CN105152341A - 一种可以用于水体净化的自浮式生态浮床 - Google Patents

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焦春磊
赵越
杨文杰
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Abstract

本发明涉及环保技术领域，特别涉及用于水体净化的自浮式生态浮床及其设置方法，包括浮床壳体、填料、浮床植物、连接杆以及配重块，其中填料为膨胀石墨块、蛭石、鹅卵石等。本发明利用膨胀石墨块与蛭石分别对大分子有机非极性物质和磷具有良好的富集作用，通过根系附近微生物的降解作用将污染物分解成植物可以吸收的氮磷钾等营养物质，以此来达到净化水质的目的，并且生态浮床中的植物通过吸收营养物质可维持正常的生长，以此来达到整个体系的可持续性发展。该发明相比于以往生态有效避免了传统生态浮床大量使用泡沫板等材料所带来二次污染的风险，并且有效提高生态浮床的净化能力，大大提高了处理效率，具有很好的实用性与普适性。

Description

一种可以用于水体净化的自浮式生态浮床
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别涉及用于水体净化的自浮式生态浮床及其设置方法。
背景技术
生态浮床技术是一种原位修复技术，其利用植物的无土栽培技术，将水生植物或者经过培育的陆生植物种植到密度较小的材料例如泡沫板，PVC中空板材，木材或竹子等制成的载体上，通过植物根系的吸收作用和根系附近微生物的降解作用将污染物分解成植物可以吸收的氮磷钾等营养物质，以此来达到净化水质的目的，并且生态浮床中的植物通过吸收营养物质可维持正常的生长，以此来达到整个体系的可持续性发展，所以生态浮床技术是一种可靠的处理污水的技术。
生态浮床具有以下优点：一、首先生态浮床技术一般适用于大面积的可以进行原位修复的水体，如水库，湖泊，河流等，应用范围比较广泛；二、该技术是一种生物修复技术，处理过程比较温和，能够增加水体生态系统多样性，促使被破坏的生态系统慢慢恢复平衡；三、该技术水面部分的植物具有美化环境和产生经济效益的作用；综上所述，该技术具有环境友好性和资源节约性等优点。
但是，在实际操作过程中，传统的生态浮床暴露出许多缺点：一、植物根系的比表面积较小，导致有效的吸收面积较少，能提供给微生物培养场所较小，且微生物的种类和数量受限，所以生态浮床技术对于水体的处理过程过于缓慢，耗时长，这是限制生态浮床技术的主要原因；二、现在大多的生态浮床使用大量的泡沫板和PVC板材作为载体，以提供给浮床较大的浮力，但是泡沫板与PVC板材对于环境带来了二次污染的风险，且水体处理后的废物处理也成为比较大的问题。随着我国地表水污染问题的加剧，开发一种新型的生态浮床技术成为了发展趋势。
发明内容
本发明旨在提出一种新型的自浮式生态浮床及其设置方法，以克服现有技术净化能力不足，耗时长，载体缺陷等缺点，其特征在于：所述生态浮床使用膨胀石墨球作为植物根系填充物及浮床载体，具体结构如下：
一种可以用于水体净化的自浮性生态浮床，包括浮床壳体、填料、浮床植物、连接杆以及配重块；所述填料填充在浮床壳体内部，并低于壳体上边缘；所述浮床植物种植到填料中间，并使根系充满填料；所述的连接杆贯穿浮床上边缘固定相邻的单个浮床；所述配重块悬挂于浮床壳体底部。
优选的，所述浮床壳体材质为PVC，为网状结构。
优选的，所述填料为膨胀石墨块、蛭石、鹅卵石等，将所述的膨胀石墨块填充到浮床壳体中，将所述浮床植物根系均匀分布于膨胀石墨块周围；将所述蛭石均匀填充到膨胀石墨块空隙中；将鹅卵石等均匀覆盖在膨胀石墨块与蛭石上，紧实填料。
优选的，在所述浮床壳体与所述填料之间覆盖一层纱网，防止填料损失。
优选的，所述膨胀石墨块是由膨胀石墨制成，所述膨胀石墨是经过氧化插层后膨化制得，其体积密度为200mL/g以上，比表面积为200m2/g以上；
优选的，所述蛭石粒度为1mm~10mm；所述的鹅卵石粒度为1mm~20mm。
优选的，所述连接杆材质为PVC塑料；优选的，为不锈钢；通过卡扣与床体固定。
优选的，所述配重块材质为不锈钢，配重块的重量根据实际情况进行调整；优选的，所述配种块的重量应使得浮床上边缘与植物跟上部浮于水面上方。
优选的，所述填料内添加菌剂，所述菌剂为酵母菌，硝化细菌，反硝化细菌，光合菌等菌剂组成。
优选的，所述浮床植物为挺水植物，包括菖蒲、芦苇、吊兰、芭蕉等的一种或多种的任意组合。
所述自浮式生态浮床的设置方法，包括以下步骤。
步骤一：先将所述浮床壳体内部填充膨胀石墨块，将所述植物栽培到膨胀石墨块中，再将蛭石填充满浮床壳体，上面覆盖一层鹅卵石。
