CN104496033A - 一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，由多个花盆状的单元浮岛组装而成；所述花盆状的单元浮岛为密实结构，中间设有用于栽种具有净水功能的水生植物的通孔；所述单元浮岛由包括以下重量百分比的干料组分的原料浇筑而成：城市污水处理厂污泥粉末62～68wt%、膨胀珍珠岩12～14wt%；灰渣胶凝材料20～24wt%；该浮床原料易得，工艺简单，耐水耐压性强，成品性质稳定，无二次污染；单个浮床可根据需要制作成各种花盆等形状，组合方便，适合公园及观赏性河流湖泊，浮床可直接移动到地面栽种植物花卉，或者回填至河堤湖堤中，拆装方便，大大增加公园及观赏性河流湖泊的景观性。

Description

一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床

技术领域

本发明涉及一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，属于污水治理领域。

背景技术

城市污水处理厂污泥是指污水处理厂在污水净化处理过程中产生的含水率不同的半固态或固态物质，具有含水率高、易腐化、产生恶臭、性质不稳定等特点，同时，其组成十分复杂，含有大量的致病菌、寄生虫卵、重金属和有机污染物等。随着污水处理率迅速的提高，污泥产量急剧增加。由于污泥具有较大的潜在环境风险，加之污泥产量迅速增长，污泥的处理与处置已经受到了世界各国的广泛关注，我国也开始重视污泥处置的研究。

我国污水处理厂中，传统的污泥处理工艺运行费约占污水处理厂运行总费用的20％～50％，污泥处理基建费用约占污水处理厂总投资的30％～40％，污泥的处理、处置面临经济和技术上的困难。我国污泥处理和处置研究工作起步较晚，污水处理厂具有污泥稳定处理设施的比例不足25％，处理工艺和配套设备较为完善的还不到10％，很多污水处理厂为了降低运行费用，将污泥不经合理的处理、处置直接排放至环境中，造成了严重的二次污染。即使是经无害化处理过的污泥，污泥产量的迅速增加也给其最终处置带来困难。

本发明为城市污水处理厂污泥的处置提供新的途径，有效的将经无害化处理后的城市污水处理厂污泥粉末作为原料用于水体生态修复。同时，采用便捷的单元浮岛任意组合的方式，有效的提升了传统浮岛的景观性，增加了由水体和陆地间任意移动浮岛的可行性，可多次反复使用，回填至河堤湖堤中，拆装方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，具有优异的净水功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，由多个花盆状的单元浮岛组装而成；所述花盆状的单元浮岛为密实结构，中间设有用于栽种具有净水功能的水生植物的通孔；所述单元浮岛由包括以下重量百分比的干料组分的原料浇筑而成：

城市污水处理厂污泥粉末   62～68wt％；

膨胀珍珠岩               12～14wt％；

灰渣胶凝材料             20～24wt％。

其中，

优选的，所述城市污水处理厂污泥粉末为经过无害化处理后的城市污水处理厂污泥粉末，粒径不大于1.00mm，更优选为0.60-0.85mm。

优选的，所述膨胀珍珠岩的粒径不大于2.30mm，更优选为1.5-2.0mm。

优选的，所述灰渣凝胶材料选自HAS土壤固化剂，粒径不大于0.25mm，更优选为0.15-0.20mm。

优选的，所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，由多个花盆状的单元浮岛通过矩形阵列或环形阵列组装而成。

优选的，所述单元浮岛的浇筑过程为，向所述干料组分中加水混合，搅拌均匀呈粘稠状浆料；取花盆状模具，并将一圆柱形模具置于所述花盆模具的中间，然后将所述粘稠状浆料浇筑花盆状模具中，压紧压实，室温下静置1天，待浆料固化、干燥和成型后，去除外部花盆状模具及中间圆柱形模具即制得单元浮岛成品。

