1.本发明涉及水体修复附属装置的技术领域，更具体涉及一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备


背景技术：

2.湖泊中水一般是经雨水以及山体中的水流入，而雨水和山体水中常带有灰尘和泥土，经沉淀后在湖泊中形成淤泥，随着时间的推移，湖泊的面积因淤泥增加而减小，蓄水能力减弱，当大雨来临时，淤泥淤积会导致泄流不畅，甚至将会使洪水直接冲击河堤，严重的威胁当地居民的生命与财产安全，一些淤泥中还存在着污染物质，从而引起湖泊水体污染，导致湖泊自净能力下降，水体内的生物存活率降低。目前对于中小型水域，主要的清淤方式是把其中的水抽干，直接在无水的情况下，用挖掘机或清淤机进行清淤工作，工程量既大又繁琐，而且还会使清淤目标在较长一段时间内不能进行工作生产，造成了一定的经济损失，生产效率低，劳动强度大，方法原始，而且在很多情况下，由于河床地深、地形的原因，而无法使用大型工程机械，进行机械化作业。
3.还有使用机械臂入水挖除淤泥的方式处理淤泥，但是淤泥会从抓斗中的空隙漏出而再次沉入水底，导致抓取率低、清淤效果差，清理效率低，也有使用抽吸装置进行抽吸淤泥的方式处理淤泥，但是湖泊内难免存在一些带有棱角的石块等坚硬物质，遇到坚硬物块时就会无法抽取，造成清淤不彻底等问题，或者抽吸装置在抽吸淤泥的同时会将一些坚硬物体一同抽吸，极易造成抽吸管堵塞、破损以及抽吸装置的损坏。上述清淤设备普遍存在能耗高、使用寿命短、工效低、功能单一，对土质的适应性较差。
4.有鉴于此，有必要对现有技术中的淤泥处理设备的结构予以改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于公开一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备，通过向湖泊底质中投加复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，每年可消除黑臭底泥10厘米以上，并可有效抑制沉积物的内源释放，为湖泊生态修复工程中沉水植被的恢复提供良好着生基质，提高了去淤泥效率，避免了河道石块的流失与对去淤效果的影响。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备，所述淤泥处理设备包括：架体，设置于所述架体外侧的导向装置，设置于所述架体内部的投料装置与搅拌装置以及设置于所述架体顶端中央的储料筒；
7.所述架体通过两侧设置立板与顶部设置的顶板形成有供水体流动的通道以及朝向湖底设置的迎淤口，所述立板相对的一侧均间隔排布有若干凸起状的迎淤过滤部；
8.所述导向装置设有多个且呈间隔排布设置于所述立板的外侧，所述导向装置的外周设有多个旋转支架，所述旋转支架通过电机驱动从而带动所述淤泥处理设备进行导向移动；
9.所述顶板的底端朝向所述迎淤口设有投料装置与搅拌装置，所述搅拌装置包括能够朝向湖底的方向进行伸缩的旋转轴，以及设置于所述旋转轴底端外周的旋转刀片，所述旋转刀片能够对湖底的淤泥进行由表层向深层递进的刮除清理工作，所述投料装置设置于所述旋转轴的外周且能够向所述旋转刀片上端面的淤泥投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂。
10.作为本发明的进一步改进，所述旋转支架的自由端设有支撑吸盘，所述支撑吸盘能够吸附在淤泥表面并为所述淤泥处理设备的移动提供抓地支撑力。
11.作为本发明的进一步改进，所述迎淤过滤部内部设有储料腔，外部设有若干能够贯穿所述储料腔的滤孔，所述储料腔内存放有复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂。
12.作为本发明的进一步改进，所述储料筒的顶端还设有浮力控制装置，所述浮力控制装置通过改变浮力大小对所述淤泥处理设备进行下沉与抬升控制。
13.作为本发明的进一步改进，所述旋转刀片的俯视投影为圆盘状，且旋转刀片沿径向开设刀口并在刀口的首端与尾端形成上下交错结构。
14.作为本发明的进一步改进，所述投料装置通过气压泵对所述储料筒内的复合微生物菌剂以及复合营养盐固定剂进行抽取，并通过底端设置的若干喷射头向所述旋转刀片刮除的淤泥进行喷料。
15.作为本发明的进一步改进，所立板的外侧还设有平衡调节器，保证所述淤泥处理设备在水中保持平衡状态。
16.作为本发明的进一步改进，所述旋转轴的底端还设有探测器。
17.本发明还提供了一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备的修复方法，包括以下步骤：
18.s1步骤，将所述淤泥处理设备沉入水体中，通过浮力控制装置控制沉潜高度，所述探测器将探测距离传输到终端，在某一设定测定距离内，终端控制所述淤泥处理设备停止沉潜；
19.s2步骤，通过平衡调节器调节所述淤泥处理设备处于平衡状态，旋转支架旋转使得所述吸盘能够正向着地，并吸附在淤泥的表面，所述旋转轴伸缩并带动所述旋转刀片的首段进入淤泥，通过旋转轴旋转驱动所述旋转刀片对表层淤泥进行刮除清理；