步骤二：在所述填料内添加菌剂。
步骤三：将单个浮床使用连接杆连接到一起，并用卡扣固定。
步骤四：将整个浮床放入污染水体中，底部挂上配重块，使得浮床上边缘与植物跟上部浮于水面上方；在周围水体添加菌剂。
其中，所有浮床覆盖的面积占所述水体总面积的20%~60%。
相比于以往的生态浮床技术，本技术有以下优点。
本技术采用自浮式设计，浮床内的填料既是植物根系固定的填充物也是根系附近微生物生长的载体，并且由于填料选用了膨胀石墨块与蛭石等轻质材料，使得生态浮床在不使用其他外在载体的情况下能够自发浮在水面上，避免了传统生态浮床大量使用泡沫板等材料所带来二次污染的风险。
膨胀石墨作为一种新型多孔材料，它因其内部以大孔为主，多用于吸附废水中大分子有机物，效果优于以小孔为主的活性炭等其他吸附材料，因此常常将膨胀石墨用于油类或有机非极性污水的处理；蛭石的主要成分为碳酸钙，对水中的磷具有很好的处理效果。通过在填料中添加的膨胀石墨块、蛭石等能够有效富集水中污染物，有效提高生态浮床的净化能力，大大提高了处理效率。
附图说明
图1为本发明自浮式生态浮床侧视图。
图2为本发明自浮式生态浮床俯视图。
图3为本发明自浮式生态浮床剖视图。
图中，1-浮床壳体，2-填料，3-浮床植物，4-连接杆，5-配重块，6-卡扣，7-纱网，8-植物根系，9-膨胀石墨块，10-蛭石，11-鹅卵石。
具体实施方式
实施例以及附仅用于理解本发明，而不能对本发明造成限制，本发明的内容不仅仅限于下面的实施案例，对本发明作的任何同意替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1~3所示，在本发明的一种典型的实施方式中，提供了一种可以用于水体净化的自浮式生态浮床，包括浮床壳体1、填料2、浮床植物3、连接杆4以及配重块5；填料2填充在浮床壳体1内部，并低于壳体上边缘；浮床植物3种植到填料2中间，并使根系充满填料2；连接杆4贯穿浮床上边缘固定相邻的单个浮床；配重块5悬挂于浮床壳体底部。填料2为膨胀石墨块9、蛭石10、鹅卵石11等，将膨胀石墨块9填充到浮床壳体1中，将浮床植物根系8均匀分布于膨胀石墨块9周围；将蛭石10均匀填充到膨胀石墨块9空隙中；将鹅卵石11等均匀覆盖在膨胀石墨块9与蛭石10上，紧实填料2。浮床壳体1与填料2之间覆盖一层纱网7，防止填料损失。配重块5的重量根据实际情况进行调整，使得浮床上边缘与植物跟上部浮于水面上方。填料2内添加菌剂，所述菌剂为酵母菌，硝化细菌，反硝化细菌，光合菌等菌剂组成。浮床植物3为挺水植物，包括菖蒲、芦苇、吊兰、芭蕉等的一种或多种的任意组合。
实施例1：填料选择为膨胀石墨块，蛭石，鹅卵石等，将整个浮床放入污染水体中，底部挂上配重块，使得浮床上边缘与植物跟上部浮于水面上方；在周围水填料选择体添加菌剂；其中，所有浮床覆盖的面积占所述水体总面积的50%。在本实施例中，采用静置的方式，植物种植密度为16棵/m2，在浮床放入水中后按照本发明的设置方式添加菌剂，一周以后开始测定水质。
对比例1：填料选择为蛭石，鹅卵石等，将整个浮床放入污染水体中，底部挂上配重块，使得浮床上边缘与植物跟上部浮于水面上方；在周围水填料选择体添加菌剂；其中，所有浮床覆盖的面积占所述水体总面积的50%。在本实施例中，采用静置的方式，植物种植密度为16棵/m2，在浮床放入水中后按照本发明的设置方式添加菌剂，一周以后开始测定水质。
采用实施例1的自浮式生态浮床和对比例1的浮床进行污水处理的对比实验。
采用实施例1的自浮式生态浮床和对比例1的浮床对生活污水进行处理，处理结果如表1所示。
表1。
实施例1 对比例1
COD去除率 65.07% 15.78%
氨氮去除率 54.33% 10.05%
总氮去除率 64.34% 12.78%
总磷去除率 58.47% 21.76%
采用实施例1的自浮式生态浮床和对比例1的浮床对污水处理厂出水进行处理，处理结果如表2所示。
表2。
实施例1 对比例1
COD去除率 69.78% 14.36%
氨氮去除率 57.31% 9.87%
总磷去除率 57.11% 20.32%
采用实施例1的自浮式生态浮床和对比例1的浮床对轻度含油污水进行处理，处理结果如表3所示。
表3。
实施例1 对比例1
石油烃去除率 63.14% 5.34%
COD去除率 62.24% 11.32%
氨氮去除率 57.32% 8.37%
总磷去除率 55.11% 17.51%
由表1~3中数据可以看出，本发明实施例1所采用的自浮式生态浮床在使用时，能够净化较难处理的污染水体，以及达到原位修复的良好效果，具有实用性与普适性。

