CN102249429B - 一种物理肺式增氧生物礁及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理肺式增氧生物礁及其使用方法，固定在水体中，其特征在于：所述的物理肺式增氧生物礁采用高强度薄膜材料制作而成，在水下固定的大型开口气囊，气囊开口向下，气囊底部与水底有一定距离；气囊顶部安装有连接管直通水面，且连接管上安装有单向阀门，同时在气囊外壁连接大量亲水的纤维或绳；向连接管内充气后的气体被保留在气囊内的上部，并直接与气囊下部水面接触，形成物理肺式增氧生物礁。

Description

一种物理肺式增氧生物礁及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种物理肺式增氧生物礁及其使用方法。

背景技术

通常水体饱和溶解氧在10mg/l左右，当水体溶解氧低于4mg/l时会影响大部分鱼虾，水生植物和好氧菌落的生存。一般认为天然溶解氧2成来自水面空气接触，8成来自水体藻类和大型植物光合产氧。

一般晴天水面和透光度好的上层水体由于风浪增氧和水生植物光合产氧的原因不会缺氧，但在夜晚，养殖鱼塘水体中下部，低透光率湖泊河道底部，富营养化水体深水区(通常基本无光线透入，且生物量大)等因植物产氧不足，又缺乏水面溶解氧补充，溶解氧往往仅为0-2mg/l，这种缺氧环境适合厌氧菌大量繁殖，往往导致大量硫化氢，甲烷，氨气等有害代谢气体的产生，这些气体上升到水层上部会污染水体，同时厌氧菌分泌的有机酸导致结合态磷络合分解转化为溶解磷释放到水体造成水体富营养化。

此外，很大一部分高经济价值的水产养殖对象如虾蟹鲍鱼等主要栖息于水底，因此水底增氧意义远大于现有常见的水面增氧。

常规使用方法是利用增加水与空气接触面积来达到增氧效果的，常见方法有：

化学法：在水中投放过氧化钙，过碳酸钠，缓释过氧化氢等。这些药剂可以下沉到水底产氧，因成本高一般用于应急增氧，在江河湖泊修复和水产养殖常规维护中基本未见。

生物法：使用人工光照使生物产氧，因成本过高无使用价值；使用水生植物增氧，因受到夜晚水生植物耗氧呼吸问题和水体透光率问题而效果受限。

物理增氧：主要有三类：机械增氧，跌水增氧，流水增氧。

1.机械增氧：目前最高效率的为溶气增氧，效率较好的有微孔管盘曝气增氧和气石曝气增氧；效率低的传统水车式增氧，射流增氧；这些方法均需大量电力。处于试验发展阶段的还有常规免电力的风力，太阳能搅拌增氧。由于曝气增氧可对水底有效增氧因此目前应用较多。

机械增氧主要缺陷是能耗很高，空气中氧气利用率相当低(一般在6％以下，其原因在于气泡在水中停留时间短，来不及形成气/液平衡即脱离水面，如使用微米气泡和纳米气泡虽可提高氧气利用率，但因输气管道阻力或溶气压缩机机械能耗剧烈增大，除污水处理厂气浮用途外成本上很难接受)，对设备数量和电力需求要求严格，在水产养殖区使用价值很大，但在无法大量供电，且对处理成本要求苛刻的大型河道湖泊浅海不能使用。太阳能和风能单位能量低，设备过贵，增氧效果差，目前尚难与机械曝气竞争。

2.跌水增氧。通过流水在跌落过程中与空气接触而增氧。该技术可进行整个水体的增氧，效果较好，在有落差的河道水渠实施增氧无需能量，是一种值得大力发展方法。但在大型河流湖海使用则需要巨大电力泵水，从而失去其应用价值。

3.日本在琵琶湖治理中采用了一种低成本新技术——耕水机。是利用太阳能，风能，小功率电机带动桨叶，将耕水机附近水体底部的水提升到水面与空气自然接触增氧，在整个水体形成缓慢环流。该技术可减轻水体底部溶解氧不足问题，但在阴雨天和夜间由于水体整体溶解氧量不足，依然需要依靠现有传统水面叶轮，射流增氧泵，或者曝气管补充增氧，因此仍然受到电力供应和设备的制约，另外，耕水机由于设置在水面，易为大风浪所破坏也是一个难以解决的问题。

