CN102107948A - 太阳能生物浮床净化富营养化水体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，包括太阳能装置、太阳能电板和生物浮床，太阳能装置安装在轻质防腐框上，太阳能装置的左右两侧均与一生物浮床连接，左右生物浮床的前侧和太阳能装置的前侧连接一太阳能电板，相对称地，左右生物浮床的后侧和太阳能装置的后侧也连接一太阳能电板。本发明将太阳能生态修复技术和生物浮床技术进行组合，充分利用两者的优点对富营养化水体进行治理，该装置具有处理效率高、见效快、净化彻底、无二次污染、操作灵活、适用范围广、节能等特点。

Description

太阳能生物浮床净化富营养化水体装置

技术领域

本发明涉及一种用于处理富营养化水体的装置，尤其涉及一种利用太阳能和生物浮床污水净化的装置，属于环保工程与水处理技术领域。

背景技术

随着经济的发展，大量工业废水、生活污水有机污染物的超标排放，导致湖泊等水体内总氮、总磷等营养元素含量过高，超过湖体的自净能力，引起藻类大量繁殖，破坏了原有的生态平衡，降低了水体使用功能。在一些天然水体中，水体基本呈静止状态，或水体流速较小。各层水体因水深不同和其它因素影响，水质情况有所不同，表层水和外界大气接触，溶解氧量较高，但随着水深度的增加，溶解氧量逐渐降低，底层水体处于严重缺氧状态，底泥处于厌氧条件下，有机污染物大量积累，造成水体富营养化日益严重。由于天然水体流域广、面积大、地形复杂等自然因素的制约，以及传统水处理成本运行费用高、许多天然水体附近缺乏电力设施等也是困扰天然水体治理的一个重要因素。治理富营养化水体的方法很多，主要有：(1)物理法：如过滤除藻、黏土除藻、气浮除藻、换水/稀释、挖泥、机械收藻等，投资大、运行成本高，有时效率欠佳；(2)化学法：如氯除藻、臭氧除藻、高锰酸钾除藻等，该方法存在二次污染问题；(3)生物-生态法：如水生植物修复技术、水生动物修复技术、生物膜技术等，较适合对富营养化进行预防，由于生物生长对外界环境有一定的要求，当外界环境条件发生改变时，势必影响其处理效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种太阳能生物浮床净化富营养化水体装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，特点是：包括太阳能装置、太阳能电板和生物浮床，所述太阳能装置安装在轻质防腐框上，太阳能装置的左右两侧均与一生物浮床连接，左右生物浮床的前侧和太阳能装置的前侧连接一太阳能电板，相对称地，左右生物浮床的后侧和太阳能装置的后侧也连接一太阳能电板。

进一步地，上述的太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，其中，所述太阳能装置包括蓄电池和电机，蓄电池与电机连接，蓄电池和电机均与太阳能电板相连。

更进一步地，上述的太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，其中，所述生物浮床由吸收氮磷的水陆双栖植物和硝化及反硝化生物滤料构成。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明将太阳能装置固定在轻质防腐框上，利用太阳能净化水质。该装置不仅具有灵活性，而且原位处理节约占地，污染水体可通过浮体的移动得到循环处理，水质净化效果非常好；

②充分利用太阳能技术与生物浮床技术两种技术的优势，一方面通过生物浮床弥补太阳能生态修复技术去除有机物及氮磷能力相对弱的缺陷，另一方面通过太阳能生态修复技术提高水体的流动性，增加水体含氧量；装置集水体自净、脱氮除磷等多功能复合于一体，使被处理的富营养化水体得到彻底的治理；

③本发明装置具有处理效率高、见效快、净化彻底、无二次污染、操作灵活、适用范围广、节能等特点，能够满足污染水体处理技术的迫切需求，对保持水资源实现可持续发展，具有重要的社会和经济意义。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明装置的平面布置示意图；

图2：本发明装置的纵剖面示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

本发明将太阳能生态修复技术和生物浮床技术进行组合，设计一种太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，充分利用两者的优点对富营养化水体进行治理。

水体具有抵抗污染的自净能力，太阳能装置利用太阳能提供的能量，使水体保持良好的流动状态、均匀的阳光辐射和健康的生态环境，提高水体的自净能力，从而达到净化受污染景观水水质的目的。不需要电力供应，解决了天然水体附近电力供应难的问题，同时利用太阳能这种洁净能源，无二次污染、低碳、环保。