优选的，所述花盆状的单元浮岛的最大直径为15-24cm。

优选的，所述单元浮岛中间的通孔的直径为5-10cm。

优选的，所述单元浮岛的高度为10-18cm。

优选的，所述单元浮岛的上部四周对称嵌有多个连接扣，所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的相邻单元浮岛之间通过所述连接扣相互连接。

优选的，位于所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床外围的单元浮岛通过钢丝绳加固。

优选的，所述单元浮岛的顶部四周对称嵌有四个连接扣。

优选的，所述连接扣在其固定位置上可以旋转角度。

优选的，所述单元浮岛的底部对称嵌有多个挂钩。

优选的，所述连接扣和挂钩均为金属材质。

优选的，所述单元浮岛的底部连接有轻质填料筐，所述轻质填料框内固定有软性净水填料。这样就在单元浮岛的基础上增加一层净水单元，净水效果得到提升。

优选的，所述轻质填料筐的顶部通过所述单元浮岛底部的挂钩与所述单元浮岛连接。

优选的，所述软性净水填料选自醛化纤纶软性填料等。

优选的，所述轻质填料筐为长圆筒形，筒壁为由轻质材料制成的大孔网状结构。采用轻质材料，有利于增加填料筐在水中的浮力。

优选的，所述轻质材料选自聚乙烯、三丙聚乙烯、聚丙烯等。

优选的，所述软性净水填料的长度与所述填料筐的长度相等。

优选的，所述轻质填料框的直径为5-10cm；长度为30-50cm。

优选的，所述软性净水填料为长条形，模拟天然水草形态加工而成。

优选的，所述轻质填料筐内固定有多个软性净水填料，所述多个软性净水填料通过顶部和底部与所述轻质填料筐固定连接。

在所述一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床技术方案的基础上，本发明进一步提供一种净水方法，为将所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床放置于污水中，借助重力以及浮力的作用，所述花盆状的单元浮岛大部分没入水面以下，在所述单元浮岛的中间通孔内栽种适当数量的具有净水功能的水生植物，所述水生植物的根部浸没于水体中，并在所述中间通孔内的孔隙内填充柔性材料加以固定。

优选的，所述水生植物选自菖蒲、香蒲、美人蕉、荷花、水葱、千屈菜、鸢尾等。

优选的，所述柔性材料选自海绵、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫等。

优选的，在所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的不同单元浮岛内间隔种植多种不同的水生植物。

本发明的技术效果及优点在于：

该城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床原料易得，工艺简单，耐水耐压性强，成品性质稳定，无二次污染。单元浮岛可根据需要制作成各种花盆等形状，组合方便，适合公园及观赏性河流湖泊，浮床可直接移动到地面栽种植物花卉，或者回填至河堤湖堤中，拆装方便，大大增加公园及观赏性河流湖泊的景观性。

附图说明

图1实施例1中城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的结构示意图

图2实施例1中城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的俯视图

图3实施例2中城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的俯视图

附图标记：

1，单元浮岛；2，通孔；3，连接扣；4，具有净水功能的水生植物；5，轻质填料筐；6，软性净水填料。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，由多个单元浮岛成矩形矩阵组装而成，单元浮岛内栽种于水生植物，放置于被污染的水体内，发挥净水功能。

单元浮床制备：

(1)以聚乙烯塑料为材料，制成最大直径处为20厘米的圆形花盆模型，花盆模型高度为16厘米，中间固定6厘米直径的聚乙烯泡沫柱状体，与花盆等高，此为预留的栽种孔。

(2)62wt％将经无害化处理后的城市污水处理厂污泥粉末(粒径0.60-0.85mm)、14wt％膨胀珍珠岩(粒径1.5-2.0mm)、24wt％HAS土壤固化剂(粒径0.15-0.20mm)混合，然后逐渐加水混合搅拌，呈现粘稠状即可，采用机械搅拌均匀，搅拌时间为20分钟。

(3)将已制备妥当的混合物浇筑到花盆模具中，压紧压实，并在浇筑体的上部四周对称安装4个连接扣，连接扣在固定位置上可转动角度，连接扣采用金属材料。常温下静置1天，待混合物固化、干燥和成型后去除外部花盆装及中间圆柱形模具就制得中间具有通孔的单元浮岛成品，共计15个。

