CN103819002A - 一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置 - Google Patents

一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置 Download PDF

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Abstract

一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置。其包括由浮架及为种植挺水植物篮框形成的生态浮床、由槽体及槽底板构成的填料槽及其内置填料槽的并用于种植沉水植物底槽,用于种植沉水植物底槽的底槽槽体内四角处所设伸出底槽槽体上端口的底槽吊杆上端的底槽吊环及填料槽的槽体内四角处所设伸出槽体上端口的槽体吊杆上端的槽体吊环与浮架上相对处均各由外、内缆绳两端结扎,用于种植沉水植物底槽及填料槽由均布孔的板材制成,为种植挺水植物篮框的框体底部处悬挂人工水草或/和玉米芯,填料槽内竖向隔板之间分别铺设沸石层、玉米芯层、麦秆层及煤渣层,浮架两侧纵向浮管上各结扎另一端带锚的绳索。本发明适宜于开放河道、湖泊或景观水体中应用。

Description

一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置
技术领域
本发明涉及一种生态浮床净水装置,特别是涉及一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置。
背景技术
由于人类活动的增加,生活和工业废水超负荷的流入河道,硬质驳岸与硬底等也影响了水域生态环境,水体富营养化问题受到人们的高度重视。
目前针对受污水体生态修复的生态浮床主要有水上浮动绿岛装置、模块化浮床、连续可调式浮床、连续沉降式浮床、组合式浮床等。水上浮动绿岛装置,是单纯的利用浮床结构,在水面上种植水生植物直接吸收水体营养物与污染物的形式。这种浮动绿岛结构形式简单,但单纯利用水生植物净水以及营造水面景观的功能,对于水体下层空间的利用尚未考虑;组合式浮床考虑了水面的水景形式,将各种植物构成的浮床结构拼接在一起,形成丰富的水域景观。该形式更侧重于水景构建,但忽略了水体空间层次的水质修复;连续可调式与连续沉降式浮床考虑到了随水体透明度的变化,仅使沉水植物在水下一定深度生长,发挥净水作用。但未对水体空间整体利用,且同样是利用水生植物吸收水体营养物与污染物的净化方式,净水方式单一,并只是改善了水质部分指标。
水环境治理中最需要解决也是最难以解决的问题是总氮的削减与控制,特别是湖泊和城市河流总氮的控制对改善水质至关重要,由于氮的来源甚广,单纯依靠点源截污很难解决水环境中总氮居高不下导致的富营养化问题。
反硝化脱氮技术、生物膜工艺大多应用于污水处理厂,很难推广到开放河道、湖泊或景观水体中。
传统脱氮技术通常投加甲醇等液体营养物质来补充碳源,这对河流治理而言成本过高,且出水容易造成二次污染,存在污染风险。因此,有效地解决碳源问题、实现反硝化,且不造成河流的二次污染已成为解决低碳高氮河流脱氮的技术瓶颈。
发明内容
本发明的目的是要提供一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置,它不但能漂浮在水体中通过物理和生物结合的手段进行综合水体生态修复,充分发挥净水功能、同时发挥硝化与反硝化作用,以及有利于沉水植物存活与生长,去除污染物,实现河流总氮自然降解与控制,全面改善水质,提高环境质量,而且结构合理、实用。
本发明的目的是这样实现的: 本发明的一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置包括一生态浮床,所述生态浮床由浮架及为种植挺水植物的篮框所形成,所述浮架由若干根间隔排列的纵向浮管及在纵向浮管两端端部的通过三通或弯头连接的横向浮管所构成,所述为种植挺水植物的篮框由框口和框体所构成,所述框体由网格状的筋条所形成,所述为种植挺水植物的篮框安置在所述浮架的间隔排列的纵向浮管之间,并由柔性扎带结扎使所述为种植挺水植物的篮框的框口与所述浮架的纵向浮管形成连接固定,所述为种植挺水植物的篮框的框体底部处悬挂有人工水草或/和玉米芯,所述浮架两侧的纵向浮管上还分别结扎有另一端带锚的绳索,所述浮架下设有一用于种植沉水植物的底槽,所述用于种植沉水植物的底槽为上端开口的底槽,所述用于种植沉水植物的底槽由底槽槽体及底槽底板所构成,所述底槽槽体的左、右侧壁及后端壁上分别均布有左、右侧壁孔及后壁孔,所述底槽槽体的左、右侧壁下端端部处分别设有一左、右横向凹槽,所述底槽槽体的左、右侧壁下端端部处分别所设的左、右横向凹槽相对,所述底槽槽体的后端壁下端端部处设有一后横向凹槽,所述底槽槽体的后端壁下端端部处所设的后横向凹槽两端