1.本实用新型属于环保设备技术领域，尤其涉及一种自发电生态沟渠截污装置。
背景技术：2.随着点源污染的有效控制，农业源的面源污染已经成为了水体污染的主要来源。面源污染具有随机性大、分布范围广、形成机理模糊、潜伏性强和滞后发生等特点，导致控制难度大，已成为水环境治理的难点和短板。农田退水等面源污染往往携带着大量的固体悬浮物（ss），有相当比例的氮、磷等污染物附着在ss上，在去除ss的同时，可同时去除大量的氮、磷污染物。
3.然而，现有的生态沟渠对于ss的拦截能力不足，特别是粒径较小的污染物，对面源污染携带的大量ss无法进行有效的去除，使得大量污染物进入河流。
技术实现要素：4.本实用新型提供了一种自发电生态沟渠截污装置，实现对面源污染中的ss和附着污染物进行有效截留和处理的功能，发挥水体治理的功效。
5.本实用新型提出一种自发电生态沟渠截污装置，包括：
6.壳体，所述壳体的顶部设有发电机和用于为发电机提供电能的蓄电池；
7.吸泥管，所述吸泥管从壳体的顶部插入至壳体底部处；
8.导流筒，所述导流筒位于壳体内且套设于吸泥管外，所述导流筒为顶部敞开设置且底部封闭设置，所述导流筒的侧壁为多孔内壁，所述多孔内壁上填充有微生物菌剂，导流筒侧壁的最上端处设有出水管；
9.切向进水管，所述切向进水管沿水平方向与壳体外壁切向相连；
10.涡轮桨，所述涡轮桨套设于吸泥管外，所述涡轮桨与吸泥管之间通过轴承连接；涡轮桨转动产生的动能用于带动发电机运行。
11.进一步地，所述壳体由相连通的上部圆柱形筒体和下部圆柱形筒体组成，其中，上部圆柱形筒体和下部圆柱形筒体之间设有直径逐渐变小的第一导流台；所述下部圆柱形筒体的底部设有直径逐渐变小的第二导流台。
12.进一步地，所述导流筒位于壳体的上部圆柱形筒体内。
13.进一步地，位于壳体外的吸泥管连有自吸砂泵。
14.进一步地，所述吸泥管与壳体固定相连。
15.进一步地，所述切向进水管与壳体固定相连。
16.进一步地，所述切向进水管位于涡轮桨的上方。
17.进一步地，所述涡轮桨与发电机传动连接。
18.本实用新型具有以下优势：
19.本实用新型提出的自发电生态沟渠截污装置，先经涡轮桨进行涡流分离，通过吸泥管去除水体中固体泥沙物质等，然后水体倒流进入导流筒，经导流筒的多孔内壁上填充
的微生物菌剂进行微生物分解。所述装置结构简单，采用切向进水管中进水流与涡轮桨相结合，旋流分离物质时产生的动力转化为电能，无外接动力需求，可实现河道沟渠水质的快速净化，快速去除水体内的固体悬浮物，并在一定程度上分解污染物，具有成本低廉，安装维护方便的特点。
附图说明
20.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：
21.图1为本实用新型实施例中装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例中导流筒的俯视示意图；
23.附图标记说明：
24.壳体1；发电机2；蓄电池3；吸泥管4；导流筒5；切向进水管6；涡轮桨7；第一导流台8；第二导流台9；多孔内壁10；出水管11。
具体实施方式
25.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。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。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。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。当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件或者也可以存在居中的元件。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。