水体净化生态体系是利用水中微生物，漂浮植物，固定的大型藻类和水生高等植物，浮游动物，鱼虾螺蚌等的生态行为，来达到水体净化和形成生态循环目的的。

基于景观，健康和经济利用目的，人类一般不易接受水体微藻和漂浮植物(这些对水质要求低)的过度成长，往往企图使用微生物床，生物浮岛，生物湿地来进行水体净化，并利用鱼虾螺蚌来控制这些特定生物群落的数量。这些生态修复需要的两个关键因素是光照和溶解氧。

微生物床：最初应用于污水处理厂，在美国首先发展成立体的垂直流生态床，用于景观水和小径流河道处理收效良好，存在主要问题为1.沉积物易堵塞过滤层，2.未形成生态循环体系，因此不易清理过量微生物。其原理为跌水增氧+兼氧微生物群落+过滤层，其核心技术在于利用跌水增氧来建立大量微生物群落。另外。大型水体湿地，底泥部分微生物均具备微生物床的功能，但因受到溶解氧限制，净化效率高的好氧，兼氧微生物群落不发达，导致净水效果不足。

生物浮岛和浮床：日本首创，为解决深水处透光和溶解氧不足难以种植沉水植物而发展起来，由种植在水面板筏上或绳围内的植物+水下加挂的生物膜组成，具备良好景观作用和较弱的净水功能。因成本高(常规在200元/平方米左右，简易型约20元/平方米)抗风浪能力差，生物量增长慢，植物释放的氧难以成为水体溶解氧，一般只能作为景观水体辅助净化用。因未形成稳定生态体系，当水质和水文状况发生明显变化时生物浮岛容易崩溃。

生物湿地为浅水区利用充足光照和岸边水体高溶解氧基础上形成的包含微生物，植物，动物的生态体系，有良好的水体净化效果。因已形成生态体系而具备较生物浮岛高的稳定性，缺陷在于目前只能建设或形成在水体岸边，或者是水很浅的河床湖泊内，水体浑浊时生物湿地因光照不足和水草气孔堵塞容易崩溃，抗风浪能力差。

此外，各国经常在近海投放大量轮胎等物形成人造礁，以供海洋藻类和浮游生物附着，从而形成鱼类聚集繁殖区。理论上人造礁稳定性要高于上述3种方法，且同时具备一定的净水能力。但存在的缺点是附着的产氧植物少，且无外来增氧功能，难以作为水体净化装置使用。

综上所述，单纯增氧不易对水体中污染物进行净化，单纯生物治理又收到光照和溶解氧的限制难以大规模发展，因此近十年各国学术界逐渐注意到二者复合的研究，生物栅，生物网箱，曝气生物床，曝气浮岛，曝气湿地等模式被提出并发现效果明显优于单独实施。其中，形成较稳定生态结构的曝气生物网箱和曝气生物栅成为最受到关注的方向。但这二者均利用微孔曝气技术，因增氧气泡的剧烈搅动或跌水时剧烈水流不利于生态体系的构建，因此目前只能采取低功率的增氧。此外因电力设备限制这些技术理论上难以推广到大水体净化中。

因此急需一种适合在电力供应难，水文环境复杂的大型水域使用的增氧——水体净化综合技术，要求同时具备：运作成本远低于现有各种增氧技术且可对各水层进行增氧；具备水体净化能力和促进生态环境的形成；基本不受风浪影响；维护简便使用寿命长的设备和方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种物理肺式增氧生物礁及其使用方法。本发明交叉结合了增氧和水体净化双重功能，一方面，物理肺式增氧生物礁在有光条件下增添了生物增氧功能。另一方面，充气增氧也为生物礁生态体系的稳定提供了保障。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

首先在大自然中，有一种可生活在水中的动物-水蜘蛛。水蜘蛛善于在水生植物之间吐丝结网。由于在网下储存气泡，使原本开展的蛛网成了钟罩形，如同一个小型沉箱，它们便在沉箱里安营扎寨，雌蛛还在其中产卵孵化。水蜘蛛所拥有的气泡群不仅是储氧器，还是一种制氧器——能不断地从周围的水中吸取氧。这就是人们称之为“物理肺”的供氧装置。水蜘蛛在呼吸过程中使气泡中的氧浓度逐渐下降，一旦氧含量低于16％(二类水质时)，溶于水中的氧便会自行补充进气泡内来。通常蜘蛛处于休息状态时，物理肺足以保证供氧；当耗氧量过大，水中含氧的气泡补充就会供不应求，而气泡内的其他气体的比例就会随之上升，直至大大超过在空气中的比例为止。结果是氮开始向水中扩散，而气泡的容积也会相应变小(由于氧被耗尽)，最终，蜘蛛不得不再次抛头露面于水上、重新为储氧器充氧。

