CN110092487A - 一种用于河道生态治理的生物填料固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种用于河道生态治理的生物填料固定装置。该装置包括固定环、绳索和生物基，生物基呈毛刷状固定在绳索上，绳索的一端固定在固定环上，固定环可转动的设置在水体中且固定环的一侧均匀设置有多个绳索，固定环下端距离河底1‑3cm。本发明通过将生物基固定在绳索上，并将绳索固定在固定环上，生物基均匀分布，与污染水体充分接触；通过定期转动固定环，可以保证绳索上各处生物基上生物膜量基本分布均匀，老化的生物膜及时脱落并随水流流走；底部的土著菌群更好地附着在各个绳索的生物基上及与污染水源接触；从而达到更佳的治理效果。

Description

一种用于河道生态治理的生物填料固定装置

技术领域

本发明涉及生物填料治理水体污染领域，具体涉及一种用于河道生态治理的生物填料固定装置。

背景技术

生物膜法是利用附着生长于填料表面的微生物进行河道生态治理的方法，填料是生物膜的载体，其作用是提供微生物附着生长的表面，为微生物提供适合繁殖的环境，在微生物生长所需环境条件合适的情况下，填料上生长的有效生物膜越多以及微生物与污染物的接触面积越大，则河道生态治理效果越好。常见的填料可分为无机填料和有机高分子填料，陶粒、颗粒/粉末活性炭等无机填料由于亲水且表面粗糙，具有良好的挂膜性能，但这些填料密度较大，会沉淀堆积，不利于微生物与有机污染物的接触和降解；高分子填料很容易固定或悬浮于水中，具有很好的水利条件，但这些物质均为疏水性、表面光滑，因此难于生物膜的挂附，特别是初级生物膜的附着。

常见的有机填料按形状分为块状、管状、纤维状三大类，目前，绝大多数的纤维状生物基填料均采用固定支架的安装形式，填料在水中固定，最常见的是将纤维状的填料固定在绳索上，然后将多根绳索连接捆绑在一起，以镀锌钢管打桩固定在河底中，绳索捆绑在一起时，靠近捆绑端的生物基填料紧紧贴附在一起，不利于生物膜的均匀形成且难以与污染物更好的接触，生物膜更新也较慢；生物膜大都附着在绳索左右两侧的生物基纤维丝上，且随着时间的增长，生物膜生长的环境越来越差，从而导致整个装置治理效果较慢且利用率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种新的用于河道生态治理的生物填料固定装置，该固定装置可以进行转动，一方面保证生物膜基本能够均匀分布在各生物基上，生物基上老化的生物膜能够及时的脱落，另一方面可以保证底部的土著菌群更好地附着在各个绳索的生物基上且与污染水源更好的接触，治理效果更佳。

本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的：

本发明所提供的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，包括固定环、绳索和生物基，生物基呈毛刷状固定在绳索上，绳索的一端固定在固定环上，固定环可转动的设置在水体中且固定环的一侧均匀设置有多个绳索，固定环下端距离河底1-3cm。

具体地，还包括立柱、横梁、动力杆、连接杆、转盘和固定柱，立柱打桩固定在河底中且竖直设置有两根，立柱之间固定设置有横梁，横梁的一侧并列设置有多个固定环，固定环可转动的设置在横梁上，绳索固定在固定环远离横梁的一侧且位于水流的下流方向，固定环的边沿设置有一连接杆，立柱的外侧各固定设置有一固定柱，固定柱上端一侧可转动的设置有一转盘，两个转盘之间设置有一动力杆，动力杆的端部均偏心设置在转盘上，连接杆的一端可转动的设置在固定环上，另一端可转动的设置在动力杆上，同方向转动两个转盘，动力杆做左右上下运动，并通过连接杆带动固定环转动。

优选地，转盘与动力杆连接点的运动轨迹的直径等于固定环与连接杆连接点的运动轨迹的直径，固定环和转盘的转动角度均不大于180°。

优选地，固定柱上水平设置有一挡杆，转盘上设置有三对螺杆套筒，三对螺杆套筒在转盘上呈180°均匀分布，每对螺杆套筒之间的间距大于挡杆宽度2-5cm且螺杆套筒的长度小于固定柱与转盘之间的水平距离，转动时，将螺杆分别旋转固定在螺杆套筒上转动转盘，固定时，挡杆位于其中一对螺杆套筒上的螺杆之间。