20.s3步骤，在s2步骤刮除清理的同时，通过所述投料装置对旋转叶片上的淤泥进行喷射投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，抑制沉积物内源的释放。
21.作为本发明的进一步改进，还包括s4步骤，在投料装置进行投放的同时，旋转支架通过电机驱动从而带动所述淤泥处理设备进行导向移动。
22.作为本发明的进一步改进，所述测定距离在5-10cm。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.(1)一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备，架体通过立板与顶板组成三边包裹结构，形成供水体贯穿流动的通道以及朝向湖底开设的迎淤口，立板相对的一侧设置的迎淤过滤部可以对流动水体中的淤泥分子进行部分过滤处理，架体内部的投料装置与搅拌装置通过对湖底的淤泥进行刮除处理，同时对刮除的淤泥进行投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，该方式可以有效的解决湖底淤泥，同时不会对湖底的生态环境产生破坏，可以有效阻止淤泥的内源释放，为湖泊生态修复工程中沉水植被的恢复提供良好着生基
质，微生物大量生长繁殖消耗水中氮磷等营养物质，将碳水化合物、脂肪、有机酸等有机物转化成水；将磷转化为能量物质atp；另一方面，利用上述转化过程中产生的能量atp将氮转化为氮气。较终使淤泥中的污染物质转变为简单无害物质二氧化碳、水和氮气，水体得到净化，淤泥得到了消解。
25.(2)导向装置对架体起到导向的作用，实现淤泥处理设备对湖底的淤泥进行自动化清淤工作，导向装置的外周设置多个旋转支架，通过电机驱动旋转支架旋转，实现导向移动，旋转支架的自由端设有支撑吸盘，通过支撑吸盘吸附在淤泥表面提供了设备整体的支撑力，避免旋转支架陷入淤泥中，造成导向困难或无法转动导向。
26.(3)顶板的底端朝向迎淤口设有投料装置与搅拌装置，搅拌装置包括能够朝向湖底的方向进行伸缩的旋转轴，以及设置于所述旋转轴底端外周的旋转刀片，通过旋转轴的伸缩并作周向旋转，使得旋转刀片能够对湖底的淤泥进行由表层向深层递进的刮除清理工作，投料装置设置于旋转轴的外周且位于顶板的底端，实现向旋转刀片上端面的淤泥投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，投料装置通过气压泵对储料筒内的复合微生物菌剂以及复合营养盐固定剂进行抽取，并通过底端设置的若干喷射头向旋转刀片刮除的淤泥进行喷料，实现向淤泥中高压填充复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，利用微生物对淤泥的内源进行消解。
27.(4)通过淤泥处理设备顶部设置的浮力控制装置对淤泥处理设备的浮力进行控制，实现了下沉控制与抬升控制，旋转刀片沿径向开设有刀口，并在刀口处形成有首端与尾端，且首端与尾端上下交错，首端位于尾端的底部，更有利于旋转刀片进入淤泥中，并对淤泥的表层进行刮除处理。
附图说明
28.图1为本发明一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备的立体示意图；
29.图2为本发明一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备的右视透视图；
30.图3为本发明一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备的主视透视图。
31.图中：1、架体；2、导向装置；3、投料装置；4、搅拌装置；5、储料筒；6、浮力控制装置；7、迎淤过滤部；8、平衡调节器；10、通道；11、顶板；12、立板；21、旋转支架；22、支撑吸盘；31、喷射头；41、旋转轴；42、旋转刀片；420、刀口。
具体实施方式
32.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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技术和简化描述，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技术保护
范围的限制。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
36.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
37.请参图1至图3所示出的本发明一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备的一种具体实施方式。