分别与所述底槽槽体的左、右侧壁下端端部处分别所设的左、右横向凹槽相连,所述底槽槽体的前端壁上均布有前壁孔,所述底槽槽体的前端壁下端端部处设有一前横向缺口,所述底槽底板上均布有底板孔,所述底槽底板前端设有一手柄,所述底槽底板与所述底槽槽体的左、右侧壁下端端部处分别所设的左、右横向凹槽及所述底槽槽体的后端壁下端端部处所设的后横向凹槽形成插接连接,所述用于种植沉水植物的底槽的底槽槽体内的四角处分别设有一伸出所述底槽槽体上端口的上端带底槽吊环的底槽吊杆,所述用于种植沉水植物的底槽的底槽槽体内的四角处分别所设的伸出所述底槽槽体上端口的底槽吊杆上端的底槽吊环与所述浮架上的相对处均由外缆绳的两端分别形成结扎连接固定,所述用于种植沉水植物的底槽内中部处安置有一填料槽,所述填料槽为上端开口的填料槽,所述填料槽由槽体及槽底板所构成,所述槽体及槽底板上分别均布有槽体孔及槽底板孔,所述槽体内的四角处分别设有一伸出槽体上端口的上端带槽体吊环的槽体吊杆,所述填料槽内还分布有其上均布有隔板孔的竖向隔板,所述填料槽内所分布的其上均布有隔板孔的竖向隔板之间分别铺设有沸石层、玉米芯层、麦秆层及煤渣层,所述填料槽的槽体内的四角处分别所设的伸出槽体上端口的槽体吊杆上端的槽体吊环与所述浮架上的相对处均由内缆绳的两端分别形成结扎连接固定。
本发明提供了一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置,其主要包括有由浮架及为种植挺水植物的篮框所形成的生态浮床、由槽体及槽底板所构成的填料槽及其内中部安置有填料槽的并用于种植沉水植物的底槽。
所述用于种植沉水植物的底槽分别通过底槽槽体内的四角处分别所设的伸出底槽槽体上端口的底槽吊杆上端的底槽吊环与所述浮架上的相对处均由外缆绳的两端分别形成结扎连接固定。所述填料槽也分别通过槽体内的四角处分别所设的伸出槽体上端口的槽体吊杆上端的槽体吊环与所述浮架上的相对处均由内缆绳的两端分别形成结扎连接固定。所述内缆绳及外缆绳的长短且以底槽内的沉水植物能接受到阳光的照射为好,所述用于种植沉水植物的底槽及填料槽均由其上均布有孔的板材制成。
所述为种植挺水植物的篮框的框体底部处悬挂有人工水草或/和玉米芯。所述填料槽内所分布的竖向隔板之间还分别铺设有沸石层、玉米芯层、麦秆层及煤渣层。所述浮架两侧的纵向浮管上还分别结扎有另一端带锚的绳索。
本发明的一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置且利用生态浮床及生态浮床上的挺水植物、微生物生长介质、天然固相碳源、物理吸附介质和沉水植物,架构成组合型生态浮床净水装置。
本发明的生态浮床的浮架两侧以绳索、锚拉住,将生态浮床稳定在河面上的固定位置,漂浮在水体中,加速促进受污水体生态修复,发挥水体生态功能,改善水质,提高环境质量,美化环境。
所述浮床上的种植挺水植物的篮框内种植挺水植物,所述用于种植沉水植物的底槽内还种植沉水植物,用于种植沉水植物的底槽的底板且采用装卸式,即方便了沉水植物移栽与种植于水体,有利于沉水植物存活及生长,发挥沉水植物的作用,有利于沉水植物在河床或湖床与水底的生长,促进水体生态修复,同时节约了沉水植物移栽与种植的成本,又有助于填料槽的介质发挥作用。且通过水生植物根系直接吸收水体营养物。
所述为种植挺水植物的篮框的框体底部处悬挂人工水草或/和玉米芯,人工水草和玉米芯为微生物生长介质,人工水草、玉米芯既是微生物附着生长的载体,又可扩大微生物生长面积,悬挂人工水草或/和玉米芯,使人工水草或/和玉米芯及挺水植物根系共同增加微生物生长环境。
所述填料槽内分布的竖向隔板之间所分别铺设玉米芯层、麦秆层、沸石层及煤渣层,增强了不同介质的协同作用。所铺设的玉米芯层及麦秆层均为固相碳源,以增加水体中的碳含量,以提高微生物的生物量,是反硝化反应所需的碳源。玉米芯、麦秆为农业废弃物,既是反硝化反应所需的碳源,同时又是微生物附着生长的载体。而所铺设的沸石层及煤渣层均为物理吸附介质,沸石、煤渣层的不同孔径与吸附特征可达到吸附水体污染物的效果。同时通过新型生态浮床形式保证固相碳源和物理吸附介质便捷的更换与维护。
本发明针对河水高氮低碳的特征,采用新型固相碳源以及生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置,对河流进行原位强化脱氮除磷。以水不溶性可生物降解聚合物作为反硝化菌的碳源,同时作为生物膜载体,实现污染水(或低C/N比)的高效脱氮,并克服传统液体碳源投加存在风险的问题。本发明具有对河流原位硝化与反硝化脱氮的高效安全、低成本及简便实用结构,实现河流总氮自然降解与控制,改善水质,提高环境质量。同时发挥了农业废弃物再利用的作用。
