CN108609737A - 生态浮岛水体修复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生态浮岛水体修复系统，其包括加注系统、中空纤维膜组件、种植浮床及种植在种植浮床内的水生植物；中空纤维膜组件包括外壳和膜丝，膜丝固定设置在外壳上，且膜丝上接种有微生物菌种；加注系统向膜丝中加注营养液，营养液透过膜丝向水中渗透；中空纤维膜组件固定设置在种植浮床下方，膜丝与水生植物的根系缠绕；本发明技术方案中，提供了一种高效净化水体的生态水处理系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种水污染处理装置，特别是一种生态浮岛水体修复系统。
背景技术
水污染是现今社会的一大难题，传统的水污染处理方法有化学法和物理法，化学法是利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质，但是化学法需要对水体进行检测，定量投放化学品，化学法成本较高，且容易造成新的污染；物理法是利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物，但是回收得到的污染物的处理仍是问题。除了物理法和化学法处理水污染外，生物法是近年常用的水处理方法，生物法主要是利用微生物的生化作用处理废水中的有机物，生物法主要为生物膜法，生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体，授权公告号为CN204714591U，发明名称为集成化膜曝气生物反应器水体净化装置的中国发明专利公开了一种使用中空纤维膜净化水污染的装置，但是这种依靠微生物对水体的净化主要为对水体的有机物的净化，对N,P的去除效果不好，且不能建立良好的生态环境，恢复水体的自然生态。因此近年来有研究利用水生植物自然净化水质的水生植物净化法，公开号为CN107915322A，发明名称为一种河道水污染治理用生态浮岛的中国发明专利公开了一种生态浮岛，这种生态浮岛利用植物自身的代谢，将污染物转为无污染的二氧化碳等代谢物，并且能够将氧气输送至根部，给好氧，兼性厌氧，厌氧微生物都提供很好的环境，植物浸入水中的茎叶也成为微生物附着的载体，以植物根系为范围形成了较大的生物膜体系，但是这种单纯的生态浮岛也有其缺点，其生物膜形成速度慢且不稳定，在污染水中植被根系不发达时，存活率不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够处理多种污染，促进植物根系生长，快速形成生物膜的生态浮岛水体修复系统。
为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：一种生态浮岛水体修复系统，其包括加注系统、中空纤维膜组件和种植浮床；中空纤维膜组件包括外壳和膜丝，外壳设置为中空柱状，膜丝的所有开口朝上且所有膜丝的开口横截面都处于一个平面上，膜丝上部固定在外壳内部；加注系统用于向膜丝中加注营养液；中空纤维膜组件与种植浮床底部固定连接。
作为本发明进一步的方案：加注系统包括加注箱、加注管、微型水泵和截止阀，微型水泵和加注箱通过加注管构成营养液的传输连接，微型水泵与中空纤维膜组件通过加注管构成营养液的传输连接，截止阀设置在加注箱和微型水泵之间。
作为本发明进一步的方案：膜丝通过聚氨酯灌封与外壳固定。
作为本发明进一步的方案：膜丝设置为U型。
作为本发明进一步的方案：中空纤维膜组件的外壳材料设置为树脂。
作为本发明进一步的方案：所述加注系统连接有供电系统，微型水泵与一供电系统相连。
作为本发明进一步的方案：供电系统包括光伏发电电池组合和蓄电池，光伏发电电池组合与蓄电池构成电连接。
作为本发明进一步的方案：所述生态浮岛水体修复系统还包括加氧装置。
作为本发明进一步的方案：所述加注系统和供电系统固定设置在浮筒上。
作为本发明进一步的方案：所述中空纤维膜组件设置为多个，均匀设置在种植浮床底部外周。
作为本发明进一步的方案：所述外壳的内部半径为17毫米，外部半径为21毫米。
作为本发明进一步的方案：所述供电系统电连接有微电机控制系统，微电机控制系统用于控制微型水泵的定时开启。
作为本发明进一步的方案：所述中空纤维膜组件和微型水泵间设置有过滤设备，用于过滤加注箱中可能含有的杂质。
本发明的积极效果：
①将中空纤维膜技术和生态浮岛有机结合，应用于水体修复，兼有两者优点，是一个完全生态的水体修复技术；
②使用太阳能电池提供动力，解决了水体中央较难铺设电缆的技术问题；
③使用微循环泵向膜丝中输送营养液，并通过膜丝向水体中缓慢渗透营养液，使得水生植物的根系向膜丝靠近，并且水生植物根系和膜丝交织生长，共同形成较大的生物膜体系，并且由于微循环泵的功率很小，因此营养液的传输速度也很慢，不会大量渗透到水体中，导致水体污染；
④透过膜丝向水生植物根系输送营养液，促进植物根系生长，提高植物的存活率，并能促进生物膜的形成和扩大。
⑤设置了特殊的中空纤维膜组件，外壳并不像传统的中空纤维膜组件将膜丝全部包裹，本发明所涉及的中空纤维膜组件，其外壳只起到固定膜丝，并且与其他装置相连接的作用，而膜丝下部分散漂浮在水中，方便植物缠绕，且从膜丝中渗透出的营养液供植物根系和膜丝上接种的微生物菌种吸收，植物根系和微生物菌种共同生长，使得植物净化和生物膜净化结合，交织构成一个生态净化系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述生态浮岛水体修复系统的实施方案的结构示意图。
图2是本发明所述生态浮岛水体修复系统的实施方案的未展示供电系统的结构示意图。
图3是本发明所述生态浮岛水体修复系统的实施方案的未展示加注系统的结构示意图。
图4是本发明所述生态浮岛水体修复系统的实施方案所述的中空纤维膜组件的俯视结构示意图。