(4)将单元浮岛按3排5列通过连接扣链接固定，如图2所示，排列成矩形。

水生植物栽种：

选择菖蒲及美人蕉水生植物幼苗，每个栽种孔栽种3-4株，为防止植物滑落，并使植株根部浸没于水体中，空隙部分需用柔性材料如海绵、聚苯乙烯泡沫加以固定。两排种植美人蕉幼苗，一排种植菖蒲幼苗，间隔种植。

种植完成后将移动浮床放入环境气温为13～22℃的测试水体中，20天后检测水体的各指标含量，结果见表1；

表1城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床水体净化效果

由表1可知，本发明移动生态浮岛净水取得很好的污水净化效果。

以上生态浮床，不仅具有污水治理功能，花盆状的单元浮岛可以随意组装，极具观赏性，尤其适合公园及观赏性湖泊。而且单元浮岛由城市污水处理厂污泥成分制成，浮床可直接移动到地面栽种植物花卉，或者回填至河堤湖堤中，拆装方便，大大增加公园及观赏性河流湖泊的景观性。

实施例2

如图3所示，本实施方式为一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，包括19个单元浮岛，单元浮岛的中间通孔内栽种具有净水功能的水生植物，安装固定有软性填料的轻质填料筐。

单元浮床制备：

(1)以聚乙烯塑料为材料，制成最大直径处为20厘米的圆形花盆模型，花盆模型高度为16厘米，中间固定6厘米直径的聚乙烯泡沫柱状体，与花盆等高，此为预留的栽种孔。

(2)将68wt％经无害化处理后的城市污水处理厂污泥粉末(粒径0.60-0.85mm)、12wt％膨胀珍珠岩(粒径1.5-2.0mm)、20wt％HAS土壤固化剂(粒径0.15-0.20mm)混合，然后逐渐加水混合搅拌，呈现粘稠状即可，采用机械搅拌均匀，搅拌时间为20分钟。

(3)将已制备妥当的混合物填入花盆模具中，压紧压实，浇筑体上部四周对称安装4个连接扣，连接扣在固定位置上可转动角度，底部对称安装4个挂钩，连接扣及挂钩采用金属材料。常温下静置1天，待混合物固化、干燥和成型后去除外部花盆装及中间圆柱形模具就制得具有中间通孔的单元浮岛成品，共计19个。

(4)将单元浮岛中间1个，第二圈6个，第三圈12个的数量通过连接扣链接固定，如图3所示，排列成圆环形，距离较远的采用钢丝绳加以固定。

水生植物栽种：

选择菖蒲及美人蕉水生植物幼苗，每个栽种孔栽种3-4株，为防止植物滑落，并使植株根部浸没于水体中，空隙部分需用柔性材料如海绵、聚苯乙烯泡沫加以固定。中间及最外圈种植水生美人蕉幼苗，中间一圈种植香蒲幼苗。

填料框及填料安装：

轻质填料筐采用聚乙烯材料，制成大孔网格状的圆筒筐结构，直径6厘米，长度40厘米。上部敞开，内部固定填充醛化纤纶软性净水填料，软性净水填料其外形为长条形，截面为圆形，长度40厘米，模拟天然水草形态加工而成；每个轻质填料筐放置3根软性填料，采用钢丝在填料筐上部和下部分别固定。完成后采用钢丝将固定有软性填料的轻质填料筐固定在单元浮岛底部挂钩上，共计19个。

种植完成后将移动浮床放入环境气温为13～22℃的测试水体中，20天后检测水体的各指标含量，结果见表2所示：

表2实施例2城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床净水效果

由表2可知，实施例2移动生态浮床取得很好的效果。

以上生态浮床，不仅具有污水治理功能，花盆状的单元浮岛可以随意组装，极具观赏性，尤其适合公园及观赏性湖泊。而且单元浮岛由城市污水处理厂污泥成分制成，浮床可直接移动到地面栽种植物花卉，或者回填至河堤湖堤中，拆装方便，大大增加公园及观赏性河流湖泊的景观性。