38.参图1所示，在本实施例中，一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备，淤泥处理设备包括：架体1，设置于架体1外侧的导向装置2，设置于架体1内部的投料装置3与搅拌装置4以及设置于架体1顶端中央的储料筒5；架体1通过两侧设置立板12与顶部设置的顶板11形成有供水体流动的通道10以及朝向湖底设置的迎淤口，立板12相对的一侧均间隔排布有若干凸起状的迎淤过滤部7；导向装置2设有多个且呈间隔排布设置于立板12的外侧，导向装置2的外周设有多个旋转支架21，旋转支架21通过电机驱动从而带动淤泥处理设备进行导向移动；顶板11的底端朝向迎淤口设有投料装置3与搅拌装置4，搅拌装置4包括能够朝向湖底的方向进行伸缩的旋转轴41，以及设置于旋转轴41底端外周的旋转刀片42，旋转刀片42能够对湖底的淤泥进行由表层向深层递进的刮除清理工作，投料装置3设置于旋转轴41的外周且能够向旋转刀片42上端面的淤泥投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂。旋转支架21的自由端设有支撑吸盘22，支撑吸盘22能够吸附在淤泥表面并为淤泥处理设备的移动提供抓地支撑力。迎淤过滤部7内部设有储料腔，外部设有若干能够贯穿储料腔的滤孔，储料腔内存放有复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂。储料筒5的顶端还设有浮力控制装置6，浮力控制装置6通过改变浮力大小对淤泥处理设备进行下沉与抬升控制。旋转刀片42的俯视投影为圆盘状，且旋转刀片42沿径向开设刀口420并在刀口420的首端与尾端形成上下交错结构。投料装置3通过气压泵对储料筒5内的复合微生物菌剂以及复合营养盐固定剂进行抽取，并通过底端设置的若干喷射头31向旋转刀片42刮除的淤泥进行喷料。所立板12的外侧还设有平衡调节器8，保证淤泥处理设备在水中保持平衡状态。旋转轴41的底端还设有探测器。
39.参图2与图3所示，在本实施例中，更具体的，一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备，架体1通过立板12与顶板11组成三边包裹结构，形成供水体贯穿流动的通道10以及朝向湖底开设的迎淤口，立板12相对的一侧设置的迎淤过滤部7可以对流动水体中的淤泥分子进行部分过滤处理，架体1内部的投料装置3与搅拌装置4通过对湖底的淤泥进行刮除处理，同时对刮除的淤泥进行投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，该方式可以有效的解决湖底淤泥，同时不会对湖底的生态环境产生破坏，可以有效阻止淤泥的内源释放，为湖泊生态修复工程中沉水植被的恢复提供良好着生基质，微生物大量生长繁殖消耗水中氮磷等营养物质，将碳水化合物、脂肪、有机酸等有机物转化成水；将磷转化为能量物质atp；
另一方面，利用上述转化过程中产生的能量atp将氮转化为氮气。较终使淤泥中的污染物质转变为简单无害物质二氧化碳、水和氮气，水体得到净化，淤泥得到了消解。
40.需要理解的是，导向装置2对架体1起到导向的作用，实现淤泥处理设备对湖底的淤泥进行自动化清淤工作，导向装置2的外周设置多个旋转支架21，通过电机驱动旋转支架21旋转，实现导向移动，旋转支架21的自由端设有支撑吸盘22，通过支撑吸盘22吸附在淤泥表面提供了设备整体的支撑力，避免旋转支架21陷入淤泥中，造成导向困难或无法转动导向。
41.顶板11的底端朝向迎淤口设有投料装置3与搅拌装置4，搅拌装置4包括能够朝向湖底的方向进行伸缩的旋转轴41，以及设置于所述旋转轴41底端外周的旋转刀片42，通过旋转轴41的伸缩并作周向旋转，使得旋转刀片42能够对湖底的淤泥进行由表层向深层递进的刮除清理工作，投料装置3设置于旋转轴41的外周且位于顶板11的底端，实现向旋转刀片42上端面的淤泥投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，投料装置3通过气压泵对储料筒5内的复合微生物菌剂以及复合营养盐固定剂进行抽取，并通过底端设置的若干喷射头31向旋转刀片42刮除的淤泥进行喷料，实现向淤泥中高压填充复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，利用微生物对淤泥的内源进行消解。通过淤泥处理设备顶部设置的浮力控制装置6对淤泥处理设备的浮力进行控制，实现了下沉控制与抬升控制，旋转刀片42沿径向开设有刀口420，并在刀口420处形成有首端与尾端，且首端与尾端上下交错，首端位于尾端的底部，更有利于旋转刀片42进入淤泥中，并对淤泥的表层进行刮除处理。
42.本发明还提供了一种用于湖泊生态修复的底层淤泥处理设备的修复方法，包括以下步骤：s1步骤，将淤泥处理设备沉入水体中，通过浮力控制装置6控制沉潜高度，探测器将探测距离传输到终端，在某一设定测定距离内，优选的，测定距离在5-10cm。终端控制淤泥处理设备停止沉潜；s2步骤，通过平衡调节器8调节淤泥处理设备处于平衡状态，旋转支架21旋转使得吸盘能够正向着地，并吸附在淤泥的表面，旋转轴41伸缩并带动旋转刀片42的首段进入淤泥，通过旋转轴41旋转驱动旋转刀片42对表层淤泥进行刮除清理；s3步骤，在s2步骤刮除清理的同时，通过投料装置3对旋转叶片上的淤泥进行喷射投放复合微生物菌剂及复合营养盐固定剂，抑制沉积物内源的释放。还包括s4步骤，在投料装置3进行投放的同时，旋转支架21通过电机驱动从而带动淤泥处理设备进行导向移动。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。