优选地，固定环边沿上均匀设置有多个挂环，挂环可转动的设置在固定环上，绳索固定在挂环上。

优选地，生物基在5%的氢氧化钠溶液中浸泡1-2h，再用清水冲洗干燥后使用。

其中，生物基的表面固化有改性活性炭，改性活性炭内浸渍有碳酸钙。

本发明所提供的用于河道生态治理的生物填料固定装置，具有以下有益技术效果：

（1）生物基通过绳索固定在固定环上，生物基分布较为分散；固定环设置为可转动的方式，一方面可以保证生物膜基本能够均匀分布在各生物基上，老化的生物膜能够及时脱落，另一方面底部的土著菌群能够更好地附着在各个绳索的生物基上及与污染水源接触，治理效果更佳；通过转动还可以提高溶氧、改善生物基附近的水环境；

（2）通过同一动力杆可以一次性的驱动整排的固定环进行转动，效率较高且转动较为方便，需要转动操作时，两个人员分别在两边进行转盘的转动即可实现整排固定环的转动，更加快速方便，当河道较浅时，转盘直接设置在岸边，无需下水操作；

（3）可以通过转盘的状态推测了解到水底固定环的状态，方便定期进行规律地调节；

（4）三对螺杆套筒的设置，一方面可以方便的对转盘进行转动，另一方面可以对转盘进行方便的固定，螺杆不容易丢失；

（5）绳索通过挂环的方式可转动的设置在固定环上，绳索也可随着水流的转动进行转动，或者在转动固定环时同时进行自转和周转，生物基与污染水源的接触更好；

（6）生物基在使用前通过氢氧化钠进行浸泡处理，可以增加生物基表面的粗糙度，更好的利于生物膜的挂附；

（7）生物基表面固化的活性炭，可以吸附有机物，增大污染物与生物膜的接触时间，活性炭内浸渍的碳酸钙，可以中和菌类生长过程中产生的酸性物质，具有pH缓冲能力，有效避免长期运行后环境过酸对菌的生长产生抑制。

（8）本发明所提供的生物填料的固定装置，还不影响河流的泄洪功能。

附图说明

图1为用于河道生态治理的生物填料的固定装置的俯视结构示意图；

图2为用于河道生态治理的生物填料的固定装置的侧视结构示意图；

图3为用于河道生态治理的生物填料的固定装置的另一角度的侧视结构示意图；

图4为固定环和挂环的侧视结构示意图；

图中1 固定环、2 绳索、3 生物填料、4 立柱、5 横梁、6 动力杆、7 连接杆、8 转盘、9固定柱、10 螺杆套筒、11 挡杆。

具体实施方式

为了使本发明的结构和原理更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明进行详细的描述：

一种用于河道生态治理的生物填料的固定装置，如图1所示，包括固定环1、绳索2和生物基3，生物基3呈毛刷状固定在绳索2上，绳索2的一端固定在固定环1上，固定环1可转动的设置在水体中且固定环1的一侧均匀设置有多个绳索，固定环下端距离河底1-3cm。

本发明通过将生物基3固定在绳索2上，并将绳索2固定在固定环1上，生物基分布较为分散，微生物分解污染物时所占空间较大，溶氧等环境相对也较好；应用时，通过定期的转动固定环1，固定环1带动绳索2及生物基3转动，一方面可以保证绳索2上各处生物基3上生物膜量基本分布均匀，老化的生物膜及时脱落并随水流流走，另一方面在转动时，绳索的位置会发生变化，不同位置的绳索会被转动至最底部，底部的土著菌群更好地附着在各个绳索的生物基上，当其转动至上端时，能够更好地与污染水源接触，通过转动还可以提高溶氧、改善生物基附近的水环境，治理效果更加快速和明显。

具体地，本发明还包括有立柱4、横梁5、动力杆6、连接杆7、转盘8和固定柱9，立柱4打桩固定在河底中且竖直设置有两根，立柱4之间固定设置有横梁5，横梁5的一侧并列设置有多个固定环1，固定环1可转动的设置在横梁5上，具体的可设置为：横梁5上设置有固定轴，固定环1的中心套设在固定轴上且可绕着固定轴转动，绳索2固定在固定环1远离横梁5的一侧且位于水流的下流方向，固定环1的边沿设置有一连接杆7；立柱4的外侧各固定设置有一固定柱9，固定柱9可根据需要固定在岸边或者河道的两侧，上端可高出水位，固定柱9上端一侧可转动的设置有一转盘8，两个转盘8之间设置有一动力杆6，动力杆6的端部均偏心设置在转盘8上且可绕转盘上的固定轴转动，连接杆7的一端可转动的设置在固定环1上，另一端可转动的设置在动力杆6上，同方向转动两个转盘8，动力杆6做左右上下运动，并通过连接杆7带动固定环1转动，进而实现绳索2、生物基3的转动。该设置使得各个固定环通过连接杆7连接在同一动力杆6上，动力杆6通过转盘8进行驱动左右上下转动，通过同一动力杆6可以一次性的驱动整排的固定环1进行转动，效率较高且转动较为方便，需要转动操作时，两个人员分别在两边进行转盘8的转动即可实现整排固定环1的转动，更加快速方便，当河道较浅时，转盘8可直接设置在岸边，人员在岸边即可操作，无需下水。