26.下面将参考附图来详细说明本实用新型。
27.如图1-2所示，本实用新型提出一种自发电生态沟渠截污装置，包括：
28.壳体1，所述壳体1的顶部设有发电机2和用于为发电机2提供电能的蓄电池3；
29.吸泥管4，所述吸泥管4从壳体1的顶部插入至壳体1底部处；
30.导流筒5，所述导流筒5位于壳体1内且套设于吸泥管4外，所述导流筒5为顶部敞开设置且底部封闭设置，所述导流筒5的侧壁为多孔内壁10，所述多孔内壁10上填充有微生物菌剂，导流筒5侧壁的最上端处设有出水管11；
31.切向进水管6，所述切向进水管6沿水平方向与壳体1外壁切向相连；
32.涡轮桨7，所述涡轮桨7套设于吸泥管4外，所述涡轮桨7与吸泥管4之间通过轴承连接，涡轮桨7转动产生的动能用于带动发电机2运行。
33.本实用新型实施例提出的自发电生态沟渠截污装置，针对面源污染ss较高，且大量污染物附着在ss上的水质状况，利用涡流分离技术和微生物降解技术，根据离心沉降和密度分差原理，并利用水流在装置内的旋转产生离心场，将不同密度差异的物质进行分离。涡轮桨的涡流产生的动能可直接转化为电能供装置中需电部件使用。同时，导流筒的多孔内壁截流的固体物质将在微生物作用下进行初步分解后再排出。
34.如图1所示，所述壳体1由相连通的上部圆柱形筒体和下部圆柱形筒体组成，其中，上部圆柱形筒体和下部圆柱形筒体之间设有直径逐渐变小的第一导流台8；所述下部圆柱形筒体的底部设有直径逐渐变小的第二导流台9。本实用新型实施例中，直径逐渐变小的第一导流台8主要为了便于水流向下流动，直径逐渐变小的第二导流台9主要为了将固体聚集于底部，便于通过吸泥管4将固体分离吸出。
35.具体地，所述导流筒5位于壳体1的上部圆柱形筒体内。
36.位于壳体1外的吸泥管4连有自吸砂泵。所述自吸砂泵用于将壳体1底部固体物质吸出至壳体1外。自吸砂泵间歇运行排出沉淀固体，自吸砂泵的电力由发电机2供应。所述发电机2带动自吸砂泵工作。
37.具体地，所述吸泥管4与壳体1底部之间留有间距，便于固体物质从此处进入吸泥管4。
38.所述导流筒5的侧壁为多孔内壁10，所述多孔内壁10上填充有微生物菌剂，所述微生物菌剂为脱氮菌。所述装置具备微生物分解功能，在高效去除ss污染物的同时，也可一定程度上分解污染物。
39.结合图2，所述切向进水管6与壳体1固定相连。所述切向进水管6位于涡轮桨7的上方。进水为生态沟渠内的水流，具有一定的流速，可推动涡轮桨7转动。进一步地，进水的水流流速至少为0.2m/s。待装置运行稳定后，切向进水管6提供的水流流速、出水管11的出水流速可使得壳体1内的水位一直处于导流筒5的上沿。
40.所述涡轮桨7与发电机2传动连接。所述生态沟渠截污装置还包括转轴（图中未示出），所述转轴套设于吸泥管4外且位于轴承内，转轴与涡轮桨7通过第一齿轮组相连，转轴与发电机2通过第二齿轮组相连。如此，涡轮桨7在旋流分离物质的同时，可利用旋流动力发电，涡轮桨7通过转轴、齿轮组等为发电机转动提供动力源，发电机再将多余的电能储存于蓄电池内。涡轮桨7根据水流大小调节桨叶倾角和线速度控制，根据离心沉降和密度分差原理，利用水流在壳体1内的旋转产生的离心场，将水流中物质进行分离，较重的固体将沉入壳体1底部。可见，所述装置具有自发电的特点，可实现电力自给自足，多余的电能可储存于蓄电池中备用。
41.本实用新型所提出的生态沟渠截污设施主要用于生态治理领域。
42.本实用新型提出装置的具体实施过程如下：
43.水流沿切向进水管6进入壳体1内，产生与涡轮桨7旋向一致的旋流，带动涡轮桨7转动；根据离心沉降和密度分差原理，利用水流在壳体1内的旋转产生离心场，将不同密度差异的物质进行分离；固体的泥沙物质会下沉到壳体1的底部，吸泥管4通过自吸砂泵将固体泥沙物质等排出壳体1外；
44.而水流逐渐上蓄至从导流筒5的顶部倒流进入导流筒5，由导流筒5的多孔内壁10上微生物菌剂初步脱氮后，通过出水管11排出。如此，经过吸泥管4将固体泥沙物质吸出，再
