一种风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统

本发明属于人工湿地，具体涉及一种风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、目前，潜流人工湿地广泛应用于污水处理、水体生态修复等领域，但其中存在一些问题。例如，如何提高湿地系统的溶解氧含量和减少能源消耗是亟待解决的问题。

3、潜流人工湿地中的溶解氧含量会因有机物大量分解而降低，有时不能满足潜流人工湿地对废水处理的需求。如何及时补充潜流人工湿地的氧气含量，提高污水处理效率是值得关注的。同时现有的潜流人工湿地系统大多用外部动力的补氧方式，即利用电能通过机械设备将空气泵入湿地内部，这种方式虽然可以增加湿地内部的氧气含量，但同时也增加了成本和能源消耗。尤其在偏远地区，运输电力成本高并且难以操作，这就使得原有的补氧方式显得愈发不经济且难以维持。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、一种风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，包括风车、转换机械运动装置、风箱、曝气系统和潜流人工湿地；曝气系统设置于潜流人工湿地中，风箱通过出风口与曝气系统连接；

4、风车与风箱的挡风板之间通过转换机械运动装置连接，转换机械运动装置将风车的转动转化为往复推拉运动，进而带动风箱的挡风板往复运动，实现曝气。

5、在一些实施例中，所述风箱包括壳体、挡风板、推拉杆和若干隔板；所述壳体围成密闭空腔，挡风板可移动地安装于壳体的横截面上，挡风板与壳体内壁之间密封设置，将密闭空腔分隔为第一空腔和第二空腔，挡风板通过推拉杆与所述转换机械运动装置连接；

6、第一空腔的壳体上设置有第一进风口，第一进风口处安装上吊搭板，第二空腔的壳体上设置有第二进风口，第二进风口安装有下吊搭板；上吊搭板和下吊搭板用于将进风口打开或关闭；

7、挡风隔板在所述密闭空腔中围出排气通道，排气通道的上方与第一空腔连通，下方与第二空腔连通，且排气通道覆盖的壳体上开设有出风口。

8、系统运行时，风车利用自然风力驱动转换机械运动装置，转换机械运动装置中小齿轮将风车的转动转换为大齿轮的转动，利用大齿轮转动推动滑轮，实现滑轮的上下运动，从而推动推拉杆的上下运动，接着风箱曝气装置利用推拉杆上下运动使风箱装置充满空气并且实现气流的持续输出。当推拉杆推动挡风板向下运动时，下吊搭板关闭，风箱曝气装置的下方空腔中的空气受压强的作用向下流动，并通过挡风隔板进入排气通道，此时出风舌头向上打开，气体由出风口流出；同时风箱曝气装置的上方空腔也受压强作用，上吊搭板打开，空气从外部流入并逐渐充满上方空腔。

9、当推拉杆拉动挡风板向上运动时，上吊搭板关闭，风箱曝气装置的上方空腔中的空气受压强作用向上流动，并通过挡风板进入排气通道，此时出风舌头向下打开，气体由出风口流出；同时风箱曝气装置的下方空腔也受压强作用，下吊搭板打开，空气从外部流入并逐渐充满下方空腔。风箱曝气装置的原理就是利用挡风板循环往复的上下运动，源源不断地流出空气。最后经过排气系统实现为潜流人工湿地补充溶解氧，进一步提高污水处理效率。

10、优选的，所述上吊搭板采用合页安装于风箱内壁，；下吊搭板采用合页安装于风箱内壁。

11、优选的，所述出风口处设置有出风舌头。

12、所述出风舌头的整体为长方体片，尾端设有左右两个小凸起，固定在隔风挡板与风箱曝气装置内壁之间。

13、在一些实施例中，所述转换机械运动装置包括大齿轮、小齿轮、滑轮和滑轮槽，大齿轮和小齿轮啮合设置，小齿轮的齿轮轴与风车的旋转轴连接；

14、所述滑轮可滑动地安装在滑轮槽中，滑轮通过连杆与大齿轮偏心连接；所述滑轮通过推拉杆与所述挡风板连接。

15、风车的转动带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮带动滑轮沿滑轮槽往复运动，进而通过推拉杆带动挡风板往复运动。

16、优选的，还包括支撑柱，风车和转换机械运动装置均安装于支撑柱的顶部，风箱和推拉杆均安装于支撑柱的中空的内部。

17、在一些实施例中，所述曝气系统的微孔曝气头的材质为硅胶。

18、上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：

19、本发明的系统运行时，风车利用自然风力驱动转换机械运动装置，实现推拉杆的上下运动，风箱曝气装置利用推拉杆上下运动使风箱装置充满空气并且实现气流的持续输出，气流通过排气系统为潜流人工湿地补充溶解氧并进一步提高污水处理效率。本发明具有节能环保、运行稳定、可持续发展性强等优点。

技术特征：

1.一种风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：包括风车、转换机械运动装置、风箱、曝气系统和潜流人工湿地；曝气系统设置于潜流人工湿地中，风箱通过出风口与曝气系统连接；

2.根据权利要求1所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述风箱包括壳体、挡风板、推拉杆和若干隔板；所述壳体围成密闭空腔，挡风板可移动地安装于壳体的横截面上，挡风板与壳体内壁之间密封设置，将密闭空腔分隔为第一空腔和第二空腔，挡风板通过推拉杆与所述转换机械运动装置连接；

3.根据权利要求2所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述上吊搭板采用合页安装于风箱内壁；下吊搭板采用合页安装于风箱内壁。

4.根据权利要求2所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述出风口处设置有出风舌头。

5.根据权利要求1所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述转换机械运动装置包括大齿轮、小齿轮、滑轮和滑轮槽，大齿轮和小齿轮啮合设置，小齿轮的齿轮轴与风车的旋转轴连接；

6.根据权利要求5所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述滑轮的侧壁上设置有凹槽，滑轮槽的内壁上设置有凸缘，滑轮槽的凸缘嵌于滑轮的凹槽内。

7.根据权利要求1所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：还包括支撑柱，风车和转换机械运动装置均安装于支撑柱的顶部，风箱和推拉杆均安装于支撑柱的中空的内部。

8.根据权利要求7所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述推拉杆的长度为600-650cm，直径为1-2cm。

9.根据权利要求1所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述曝气系统的微孔曝气头的材质为硅胶。

10.根据权利要求9所述的风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，其特征在于：所述曝气系统的微孔曝气头均布于潜流人工湿地内。

技术总结本发明公开了一种风驱动微曝气增氧型潜流人工湿地系统，包括风车、转换机械运动装置、风箱、曝气系统和潜流人工湿地；曝气系统设置于潜流人工湿地中，风箱通过出风口与曝气系统连接；风车与风箱的挡风板之间通过转换机械运动装置连接，转换机械运动装置将风车的转动转化为往复推拉运动，进而带动风箱的挡风板往复运动，实现曝气。利用风力驱动装置驱动转换机械运动装置和风箱曝气装置的运行，可以在减少能耗和降低成本的情况下，补充潜流湿地的溶解氧和提高污水处理效率。技术研发人员：刘华清,张嘉琦,张建,齐枧乔,李玥,李骁斐,李双双,王艳龙,张龙龙受保护的技术使用者：山东科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29