本发明就是利用了上述原理，发明了一种物理肺式增氧生物礁，固定在水体中，所述的物理肺式增氧生物礁采用高强度薄膜材料制作而成，在水下固定的大型开口气囊，气囊开口向下，气囊底部与水底有一定距离；气囊顶部安装有连接管直通水面，且连接管上安装有单向阀门，结构类似于自行车胎单向阀门，作为充放气的控制开关，同时在气囊外壁连接大量亲水的纤维或绳，作为水生植物附着点，兼做薄膜式气囊的加强筋，以实现保气渗氧，附着微生物和大型水生植物，高使用寿命等多重目的；向连接管内充气后的气体被保留在气囊内的上部，并直接与气囊下部水面接触，直观理解相当于在水体中人为多增加几个水面。形成物理肺式增氧生物礁。

所述的物理肺式增氧生物礁，当为复杂水文状况下时，可采用钢或塑或水泥整体沉箱式设计的气囊(下部有开口，以便空气与水接触)，以避免被外物刺破，缠绕或剧烈水流破坏；常规情况下所述的高强度薄膜材料理论上可用常规不漏气的高分子薄膜，但一般均优选采用亲水，不易漏气且难降解的致密编制材料，才能保证即有利于植物附着和气液交换，又基本不漏气的双重功能。

所述的亲水，不易漏气且难降解的致密编制材料可用各种亲水材质并且其气囊内表面用处理剂堵孔过的编织布或无纺布。为成本和工艺性考虑，进一步优选为经加强的(具有加强筋的)玻璃缎纹布且在气囊内侧刷涂少量疏水材料堵孔制成，以增大气/液接触面积，还减少了麻烦的气囊内部清洗工作。

所述的疏水材料采用蜡类，聚氟树脂，聚硅树脂中的一种或多种混合物，或使用各种偶联剂中的一种。

所述的疏水材料采用蜂蜡乳液或硅烷偶联剂。

所述的气囊底部与水底的距离为要增氧的水体层距离水底的高度；所述的气囊大小为使单个气囊容纳气体体积为0.1-100立方米，以避免浮力过大或水流推动造成气囊体的破坏；所述的气囊采用重物锚固，桩柱固定方式固定在水中。

一种物理肺式增氧生物礁的使用方法，包括如下工艺步骤：在水体内多层，多处安置物理肺式增氧生物礁，(气囊可在水体中任意选择深度安置，可多个，多层安置，但通常避开风浪大，缺氧几率少，有航行需求的水体上层；通常越靠近水体底部安置的气囊个数越多，以改善水底较严重的缺氧状况。)使用船载充气机械，利用连接管对气囊进行充气，充气量一般选择气囊总容积的1/2-3/4，充气过多容易造成气体溢出搅浑水体甚至气囊翻转等故障。充气后保持一定时间，此时水体与物理肺式增氧生物礁通过气/液接触面发生缓慢的气体交换，水体中二氧化碳，硫化氢，甲烷有害物质向气囊内扩散，气囊内氧气向水体扩散，当气囊内气体氧气含量从正常的21％下降到一定程度(例如如10％-14％/水产养殖，氧气利用率最多可＞50％；7％-14％/污染水体修复，氧气利用率最多可＞65％)时，此时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气，以避免污染气体经过水体上层时对水体的溶解污染。这样完成一次物理肺换气循环；重复充气-气体交换-放气过程，通常每次放气不需全部放完，以避免气囊翻转塌陷而影响下次充气；由于物理肺式增氧生物礁的环围均是富溶解氧区且水体扰动较小，又有大量纤维，绳等附着点，因此在物理肺式增氧生物礁的上部到下部都很容易繁殖大量水草，丝状藻，微生物等，并根据光照的逐步减弱，形成从上而下为水草-大型藻-微生物，可根据水质变化和光照变化而自行交替的水生生物系统。该系统与被富氧富食物的小环境引诱而来的浮游动物，鱼虾等形成一个可循环的小型开放生态循环体系，该体系称之为物理肺式增氧生物礁系统。

