淤积，本实用新型所述的自动曝气的生态沟渠，水中的固体颗粒物沿坝体底部的导流管一级一级地流向下游，沉积在分水坝前，最后通过淤泥排放设施排出生态沟渠，避免了沟渠淤泥淤积。
21.(4)本实用新型所述的自动曝气的生态沟渠保证渠体建设和运行的成本低，能够长期稳定运行；
22.(5)本实用新型所述的自动曝气的生态沟渠可应用于池塘养殖尾水治理、水体景观工程、黑臭水体治理等领域，可大范围推广。
附图说明
23.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：
24.图1为本实用新型实施例所述的自动曝气的生态沟渠的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例所述的分水坝的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例所述的集淤池的结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例所述的自动曝气的生态沟渠的断面结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1、渠体；2、坝体；3、分水坝；4、导流管；5、花洒曝气管；6、出水孔；7、取水管；8、排淤口；9、栅栏；10、第一套环；11、管道；12、集淤池；13、插管；14、第二套环；15、护坡植物。
具体实施方式
30.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。
31.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。
32.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。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
34.本实用新型提供了一种自动曝气的生态沟渠，如图1-4所示，该生态沟渠包括渠体1和沿水流方向间隔设置在渠体1内的若干个坝体2，每个坝体2的下游设置有花洒曝气装置，每个坝体2的下游设置有两组或两组以上花洒曝气管5装置。具体数目应该根据生态沟渠的水流量确定，若流量大，应该多设，通常设3-5组。
35.花洒曝气装置包括相互连通的导流管4和花洒曝气管5，导流管4的进水端穿过与其相邻的坝体2的底部延伸至该坝体2的上游，即导流管4沿沟渠的底部安装在坝体的下面，需要说明的是，导流管4和花洒曝气管5一般采用φ160mm或φ200mm的pvc管，花洒曝气管5的底部可拆卸地与导流管4插接，在实际安装过程中，导流管4与花洒曝气管5用直角弯头连接，花洒曝气管垂直向上。导流管4与直角弯头连接处用粘合剂(胶水)粘牢固，周围用混凝土固定，花洒曝气管5直接插在直角弯头上，花洒曝气管5与直角弯头连接处不打胶，当需要把沟渠中的水排干，或者是遇到暴雨时，可以把花洒曝气管5拔出，方便排水或泄洪。此时，坝体2和花洒曝气装置起到了闸门的作用，相较于专门修建闸门成本低很多，进一步减少了生态沟渠的投资成本。
36.花洒曝气管5的顶部高度比与其相邻的坝体2的上表面的高度低5-10cm，低于坝体2的高度才可以保证花洒曝气管5出水，另外，为了将污水与空气充分接触，增加污水的溶解氧，在花洒曝气管5的出水端的侧壁设置有若干个出水孔6。
37.作为本实用新型的优选实施方式，在花洒曝气管5的出水端由下至上设置若干排出水孔6(通常为3-6排)，出水孔6的孔径由下至上逐渐增大，出水孔6的孔径控制为1-3cm，出水孔6之间的间距通常为10mm左右。花洒曝气管的顶部不封闭，水一般从出水孔流出，当水流量较大时，可以从出水孔6和花洒曝气管5的顶部同时流出。
38.这样设置的目的是防止进入花洒曝气管5内的杂质堵塞出水孔6，例如落叶或杂草等，进入花洒曝气管5后先堵住下部的孔径较小的出水孔6，水位会上涨由上部的孔径较大
的出水孔6排出，当大的出水孔6被杂质堵塞后，水位继续上涨由花洒曝气管5的开口端排出，同时杂质也被水流从花洒曝气管5的开口端冲出，从而保证水顺利排出。