简而言之,将本发明的生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置投放于河道、湖泊或景观水体中,并通过所述浮架两侧的纵向浮管上所分别结扎的另一端带锚的绳索固定,漂浮在水体中,且针对水体各层次的特征,分别增加微生物生长环境,利用自然形成的有氧和人工创造的缺氧环境,构建硝化与反硝化的条件,提高生物质碳源与吸附水体污染物的作用且构成复合系统,有利于沉水植物在水体的移栽与种植、存活及生长,通过物理和生物结合的手段进行立体式的综合水体生态修复,充分发挥净水功能、同时发挥硝化与反硝化作用,去除污染物,全面改善水质,营建优雅的水域景观效果。
本发明的一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置适宜于开放河道、湖泊或景观水体中推广应用。
附图说明
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是本发明的一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置的示意图。
图2是本发明的浮架的示意图。
图3是本发明的为种植挺水植物的篮框的示意图。
图4是本发明的为种植挺水植物的篮框的俯视示意图。
图5是本发明的用于种植沉水植物的底槽的示意图。
图6是本发明的用于种植沉水植物的底槽的底槽槽体示意图。
图7是本发明的填料槽的示意图。
图8是本发明的填料槽的俯视示意图。
图9是本发明的内置填料槽的用于种植沉水植物的底槽的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置作进一步的详细描述。
参看图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9,该发明的一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置包含生态浮床1、填料槽2及用于种植沉水植物的底槽3。
所述生态浮床1由浮架11及为种植挺水植物的篮框12所形成,所述浮架11由若干根间隔排列的纵向浮管111及在纵向浮管111两端端部的通过三通112或弯头113连接的横向浮管114所构成。
所述为种植挺水植物的篮框12由框口121和框体122所构成,所述框体122由网格状的筋条所形成,所述为种植挺水植物的篮框12安置在所述浮架11的间隔排列的纵向浮管111之间,并由柔性扎带13结扎使所述为种植挺水植物的篮框12的框口121与所述浮架11的纵向浮管111形成连接固定。所述为种植挺水植物的篮框12的框体122底部处悬挂有人工水草或/和玉米芯。
所述填料槽2为上端开口的填料槽,所述填料槽2由槽体21及槽底板22所构成,所述槽体21及槽底板22上分别均布有槽体孔211及槽底板孔221,所述槽体21内的四角处分别设有一伸出槽体21上端口的上端带槽体吊环231的槽体吊杆23,所述填料槽2内还分布有其上均布有隔板孔241的竖向隔板24,所述填料槽2内所分布的其上均布有隔板孔241的竖向隔板24之间分别铺设有沸石层25、玉米芯层26、麦秆层27及煤渣层28。
所述用于种植沉水植物的底槽3为上端开口的底槽,所述用于种植沉水植物的底槽3由底槽槽体301及底槽底板302所构成,所述底槽槽体301的左、右侧壁31、32及后端壁34上分别均布有左、右侧壁孔311、321及后壁孔341,所述底槽槽体301的左、右侧壁31、32下端端部处分别设有一左、右横向凹槽312、322,所述底槽槽体301的左、右侧壁31、32下端端部处分别所设的左、右横向凹槽312、322相对,所述底槽槽体301的后端壁34下端端部处设有一后横向凹槽342,所述底槽槽体301的后端壁34下端端部处所设的后横向凹槽342两端分别与所述底槽槽体301的左、右侧壁31、32下端端部处分别所设的左、右横向凹槽312、322相连,所述底槽槽体301的前端壁33上均布有前壁孔331,所述底槽槽体301的前端壁下端端部处设有一前横向缺口332,所述底槽底板302上均布有底板孔35,所述底槽底板302前端设有一手柄351,所述底槽底板302与所述底槽槽体301的左、右侧壁31、32下端端部处分别所设的左、右横向凹槽312、322及所述底槽槽体301的后端壁34下端端部处所设的后横向凹槽342形成插接连接,所述用于种植沉水植物的底槽3的底槽槽体301内的四角处分别设有一伸出所述底槽槽体301上端口的上端带底槽吊环361的底槽吊杆36。
所述用于种植沉水植物的底槽3的底槽槽体301内的四角处分别所设的伸出所述底槽槽体301上端口的底槽吊杆36上端的底槽吊环361与所述浮架11上的相对处均由外缆绳4的两端分别形成结扎连接固定。
所述填料槽2安置在用于种植沉水植物的底槽3内中部处,所述填料槽2的槽体21内的四角处分别所设的伸出槽体21上端口的槽体吊杆23上端的槽体吊环231与所述浮架11上的相对处均由内缆绳5的两端分别形成结扎连接固定。
所述浮架11两侧的纵向浮管上还分别结扎有另一端带锚14的绳索15。