所述的物理肺式增氧生物礁附近增设有小型耕水设备以扰动水体，大幅度加快水体增氧速度，适用于水流平缓时。

所述的对气囊进行充气采用充空气，缺氧严重时采用氧气。

所述的充气后保持时间根据水质情况，水流速度，气囊大小，气囊材质选择6-72小时。

所述的当气囊内气体氧气含量从正常的21％下降到一定程度是指：当处理水产养殖水体时气囊内气体氧气含量从正常的21％下降到10％-14％时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气，此时氧气利用率最大可＞50％；当对污染水体进行修复时气囊内气体氧气含量从正常的21％下降到7％-14％时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气，此时氧气利用率最大可＞65％。

本发明的有益效果为：第一，因用常规软管充气阻力小，且氧气利用率远远高于常规机械充氧的6％(氧气溶解速度很慢，传统曝气或射流时微气泡在水体停留时间通常在几十秒，跌水拍水时气液接触时间更短，均远未达到气液平衡状态。而本工艺气体在水中停留时间高达6-72小时，足以达到气液平衡)，因此能量损耗远远低于目前通用的各种物理使用方法；一台船载充气机械即可对广大水域的大量物理肺式增氧生物礁进行作业，解决了江河湖海大水体受到电力供应限制难以增氧的难题。第二、该工艺增氧时为氧气静态溶出，底部有害气体通过“呼吸”的方式由物理肺式增氧生物礁直接排出水体而不污染上层水体，这意味着目前国际上仍难以解决的夜间增氧问题获得解破。第三、物理肺式增氧生物礁因可大量在水下进行立体安置，可通用于微生物，藻类，高等植物的附着，从而形成多种多样的好氧性开放式生态系统，不再受限于水面风浪，透光度，水深等因素制约，这意味着大型水体已可实施全方位水体生态净化。其构成的稳定小型生态点还可以作为经济鱼类诱集繁殖捕捞点。第四、物理肺式增氧生物礁的结构仅为简易的带管道亲水气囊，制造成本与简易型生物浮岛相当，远低于机械增氧设备投资。因主要在水下作业且无机械磨损，因此使用寿命长。纵上所述，本发明交叉结合了增氧和水体净化双重功能，一方面，物理肺式增氧生物礁在有光条件下增添了生物增氧功能。另一方面，充气增氧也为生物礁生态体系的稳定提供了保障。

具体实施方式

实施例1

本实施例的物理肺式增氧生物礁采用致密的玻璃纤维缎纹布，在其背面喷上少量蜂蜡乳液堵孔并烘干，制成约0.1立方米的气囊，使气囊外层亲水内层较为疏水且大型空隙基本被堵塞，这样制成的气囊在水中没有可见的漏气现象又可以被水润湿。气囊表面粘附和锚固大量疏松无纺布，短绳，先浸渍磷酸钾/膨润土混合液后，继续浸渍氯化镁和氯化铁混合溶液，以形成薄层培养基，再浸渍经揉搓过的丝状藻水浆接种。

气囊接一带有单向阀门的连接管，即为带有自行车胎气阀的软管直通水面，气囊下部通过绳子用总重约100公斤的6块石头固定在实验池塘(农村灌溉用小水塘，约60平方米，中心深约1.2米，4类水质)水底，气囊下缘距离池塘底泥25公分，上缘距水塘水面约30公分，通过软管用自行车打气筒打气(充空气，缺氧严重时可采用氧气)形成物理肺式增氧生物礁，充气量为气囊容积的2/3。同时在气囊下部挂上大量好氧生物膜(取自某污水处理厂活性污泥池污泥，用无纺布夹住固定)，气囊顶固定少量金鱼藻。

静止池塘气囊安放点下有厚约10公分黑色恶臭厌氧软质底泥，该局部的水质5类，该处水体溶解氧1.3mg/l(硫酸铝絮凝后碘量法测定)。气囊内气体原始氧含量21％(铜氨溶液吸收法测定)。此时水体与物理肺式增氧生物礁通过气/液接触面发生缓慢的气体交换，水体中二氧化碳，硫化氢，甲烷等有害物质向气囊内扩散，气囊内氧气向水体扩散，10分钟后，取气囊下与底泥间近气/液接触面水样，测得溶解氧5.6mg/l。