Claims (20)

1.一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，由多个花盆状的单元浮岛组装而成；所述花盆状的单元浮岛为密实结构，中间设有用于栽种具有净水功能的水生植物的通孔；所述单元浮岛由包括以下重量百分比的干料组分的原料浇筑而成：

城市污水处理厂污泥粉末  62～68wt％；

膨胀珍珠岩              12～14wt％；

灰渣胶凝材料            20～24wt％。

2.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述城市污水处理厂污泥粉末为经过无害化处理后的城市污水处理厂污泥粉末，粒径不大于1.00mm。

3.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的粒径不大于2.30mm；所述灰渣凝胶材料选自HAS土壤固化剂，粒径不大于0.25mm。

4.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，由多个花盆状的单元浮岛通过矩形阵列或环形阵列组装而成。

5.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述单元浮岛的浇筑过程为：向所述干料组分中加水混合，搅拌均匀呈粘稠状浆料；取花盆状模具，并将一圆柱形模具置于所述花盆模具的中间，然后将所述粘稠状浆料浇筑到花盆状模具中，压紧压实，室温下静置1天，待浆料固化、干燥和成型后，去除外部花盆状模具及中间圆柱形模具即制得单元浮岛成品。

6.如权利要求5所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述单元浮岛的顶部四周对称嵌有多个连接扣，所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的相邻单元浮岛之间通过所述连接扣相互连接。

7.如权利要求6所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述单元浮岛的上部四周对称嵌有四个连接扣。

8.如权利要求6所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述连接扣在其固定位置上可以旋转角度。

9.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，位于所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床外围的单元浮岛通过钢丝绳加固。

10.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述单元浮岛的底部连接有轻质填料筐，所述轻质填料框内固定有软性净水填料。

11.如权利要求10所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述单元浮岛的底部对称嵌有多个挂钩，所述轻质填料筐顶部通过位于所述单元浮岛底部的挂钩与所述单元浮岛连接。

12.如权利要求10所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述轻质填料筐为长圆筒形，筒壁为由轻质材料制成的大孔网状结构；所述软性净水填料选自醛化纤纶软性填料。

13.如权利要求12所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述轻质材料选自聚乙烯、三丙聚乙烯和聚丙烯。

14.如权利要求12所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述轻质填料筐的直径为5-10cm，长度为30-50cm；所述软性净水填料为长条形，模拟天然水草形态加工而成；所述软性净水填料的长度与所述轻质填料筐的长度相等。

15.如权利要求14所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述轻质填料筐内固定有多个软性净水填料，所述多个软性净水填料通过顶部和底部与所述轻质填料筐固定连接。

16.如权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床，其特征在于，所述花盆状的单元浮岛的最大直径为15-24cm；所述单元浮岛中间的通孔的直径为5-10cm；所述单元浮岛的高度为10-18cm。

17.一种污水净化方法，为将权利要求1-16任一所述的一种城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床放置于污水中，借助重力以及浮力的作用，所述花盆状的单元浮岛大部分没入水面以下，在所述单元浮岛的中间通孔内栽种适当数量的具有净水功能的水生植物，所述水生植物的根部浸没于水体中，并在所述中间通孔内的孔隙内填充柔性材料加以固定。

18.如权利要求17所述的一种污水净化方法，其特征在于，所述具有净水功能的水生植物选自菖蒲、香蒲、美人蕉、荷花、水葱、千屈菜和鸢尾。

19.如权利要求17所述的一种污水净化方法，其特征在于，所述柔性材料选自海绵、聚苯乙烯泡沫和聚乙烯泡沫。

20.如权利要求17所述的一种污水净化方法，其特征在于，在所述城市污水处理厂污泥基质移动式生态浮床的不同单元浮岛内间隔种植多种不同的水生植物。