本实施例中，转盘8与动力杆6连接点的运动轨迹的直径等于固定环1与连接杆7连接点的运动轨迹的直径，可以在转盘上做标记，通过转盘上标记的位置即可快速地判断出水底中固定环及绳索的状态，方便定期进行规律地调节；固定环1和转盘8的转动角度均不大于180°，避免绳索缠绕在连接杆7上。

具体地，如图1、3所示，固定柱9上水平设置有一挡杆11，转盘8上设置有三对螺杆套筒10，三对螺杆套筒10在转盘8上呈180°均匀分布，即相邻两对螺杆套筒10的中心轴与转盘8圆心的夹角为90°，每对螺杆套筒10之间的间距大于挡杆11宽度2-5cm，固定转盘不动时，挡杆11位于其中一对螺杆套筒10之间，螺杆套筒10的长度小于固定柱9与转盘8之间的水平距离，避免固定柱9和挡杆影响转盘的转动；转动时，将螺杆分别旋转固定在螺杆套筒内，手动进行转动即可，固定时，挡杆11位于其中一对螺杆套筒上的螺杆之间（参见图3），保证转盘8不会随便转动，螺杆套筒10的设置一方面可以方便的通过螺杆对转盘进行转动，另一方面可以对转盘进行方便的固定，且螺杆不容易丢失；

本实施例中，我们还在固定环边沿上均匀设置了多个挂环，挂环可转动的设置在固定环1上，绳索2固定在挂环上，位于固定环1上方的绳索2可以在水流的作用下自动转动，更好的与水体中的污染物接触。本实施例中的横梁、固定环、挂环等均可采用不易生锈的材料制成，比如镀锌的钢制材料等。

本实施例中，生物基在5%的氢氧化钠溶液中浸泡1-2h，再用清水冲洗干燥后使用。这是因为所采用的生物基为含有大量植物纤维素的生物基，经过碱液的活化处理，碱液进入到纤维网状组织中，纤维素大分子键间距离增大，增大生物基的附着面，同时表面粗糙度增加，更有利于生物膜的形成。

进一步地，我们还可以在生物基的表面固化改性活性炭，改性活性炭内浸渍碳酸钙，活性炭可以吸附有机物，增大污染物与生物膜的接触时间，浸渍的碳酸钙，可以中和菌类生长过程中产生的酸性物质，具有pH缓冲能力，有效避免长期运行后环境过酸对菌的生长产生抑制。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何改进和等同替换，均包含在本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，包括固定环、绳索和生物基，生物基呈毛刷状固定在绳索上，绳索的一端固定在固定环上，固定环可转动的设置在水体中且固定环的一侧均匀设置有多个绳索，固定环下端距离河底1-3cm。

2.根据权利要求1所述的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，还包括立柱、横梁、动力杆、连接杆、转盘和固定柱，立柱打桩固定在河底中且竖直设置有两根，立柱之间固定设置有横梁，横梁的一侧并列设置有多个固定环，固定环可转动的设置在横梁上，绳索固定在固定环远离横梁的一侧且位于水流的下流方向，固定环的边沿设置有一连接杆，立柱的外侧各固定设置有一固定柱，固定柱上端一侧可转动的设置有一转盘，两个转盘之间设置有一动力杆，动力杆的端部均偏心设置在转盘上，连接杆的一端可转动的设置在固定环上，另一端可转动的设置在动力杆上，同方向转动两个转盘，动力杆做左右上下运动，并通过连接杆带动固定环转动。

3.根据权利要求2所述的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，转盘与动力杆连接点的运动轨迹的直径等于固定环与连接杆连接点的运动轨迹的直径，固定环和转盘的转动角度均不大于180°。

4.根据权利要求3所述的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，固定柱上水平设置有一挡杆，转盘上设置有三对螺杆套筒，三对螺杆套筒在转盘上呈180°均匀分布，每对螺杆套筒之间的间距大于挡杆宽度2-5cm且螺杆套筒的长度小于固定柱与转盘之间的水平距离，转动时，将螺杆分别旋转固定在螺杆套筒上转动转盘，固定时，挡杆位于其中一对螺杆套筒上的螺杆之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，固定环边沿上均匀设置有多个挂环，挂环可转动的设置在固定环上，绳索固定在挂环上。

6.根据权利要求1所述的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，生物基在5%的氢氧化钠溶液中浸泡1-2h，再用清水冲洗干燥后使用。

7.根据权利要求1所述的一种用于河道生态治理的生物填料固定装置，其特征在于，生物基的表面固化有改性活性炭，改性活性炭内浸渍有碳酸钙。