48小时后开阀取气囊气体，测得气体含氧量下降到7％，有明显异味，说明物理肺式增氧生物礁具备“呼吸”性能。测得此时气囊下部与底泥间的近气/液接触面水样溶解氧2.5mg/l。数据证实增氧有效。

连续60天，每24小时换气一次，取物理肺式增氧生物礁下部表层底泥检验，发现已从黑色恶臭转化为灰黑色泥腥味，生物测试其为兼氧菌落。好氧生物膜无脱落膨胀等死亡现象且已分布到整块无纺布上，证明物理肺式增氧生物礁的环围均是富溶解氧区且水体扰动较小，气囊下缘与底泥间气/液接触面附近水样为3-4类水质，溶解氧4.7mg/l，气囊上部表层明显有藻类附着，无纺布和短绳上有很多丝状藻附着。气囊下部丝状藻数量少，但有明显的黑绿色青泥苔粘附，气囊内部由于有涂少量疏水性物质，并将布的大气孔基本堵塞，因此未发现有大量微生物附着，不需要难度很大的气囊内部清洗，保持了薄膜界面液气交换且不易漏气的能力。气囊顶部金鱼藻可正常存活并增多，气囊附近有较多螺粘附和小鱼出没，密度明显大于池塘内密度，也就是说在物理肺式增氧生物礁的上部到下部都很容易繁殖大量微生物，丝状藻，水草等，并根据光照的情况，形成从上而下为水草-大型藻-微生物，可根据水质变化和光照变化而自行交替的水生生物系统。该系统与被富氧富食物的小环境引诱而来的浮游动物，鱼虾等形成一个可循环的小型开放生态循环体系，证明其已自行形成为物理肺式增氧生物礁系统，局部水质已经改善。

相比而言安置在附近池塘边的切底矿泉水桶气囊也发绿，但生物量小且很容易脱落，说明气囊材料与形成物理肺式增氧生物礁的能力有很大关系。当水流平缓时，为大幅度加快水体增氧速度，物理肺式增氧生物礁附近可增设有小型耕水设备。且当为复杂水文状况下时，可采用钢或塑或水泥整体沉箱式设计的气囊，以避免被外物刺破，但相应地减少了气液交换面积且水体生物附着较难；另外当处理水产养殖水体时气囊内气体氧气含量从正常的21％下降到10％-14％时就可打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气，此时氧气利用率最多可＞50％；当对污染水体进行修复时气囊内气体氧气含量从正常的21％下降到7％-14％时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气，此时氧气利用率最多可＞65％。而且气囊可在水体中任意选择深度安置，可多个，多层安置，但通常避开风浪大，缺氧几率少，有航行需求的水体上层；通常越靠近水体底部安置的气囊个数越多，以改善水底较严重的缺氧状况。

实施例2

本实施例在200升露天的塑料水箱中，装入150升取来的劣5类水(黑臭水质，测得溶解氧为0mg/l)，同时在桶底铺设约5公分厚的厌氧底泥(黑色，有浓臭)，用透明塑料膜封闭水箱水面以保持水体缺氧状态。

使用2个致密的玻璃纤维缎纹布(当然当性能不需要很好的情况下也可以采用切底的矿泉水桶，)在其背面喷上少量硅烷偶联剂后烘干的气囊，每个气囊体积为10升，气囊接一带有单向阀门的连接管，即为带有自行车胎气阀的软管直通水面并穿过塑料膜，气囊直接用铁线和木块固定在塑料水箱中，气囊下缘距离水箱底泥10公分，上缘距水箱水面约10公分，在第一个气囊下部挂放约500克活性污泥，第二个气囊下部挂放约500克青泥苔，通过软管用自行车打气筒打气形成物理肺式增氧生物礁，充气量为气囊容积的3/4。12小时换气一次。保持正常光照。

12小时内多次测量发现气囊中空气含氧量较快下降，至12小时第一个气囊中含氧量已剩7％，第二个气囊则为10％(铜氨法测定)，出气均有明显臭味.如果持续震荡水箱则物理肺式增氧生物礁中含氧年下降速度加速，说明水体流动有助于物理肺式增氧生物礁的增氧效果。水体不同位置含氧量不稳定，基本在2.0-5.3mg/l之间波动(溶氧仪测定)，明显高于原先水体。