生物浮床技术是按照自然规律在以富营养化为主体的污染水域水面种植水生或陆生植物等各种适宜的植物，通过植物根部的吸收吸附以及根际微生物的各种新陈代谢活动削减富集水体中氮磷及有害物质，从而达到净化水质的效果同时又可美化水域景观。生物浮床技术主要由以下途径净化水质：(1)吸附、过滤、沉淀作用，生物浮床中的植物，能促进水体中悬浮物的沉积，降低水体的浊度；(2)吸收作用，水生植物在生长过程中需要吸收大量的氮、磷、二氧化碳和有机物等营养物质；(3)微生物的辅助作用，水生植物通过植株枝条和根系的气体传输和释放作用，氧气部分通过根系向根区释放，扩散到周围缺氧的环境中，形成好氧/厌氧微环境。好氧生物对有机物进行分解，硝化菌和反硝化菌进行硝化和反硝化反应，最终将氮素以氮气的形式去除；厌氧微生物进行厌氧降解。

如图1、图2所示，太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，包括太阳能装置1、太阳能电板3和生物浮床2，太阳能装置1安装在轻质防腐框6上，太阳能装置1的左右两侧均与一生物浮床2连接，左右生物浮床的前侧和太阳能装置的前侧连接一太阳能电板3，相对称地，左右生物浮床的后侧和太阳能装置的后侧也连接一太阳能电板。其中，太阳能装置1包括蓄电池4和电机5，蓄电池4与电机5连接，蓄电池4和电机5均与太阳能电板3相连。生物浮床2由吸收氮磷的水陆双栖植物8和硝化及反硝化生物滤料构成。利用太阳能装置1将太阳能转化为电能，驱动电机5工作，使静止的水体产生纵向环流，提高水体的流动性；太阳能装置1同时有利于使大气中的氧气进入水体，增加水体含氧量；利用生物浮床2去除水体中的氮磷等营养物质。太阳能电板3连接电机5，由太阳能电板3发电，为电机提供充足的能源，这样有效利用了自然界的能源，避免了资源的严重浪费和环境污染。太阳能产生和转化成电能，驱动电机5工作，电机5产生驱动力，使周围水体发生扰动，产生纵向环流，使静止的水体循环流动起来。生物浮床2采用高效吸收氮磷的水陆双栖植物，采用硝化和反硝化生物滤料，在好氧和厌氧的条件下脱氮，提高水体的透明度。

采用太阳能生态修复技术与生物浮床技术集成，并与其配套装置一同连接组装成太阳能-生物浮床净化富营养化水体装置；因地制宜地选择硝化和反硝化生物滤料和浮床植物，载体各单元结构相连接，其上种植去除氮磷能力强和景观效果好的水生植物。太阳能装置刚好漂浮在水面上(过水位7)；富营养化水通过接触太阳能装置1，提高水体溶解氧，增强水体自净能力。生物浮床2因地制宜地选择浮床载体和浮床植物，根据生态学原理及低成本的要求，选取去污能力强和景观效果好的植物，进行种植后投放水体，与太阳能装置组合使用，充分利用两种技术的优势，使被处理的富营养化水体得到彻底的治理。一方面通过生物浮床可弥补太阳能生态修复技术去除氮磷能力相对较弱的缺陷，另一方面通过太阳能生态修复技术可以提高水体流动性，增加水中溶解氧量，提高水体的自净能力，从而使生物浮床能良好运营并提高其净化效率。该装置能充分利用两种技术的优势，使被处理的富营养化水体得到彻底的治理。本装置处理污水的方法与传统的方法相比，原位处理更节约面积、管理维护方便、见效迅速、无二次污染，并且能够维持景观水体的良好水质。

综上所述，太阳能-生物浮床净化富营养化水体装置能高效去除富营养水体中的污染物质。该装置充分利用浮体及浮床的灵活性，可根据不同污染程度、不同位置的水域灵活使用，安装和操作简便，污染水体得到原位处理，节约占地；太阳能装置是一种节能技术，把太阳能转化为电能加以利用，大大降低了处理成本；此外，本装置整个处理过程中无二次污染产生，构建了一个健康的水体生态系统，是一种具有普遍实用性的高效处理技术。本发明装置具有处理效率高、见效快、净化彻底、无二次污染、操作灵活、适用范围广、节能等特点，能够满足污染水体处理技术的迫切需求，对保持水资源实现可持续发展，具有重要的社会和经济意义，市场前景广阔。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，其特征在于：包括太阳能装置、太阳能电板和生物浮床，所述太阳能装置安装在轻质防腐框上，太阳能装置的左右两侧均与一生物浮床连接，左右生物浮床的前侧和太阳能装置的前侧连接一太阳能电板，相对称地，左右生物浮床的后侧和太阳能装置的后侧也连接一太阳能电板。

2.根据权利要求1所述的太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，其特征在于：所述太阳能装置包括蓄电池和电机，蓄电池与电机连接，蓄电池和电机均与太阳能电板相连。

3.根据权利要求1所述的太阳能生物浮床净化富营养化水体装置，其特征在于：所述生物浮床由吸收氮磷的水陆双栖植物和硝化及反硝化生物滤料构成。

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