Claims (10)

1.一种可以用于水体净化的自浮性生态浮床，包括浮床壳体、填料、浮床植物、连接杆以及配重块；所述填料填充在浮床壳体内部，并低于壳体上边缘；所述浮床植物种植到填料中间，并使根系充满填料；所述的连接杆贯穿浮床上边缘固定相邻的单个浮床；所述配重块悬挂于浮床壳体底部。
2.根据权利要求1所述浮床壳体材质为PVC，为网状结构。
3.根据权利要求1所述填料为膨胀石墨块、蛭石、鹅卵石等，将所述的膨胀石墨块填充到浮床壳体中，将所述浮床植物根系均匀分布于膨胀石墨块周围；将所述蛭石均匀填充到膨胀石墨块空隙中；将鹅卵石等均匀覆盖在膨胀石墨块与蛭石上，紧实填料。
4.根据权利要求1所述浮床壳体与所述填料之间覆盖一层纱网，防止填料损失。
5.根据权利要求3所述膨胀石墨块是由膨胀石墨加入交联剂制成，所述膨胀石墨是经过氧化插层后膨化制得，其体积密度为200mL/g以上，比表面积为200m2/g以上。
6.根据权利要求3所述蛭石粒度为1mm~10mm；所述的鹅卵石粒度为1mm~20mm。
7.根据权利要求1所述连接杆材质为PVC塑料或不锈钢等材料，通过卡扣与床体固定。
8.根据权利要求1所述配重块材质为不锈钢，配重块的重量根据实际情况进行调整；所述配种块的重量应使得浮床上边缘与植物跟上部浮于水面上方。
9.根据权利要求1所述填料内添加菌剂，所述菌剂为酵母菌，硝化细菌，反硝化细菌，光合菌等菌剂组成。
10.根据权利要求1所述浮床植物为挺水植物，包括菖蒲、芦苇、吊兰、芭蕉等的一种或多种的任意组合。
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