39.坝体2的高度为渠体1高度的1/3-2/3，通常情况下，坝体的高度为渠体1高度的2/3，当地夏季雨量较大时，本实用新型所述的生态沟渠兼具泄洪功能时，则应该根据洪水的流量适当降低坝体的高度，坝体2的高度可选设置为渠体1高度的1/3，或者是在坝体上设闸门，当洪水过大时，可以把花洒曝气管5拔掉，并开启闸门，以增大过水面积，以免影响行洪。
40.当本实用新型所述的生态沟渠应用于池塘养殖尾水治理、水体景观工程、黑臭水体治理等领域时，坝体2的高度可选设置为渠体1高度的2/3。另外，当本实用新型所述的生态沟渠不承担泄洪功能时，可在相邻两坝体2之间设置浮床种植水生植物等辅助设备。
41.渠体内设置的坝体数目应该根据生态沟渠的长度和渠道的水位落差确定，当落差达到0.5-1m时应该设置一座坝体，相邻两个坝体2之间的间距一般为30-100m，相邻两个坝体2中位于下游的坝体2能够将水位提升至上游坝体的底部。当坡度较小时，相应地，需要增加两个相邻坝体2之间的距离，当坡度较大时，相应地，需要减小相邻坝体2之间的距离。
42.坝体2顶部的两端一般要比中部高一些，这样设计的目的是，当遇特殊情况水流量过大时，水从坝顶中部翻过，可以减少水流对坡岸的冲刷。
43.作为本实用新型的优选实施方式，为了防止导流管4的进水端被杂质堵塞，在坝体2的上游渠道内距离坝体0.5m左右处应该设置栅栏9，定期清理栅栏9即可。花洒曝气管5上套接有用于固定花洒曝气管5的第一套环10，第一套环10的一端设置在相邻坝体2侧壁上，防止水流将花洒曝气管5冲走。第一套环10的直径较花洒曝气管5的直径大1-2cm即可。
44.现有技术中渠体1外侧的边坡一般采用混凝土浇筑，本实用新型渠体1的坡岸、渠底原则上不硬化，坡岸种植护坡植物15，一方面可以固坡，另一方面，草坪可以吸收土壤中的氮磷等营养盐，渠中可以人工种植和自然演替生长沉水植物、挺水植物等，达到净水的作用。
45.作为本实用新型的优选实施方式，坝体1下游的跌水区用混凝土硬化，硬化的范围不少于1.5m，在跌水区内花洒曝气管5的周围堆放乱石，从花洒曝气管5流出的水跌落乱石上，激起水花，可以增强曝气的效果；并且，当水流经过跌水区时，这些乱石的表面上还会自然生长生物膜，这些生物膜具有去除水中的氮、磷和促进有机物分解的作用。跌水区的光照充分，其表面的生物膜主要由细菌和藻类构成，对水中的氮、磷和有机物都有较强的净化作用。
46.在渠体1的末端设置有分水坝3，分水坝上部为排水区，分水坝的上游设置有淤泥排放机构。
47.具体地，排水区的排水方式有两种，一种方式是清水直接从分水坝上部翻过，流入下一级水处理单元；另一种方式是在分水坝上部安装取水管7，清水通过取水管流入下一级水处理单元。
48.淤泥排放机构包括排淤口8、集淤池12和管道11，排淤口8位于分水坝上游的渠体的底部，距离分水坝0.5-1.0m左右。排淤口8为直径0.5-1.0m的圆形或边长0.5-1.0m的正方形，深度为0.5m左右，用混凝土硬化。排淤口8上面也可设栅栏防止杂物进入，排淤口8周边硬化范围不小于0.5米。排淤口8的底部安装管道通过管道11将淤泥通向集淤池12。管道一般采用φ160mm的pvc管。
49.集淤池12修建在分水坝附近的生态沟渠外面，一般为10m2左右的砖砌体，其底部应该比排淤口的底部低0.5m以上，用混凝土硬化，其上沿应高于地面0.3m以上，避免地表水流入。
50.集淤池12通过管道与排淤口8连通，管道11的末端安装直角弯头，管道11与直角弯头的连接处用粘合剂(胶水)粘牢固。直角弯头的另一端朝上，上面安装插管，插管13为φ160mm的pvc管，其上端应该高于渠体的最高水位线0.3m以上，插管13与直角弯头连接处不打胶。插管12上套接有用于固定插管的第二套环14，第二套环14的一端固定在集淤池12池壁上，第二套环14的内直径应该比插管13的外直径大1-2cm。插管13的作用相当于阀门，当需要排出生态沟渠内的淤泥时，可以拔掉插管13，淤泥就可以流入集淤池，当排淤口及附近的淤泥排完，开始流清水时，插上插管13，排污结束。排污周期应该根据生态沟渠分水坝前的淤积情况确定，一般每1个月一次，每次的排污时间一般为1-5min。集淤池12中的淤泥可以定期清理，作为肥料浇灌农作物、花草、树木等。
51.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。