CN111087079A

CN111087079A - 附着藻优势生长的水体生物净化处理装置

Info

Publication number: CN111087079A
Application number: CN202010044786.2A
Authority: CN
Inventors: 江蔚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-05-01

Abstract

本发明涉及一种水体生物净化处理装置，属于污水、景观水体的净化处理技术领域、水产养殖技术领域。为解决污水净化处理效率低、能耗高等问题，提高景观水体的能见度，增加水体溶解氧，提高水产养殖的产量，本发明提供能保持附着藻类对比浮游藻类的生态竞争优势的水体生物净化装置。其包括：优选培育的附着藻、附着藻生长基质、固定结构。所述附着藻及其生长基质能减少光合作用产生的氧气从水中逸出，以此维持附着藻类对比浮游藻类的生态竞争优势，抑制浮游藻类生长，保持水体较高的能见度。本发明的优点是：利用太阳能生产，不消耗额外能源，可直接就水体安装，无须额外占用场地，包装、运输、存储、安装、使用、维护简便，成本低。

Description

附着藻优势生长的水体生物净化处理装置

技术领域

本发明涉及一种水体生物净化处理装置，属于污水、富营养水、景观水体的净化处理技术领域、水产养殖技术领域。

背景技术

目前生活污水、养殖生产污水及江河湖泊中的水体富营养化是水污染最严重的普遍问题，使得水体中蓝藻水华频繁发生，给湖泊河流的水体功能与生态系统造成紊乱和伤害。

人们采用多种方法防治蓝藻水华的生态灾害发生，较为常用的方法是生物净化法，其中有氧生物净化处理技术多采用机械曝气增加污水溶氧量促进微生物生长从而固化水中有害物质，但是机械曝气法的溶氧效率低，能耗大，成本高。

对景观水体的处理通常是通过种植水生植物达到美化环境和净化的目的，但是也存在较多缺点：沉水植物培植、生长控制和收割都比较困难；如果水体富营养化，水中浮游生物会遮挡光线，沉水植物就会失去生长条件；水面植物如水葫芦、浮萍、莲藕等虽然对降低氮磷含量有效，但光合作用是在水上进行，氧气直接进入空气中，植物根茎在水下消耗氧气，仍然会破坏水体的生态环境；水生植物腐烂时反而容易造成二次污染等。

在水产养殖的水体中，人们通过培养适量的浮游藻类进行光合作用产生氧气，供给养殖的生物成长需要，同时浮游藻类也为水产生物提供食物。由于浮游藻类靠近水面的部分获得更充足的阳光，表层水体超过饱和溶氧量时，氧气从水面逸出，而深层水体因光照和浮游藻类不足而导致溶氧量很低，因此形成水体溶氧量分层现象，不利于提高养殖密度。

发明内容

为了解决上述污水净化处理的难题，提高景观水体的能见度，并在水产养殖水体中保持较深水层的适当溶氧量，本发明提供能保持附着藻类对比浮游藻类的生态竞争优势的水体生物净化装置。

技术方案

本发明通过如下技术方案来实现上述目的：

一种附着藻优势生长的水体生物净化装置，包括优选培育的附着藻，附着藻生长基质材料和固定结构。其特征是：优选培育的以刚毛藻为优势种的附着藻，附着生长在多孔、疏松或表面粗糙的生长基质上，所述附着藻生长基质具有可以保持在水体中的固定结构。

附着藻类多属于高等藻类植物，其体内所含有的叶绿素与高等植物相同，包括叶绿素a和叶绿素b。相比蓝藻等一些只含叶绿素a的浮游藻类，附着藻光合作用效率更高。

与常见的沉水植物净化处理技术相比，沉水植物主要吸收水底淤泥的营养，本发明的水体生物净化装置中的附着藻能直接吸收更多的水体中的氮、磷等营养元素和二氧化碳并产生氧气。因此对富营养化的污水净化处理效率更高。

与常见的水面植物净化处理方法相比，水面植物光合作用产生的氧气直接进入到空气中，其根部反而消耗水体中的溶解氧，本发明的装置中的附着藻进行光合作用产生氧气直接释放到水体中，水体的溶解氧充足是净化处理的重要条件之一，因此本发明的装置对污水的净化处理效率更高。

与浮游藻类具有生长优势的水体相比，在本发明的装置中附着藻类具有优势的水体中，水体具有较高的能见度，光线能透射到较深层的水中，通过附着藻光合作用产生氧气，水体溶解氧更多、更均匀。对污水净化处理和水产生物生长更加有利。

本发明的装置能自动维持附着藻类的优势生长。白天光照充足的情况下，水体溶解氧超过饱和溶氧量时，本发明的附着藻及其生长基质能保持氧气气泡，减少氧气逸出到水面，从而使夜晚光合作用停止后附着藻能吸收足够氧气进行呼吸作用，以此维持附着藻类对比浮游藻类的生态竞争优势，抑制浮游藻类生长，保持水体较高的能见度。

本发明的装置中的附着藻在繁殖过程中会释放游孢子，游孢子能附着在浮游生物的表面生长发育，从而抑制浮游生物的生长，游孢子也能附着在水中悬浮颗粒上生长发育，附着藻的比重大于1，可使浮游生物和悬浮颗粒沉入水中，保持水体透明度，维持附着藻的生长优势。

根据本发明的实施例，所述的附着藻类优势种可以是刚毛藻。

刚毛藻是属于绿藻门石莼目一种高等的藻类，含叶绿素a与b，光合作用效率较高。

刚毛藻可无性生殖、产生游孢子及同配接合有性生殖，繁殖能力强，对于高PH值、低CO2的适应能力很强，只要形成优势种和避免浮游生物遮挡光线就比较容易栽培生长，并能持续维持优势生长。