经导流筒5上的微生物菌剂对污水进行脱氮处理后，最终从出水管排出。
45.测试上述自发电生态沟渠截污装置：
46.测试中，将上述装置安装在生态沟渠的一侧，沟渠内水体的平均流速约为0.3m/s，试验时间为灌溉期，每天灌溉结束后取一个出水水样进行检测，连续监测10天后，得平均处理效果如下：
47.ss去除率达到了95%，总磷去除率达到了50%，总氮去除率达到了30%，cod去除率达到了60%。
48.以上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。
技术特征：1.一种自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，包括：壳体(1)，所述壳体(1)的顶部设有发电机(2)和用于为发电机(2)提供电能的蓄电池(3)；吸泥管(4)，所述吸泥管(4)从壳体(1)的顶部插入至壳体(1)底部处；导流筒(5)，所述导流筒(5)位于壳体内且套设于吸泥管外，所述导流筒(5)为顶部敞开设置且底部封闭设置，所述导流筒(5)的侧壁为多孔内壁(10)，所述多孔内壁(10)上填充有微生物菌剂，导流筒(5)侧壁的最上端处设有出水管(11)；切向进水管(6)，所述切向进水管(6)沿水平方向与壳体(1)外壁切向相连；涡轮桨(7)，所述涡轮桨(7)套设于吸泥管(4)外，所述涡轮桨(7)与吸泥管(4)之间通过轴承连接，涡轮桨(7)转动产生的动能用于带动发电机(2)运行。2.根据权利要求1所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，所述壳体(1)由相连通的上部圆柱形筒体和下部圆柱形筒体组成，其中，上部圆柱形筒体和下部圆柱形筒体之间设有直径逐渐变小的第一导流台(8)；所述下部圆柱形筒体的底部设有直径逐渐变小的第二导流台(9)。3.根据权利要求2所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，所述导流筒(5)位于壳体(1)的上部圆柱形筒体内。4.根据权利要求1所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，位于壳体(1)外的吸泥管(4)连有自吸砂泵。5.根据权利要求1所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，所述吸泥管(4)与壳体(1)固定相连。6.根据权利要求1所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，所述切向进水管(6)与壳体(1)固定相连。7.根据权利要求1所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，所述切向进水管(6)位于涡轮桨(7)的上方。8.根据权利要求1所述的自发电生态沟渠截污装置，其特征在于，所述涡轮桨(7)与发电机(2)传动连接。
技术总结本实用新型提出一种自发电生态沟渠截污装置，包括：壳体；吸泥管，吸泥管从壳体的顶部插入至壳体底部处；导流筒，导流筒位于壳体内且套设于吸泥管外，导流筒为顶部敞开设置且底部封闭设置，导流筒的侧壁为多孔内壁；切向进水管，所述切向进水管沿水平方向与壳体外壁切向相连；涡轮桨，涡轮桨套设于吸泥管外，涡轮桨与吸泥管之间通过轴承连接；涡轮桨与蓄电池电连接。所述装置主要用于生态沟渠截污，结构简单，采用切向进水管中进水流与涡轮桨相结合，旋流分离物质时产生的动力转化为电能，无外接动力需求，可实现河道沟渠水质的快速净化，快速去除水体内的固体悬浮物，并在一定程度上分解污染物，具有成本低廉，安装维护方便的特点。安装维护方便的特点。安装维护方便的特点。
技术研发人员：王嗣禹 杨龙 王香春 周媛 储杨阳 张敏
受保护的技术使用者：中国城市建设研究院有限公司
技术研发日：2022.08.02
技术公布日：2022/12/16