图5是本发明所述生态浮岛水体修复系统的实施方案所述的中空纤维膜组件的剖面结构示意图。
图6是本发明所述生态浮岛水体修复系统的实施方案所述的向中空纤维膜组件加注营养液并向外渗透的原理示意图。
1、加注箱；2、微型水泵；3、截止阀；4、种植浮床；5、中空纤维膜组件；6、浮筒；7、光伏发电电池组合；8、蓄电池；9、膜丝；10、外壳；11、聚氨酯
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明所述生态浮岛水体修复系统，其包括加注系统、中空纤维膜组件5和种植浮床4，将植物种在种植浮床4上；中空纤维膜组件5包括外壳10和膜丝9，外壳10设置为中空柱状，膜丝9的所有开口朝上且所有膜丝9的开口横截面都处于一个平面上，膜丝9上部固定在外壳10内部；加注系统用于向膜丝9中加注营养液；中空纤维膜组件5与种植浮床4底部固定连接。
作为本发明进一步的方案：加注系统包括加注箱1、加注管、微型水泵2和截止阀3，微型水泵2和加注箱1通过加注管构成营养液的传输连接，微型水泵2与中空纤维膜组件5通过加注管构成营养液的传输连接，截止阀3设置在加注箱1和微型水泵2之间，微型水泵2从加注箱1中泵出营养液，并将营养液泵入中空纤维膜组件5的膜丝9中，微型水泵2功率很小，可以缓慢向膜丝9中传输营养液，截止阀3也可以调节流速的大小，防止营养液的流速过快污染水体，或流速过慢无法提高植物根系营养。
作为本发明进一步的方案：膜丝9通过聚氨酯11灌封与外壳10固定。
作为本发明进一步的方案：膜丝9设置为U型，中空纤维膜组件5的膜丝9为较为柔软的条状的中空纤维膜，本发明中将其弯折，两端的开口朝上，这样整个膜丝9呈U型，便于植物根系的缠绕，且开口均朝上，方便加注营养液，并且营养液只会从膜丝9的。
作为本发明进一步的方案：中空纤维膜组件5的外壳10材料设置为树脂。
作为本发明进一步的方案：所述加注系统连接有供电系统，微型水泵2与一供电系统相连。
作为本发明进一步的方案：供电系统包括光伏发电电池组合7和蓄电池8，光伏发电电池组合7与蓄电池8构成电连接，并且光伏发电电池组合7与蓄电池8间连有逆变器。
作为本发明进一步的方案：所述生态浮岛水体修复系统还包括加氧装置。
作为本发明进一步的方案：所述加注系统和供电系统固定设置在浮筒6上。
作为本发明进一步的方案：所述中空纤维膜组件5设置为多个，均匀环绕在种植浮床4底部外周。
作为本发明进一步的方案：所述外壳10的内径为17毫米，内径为21毫米。
作为本发明进一步的方案：所述供电系统电连接有微电机控制系统，微电机控制系统用于控制微型水泵2的定时开启。
作为本发明进一步的方案：所述中空纤维膜组件5和微型水泵2间设置有过滤设备，用于过滤加注箱1中可能含有的杂质。
实际使用中，种植浮床4上种植有水生植物，加注系统向中空纤维膜组件5中加注营养液，膜丝9的开口朝上，营养液从开口向下流入膜丝9，并从膜丝9的侧壁慢慢向水中渗透，如图6所示为营养液通过膜丝9缓慢向水体渗透的原理示意图，由于使用的水泵为微型水泵2，功率较小，因此渗透是一个很缓慢的过程，这样的渗透吸引植物的根系缠绕到膜丝9上，而膜丝9设置为U型，也更方便根系的缠绕，这样给植物的根系提供营养，便于植物根系的生长，使得植物净化生态系统更加稳定；中空纤维膜组件5的膜丝9上接种有微生物菌种，构成生物膜净化系统，渗透出的营养液供微生物菌种生长，并且通过膜丝9和植物根系的缠绕，将整个生物膜范围扩大，增加效率。
Claims (10)
1.一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，其包括加注系统、中空纤维膜组件和种植浮床；中空纤维膜组件包括外壳和膜丝，外壳设置为中空柱状，膜丝的所有开口朝上且所有膜丝的开口横截面都处于一个平面上，膜丝上部固定在外壳内部；加注系统用于向膜丝中加注营养液；中空纤维膜组件与种植浮床底部固定连接。
2.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，加注系统包括加注箱、加注管、微型水泵和截止阀，微型水泵和加注箱通过加注管构成营养液的传输连接，微型水泵与中空纤维膜组件通过加注管构成营养液的传输连接，截止阀设置在加注箱和微型水泵之间。
3.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，膜丝通过聚氨酯灌封与外壳固定。
4.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，膜丝设置为U型。
5.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，中空纤维膜组件的外壳设置为树脂。
6.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，所述加注系统连接有供电系统，供电系统与微型水泵构成供电连接。
7.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，供电系统包括光伏发电电池组合和蓄电池，光伏发电电池组合与蓄电池构成电连接。
8.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，所述供电系统电连接有加氧装置。
9.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，所述中空纤维膜组件设置为多个，均匀设置在种植浮床底部外周。
10.如权利要求1所述的一种生态浮岛水体修复系统，其特征在于，所述发电系统电连接有微电机控制系统，微电机控制系统与微型水泵构成控制电连接。
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