Claims (1)

1.一种生物质碳源释放组合型生态浮床净水装置,它包括一生态浮床,所述生态浮床(1)由浮架(11)及为种植挺水植物的篮框(12)所形成,所述浮架(11)由若干根间隔排列的纵向浮管(111)及在纵向浮管(111)两端端部的通过三通(112)或弯头(113)连接的横向浮管(114)所构成,所述为种植挺水植物的篮框(12)由框口(121)和框体(122)所构成,所述框体(122)由网格状的筋条所形成,其特征在于所述为种植挺水植物的篮框(12)安置在所述浮架(11)的间隔排列的纵向浮管(111)之间,并由柔性扎带(13)结扎使所述为种植挺水植物的篮框(12)的框口(121)与所述浮架(11)的纵向浮管(111)形成连接固定,所述为种植挺水植物的篮框(12)的框体(122)底部处悬挂有人工水草或/和玉米芯(123),所述浮架(11)两侧的纵向浮管(111)上还分别结扎有另一端带锚(14)的绳索(15),所述浮架(11)下设有一用于种植沉水植物的底槽(3),所述用于种植沉水植物的底槽(3)为上端开口的底槽,所述用于种植沉水植物的底槽(3)由底槽槽体(301)及底槽底板(302)所构成,所述底槽槽体(301)的左、右侧壁(31、32)及后端壁(34)上分别均布有左、右侧壁孔(311、321)及后壁孔(341),所述底槽槽体301的左、右侧壁(31、32)下端端部处分别设有一左、右横向凹槽(312、322),所述底槽槽体301的左、右侧壁(31、32)下端端部处分别所设的左、右横向凹槽(312、322)相对,所述底槽槽体(301)的后端壁(34)下端端部处设有一后横向凹槽(342),所述底槽槽体(301)的后端壁(34)下端端部处所设的后横向凹槽(342)两端分别与所述底槽槽体(301)的左、右侧壁(31、32)下端端部处分别所设的左、右横向凹槽(312、322)相连,所述底槽槽体(301)的前端壁(33)上均布有前壁孔(331),所述底槽槽体(301)的前端壁下端端部处设有一前横向缺口(332),所述底槽底板302上均布有底板孔(35),所述底槽底板(302)前端设有一手柄(351),所述底槽底板(302)与所述底槽槽体(301)的左、右侧壁(31、32)下端端部处分别所设的左、右横向凹槽(312、322)及所述底槽槽体(301)的后端壁(34)下端端部处所设的后横向凹槽(342)形成插接连接,所述用于种植沉水植物的底槽(3)的底槽槽体(301)内的四角处分别设有一伸出所述底槽槽体(301)上端口的上端带底槽吊环(361)的底槽吊杆(36),所述用于种植沉水植物的底槽(3)的底槽槽体(301)内的四角处分别所设的伸出所述底槽槽体(301)上端口的底槽吊杆(36)上端的底槽吊环(361)与所述浮架(11)上的相对处均由外缆绳(4)的两端分别形成结扎连接固定,所述用于种植沉水植物的底槽(3)内中部处安置有一填料槽(2),所述填料槽(2)为上端开口的填料槽,所述填料槽(2)由槽体(21)及槽底板(22)所构成,所述槽体(21)及槽底板(22)上分别均布有槽体孔(211)及槽底板孔(221),所述槽体(21)内的四角处分别设有一伸出槽体(21)上端口的上端带槽体吊环(231)的槽体吊杆(23),所述填料槽(2)内还分布有其上均布有隔板孔(241)的竖向隔板(24),所述填料槽(2)内所分布的其上均布有隔板孔(241)的竖向隔板(24)之间分别铺设有沸石层(25)、玉米芯层(26)、麦秆层(27)及煤渣层(28),所述填料槽(2)的槽体(21)内的四角处分别所设的伸出槽体(21)上端口的槽体吊杆(23)上端的槽体吊环(231)与所述浮架(11)上的相对处均由内缆绳(5)的两端分别形成结扎连接固定。
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