持续30天观测发现气囊中空气含氧量下降速度由慢而快，最后趋慢，水质逐渐好转，30天后水质从各项参数看介于3-4类水质，从15天后水色开始变绿变清，黑色底泥逐渐变灰，水体异味逐渐消除。气囊表面发绿，证实已开始向物理肺式增氧生物礁系统转化。

同样布置，未使用本发明的物理肺式增氧生物礁的参照水箱，30天后依然是劣5类黑臭水质，悬浮物有减少但水质但更加棕黑，臭味更加浓烈。

同样布置，使用水族用小型气石曝气机，按照12小时曝气一次，每次20升空气(1小时)，30天后依然是劣5类水质；每12小时曝气6小时(类似污水处理中的SBR法)，30天后水质为3-4类，气石曝气时整个水体溶解氧迅速上升到5-6mg/l，明显高于且快于物理肺的增氧效果，停止曝气后溶解氧即很快下降至接近0，定性比较发现在相同能量损耗下，物理肺式水体使用方法明显好于传统曝气方法。

Claims (8)

1.一种物理肺式增氧生物礁，固定在水体中，其特征在于：所述的物理肺式增氧生物礁采用高强度薄膜材料制作而成，在水下固定的大型开口气囊；气囊开口向下，气囊底部与水底有一定距离，所述的气囊底部与水底的距离为要增氧的水体层距离水底的高度；气囊顶部安装有连接管直通水面，且连接管上安装有单向阀门，同时在气囊外壁连接大量亲水的纤维或绳；向连接管内充气后的气体被保留在气囊内的上部，并直接与气囊下部水面接触，形成物理肺式增氧生物礁；所述的物理肺式增氧生物礁，当为复杂水文状况下时，采用钢、塑或水泥材质的整体沉箱式气囊；所述的高强度薄膜材料采用亲水，不易漏气且难降解的致密编制材料。

2.如权利要求1所述的一种物理肺式增氧生物礁，其特征在于：所述的亲水，不易漏气且难降解的致密编制材料为经加强的玻璃缎纹布且在气囊内侧刷涂少量疏水材料堵孔制成。

3.如权利要求2所述的一种物理肺式增氧生物礁，其特征在于：所述的疏水材料采用蜡、聚氟树脂、聚硅树脂中的一种或多种混合物，或使用各种偶联剂中的一种。

4.如权利要求3所述的一种物理肺式增氧生物礁，其特征在于：所述的疏水材料采用蜂蜡乳液或硅烷偶联剂。

5.如权利要求1所述的一种物理肺式增氧生物礁，其特征在于：所述的气囊大小为使单个气囊容纳气体体积为0.1—100立方米；所述的气囊采用重物锚固或桩柱固定方式固定在水中。

6.一种如权利要求1所述的物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于包括如下工艺步骤：在水体内多层，多处安置物理肺式增氧生物礁，利用连接管对气囊进行充气，充气量一般选择气囊总容积的1/2-3/4；充气后保持一定时间，此时水体与物理肺式增氧生物礁通过气/液接触面发生缓慢的气体交换，水体中有害物质向气囊内扩散，气囊内氧气向水体扩散，当气囊内气体氧气含量从正常的21%下降到一定程度时，此时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气，完成一次物理肺换气循环；重复充气—气体交换—放气过程；在物理肺式增氧生物礁的上部到下部会繁殖大量微生物，丝状藻，水草，形成从上而下为水草—大型藻—微生物的水生生物系统；该系统与被吸引来的浮游动物，鱼虾螺蚌形成一个可循环的小型开放生态循环体系；

所述的当气囊内气体氧气含量从正常的21%下降到一定程度是指：当处理水产养殖水体时气囊内气体氧气含量从正常的21%下降到10%—14%时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气；当对污染水体进行修复时气囊内气体氧气含量从正常的21%下降到7%-14%时打开气囊连接管位于水面上的单向阀门放气。

7.如权利要求6所述的一种物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于：所述的物理肺式增氧生物礁附近增设有小型耕水设备；所述的对气囊进行充气采用充空气，缺氧严重时采用氧气。

8.如权利要求6所述的一种物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于：所述的充气后保持时间根据水质情况，水流速度，气囊大小，气囊材质选择6-72小时。