刚毛藻细胞含有多个淀粉核，具有较高的营养价值，易收割，可食用，可作为水产生物饵料，也可以加工成为动物饲料。

刚毛藻的细胞壁厚，具纹层，最外层为壳聚糖，因此刚毛藻死亡后不易腐烂，在水下形成沉积物，不会造成水体二次污染。这种细胞壁还能在脱水较长时间内保护细胞体，使其光合器官不容易受到损伤，因此复水后光合活性能迅速恢复，适合在水体近岸区域涨潮退潮的环境生长。刚毛藻的这一特性使得本发明的装置能方便包装、运输和存储。

根据本发明的实施例，所述的附着藻生长基质可以是无纺布、纺织品、纤维束、绳、海绵状物体，也可以是具有网孔结构或粗糙表面的固体。

根据本发明的实施例，所述的固定结构可以是固定孔、固定支架、固定绳、锚链等多种形式，易于安装、维护，不影响水面景观。

本发明的有益效果是：

1.能有效降低水体中的有机污染物含量，对重污染水体适应性强。在光照充足的情况下，富营养污水在本发明的装置处理5d后COD含量下降80％。

2.能有效提高水体透明度。没有使用过滤装置的情况下，水中能见度2m以上，提高景观水体质量。

3.能有效增加水体溶解氧，特别是深层水体的溶解氧。在光照充足的情况下，水温20℃时水体Do超过9mg/L饱和溶解氧，超过饱和溶解氧后氧气析出气泡附着在藻体、生长基质之间的空隙中，在夜晚或光照不足的情况下，这些氧气气泡重新溶解到水中，为水中生物的呼吸作用提供氧气。充足的溶解氧为提高水产养殖产量提供有利条件。

4.本发明的水体生物净化处理装置便于包装、运输、存储。安装、使用、维护简便，可直接就水体固定安装，无须额外占用场地，无须抽水流动，不需要过滤装置。

5.本发明的水体生物净化处理装置具有结构简单、成本低的优点。对水体净化处理的过程利用太阳能生产，不消耗额外能源。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的水体生物净化装置外观立体图。

图2为本发明第二个实施例的水体生物净化装置外观立体图。

图3为本发明第三个实施例的水体生物净化装置外观立体图。

图4为本发明第四个实施例的水体生物净化装置外观立体图。

图5为本发明第五个实施例的水体生物净化装置外观立体图。

图中1.附着藻生长基质，2.附着藻，3.固定结构，4.漂浮结构。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本发明的生物净化装置包括：由无纺布、纺织品或者海绵状物体构成的长条形附着藻生长基质，这些生长基质具有疏松的多空隙结构。以刚毛藻为优势种的附着藻在上述基质上面附着生长，下方有沉底重物固定结构，上方系有漂浮结构，使生长基质在水中垂直伸展，利于附着藻在不同深度水下生长，为不同深度水体提供较为均衡的氧气供应。

本实施例的生物净化装置适合在水产养殖水体和景观水体中应用。

如果在景观水体中使用，生长基质可以制作形成水生植物形状，漂浮结构可以制作成花朵形状，使本发明的水体生物净化装置更加美观。

在水面面积约1000m²，平均水深0.8m的养殖鱼塘中，按20％面积比例布置本实施例的生物净化装置，养殖鳙鱼、鲫鱼、鲤鱼，养殖密度1.5kg/m³，光照充足的情况下，无须机械增氧，鱼的长势良好。水体能见度超过1m水深。

实施例二

如图2所示，本实施例的固定结构位于附着藻生长基质的上部，用于固定在水面绳索或支架上，附着藻和生长基质悬垂于水中，适合于水体深度较深的场合。

实施例三

如图3所示，本发明的生物净化装置具有可以插入水底的柱状固定结构，由纤维束、纤维绳、无纺布、纺织品或海绵状物体构成的生长基质捆绑在柱状固定结构上，以刚毛藻为优势种的附着藻附着在生长基质上。本实施例的生物净化处理装置适合布置在有水流动的水渠、河道中。

实施例四

如图4所示，本发明的生物净化装置包括：由无纺布、纺织品、海绵状物体构成的平面状生长基质，以刚毛藻为优势种的附着藻附着在生长基质上，通过固定孔平铺固定于水下或使用沉底重物平铺沉入水底。本实施例适合于深度较浅的水体。

在深度0.5m，面积约15m²的景观锦鲤鱼池中，均匀分布平铺本实施例的生物净化装置约5m²，养殖密度2kg/m³，夜晚或光照不足的情况下使用机械增氧，鱼的长势良好，不使用过滤系统，水体保持清澈透明碧绿色。

实施例五

如图5所示，本发明的生物净化装置包括：具有网孔结构的固体平板作为附着藻的生长基质，平板固定在支架上，以刚毛藻为优势种的附着藻附着在生长基质平板上。本实施例的生物净化处理装置坚固耐用，适合布置在污水处理生物净化处理池中，或其他需要长久使用的水体中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种附着藻优势生长的水体生物净化处理装置，其包括：优选培育的附着藻，附着藻生长基质，将附着藻生长基质保持在水体中的固定结构。

2.根据权利要求1所述的优选培育附着藻类，其特征在于附着藻类的优势种为刚毛藻，属于绿藻门石莼目刚毛藻科的一种高等的藻类植物。

3.根据权利要求1所述的附着藻生长基质，其特征是具有疏松结构的无纺布、纺织品、纤维束、绳。

4.根据权利要求1所述的附着藻生长基质，其特征是具有多孔结构的海绵状物体。

5.根据权利要求1所述的附着藻生长基质，其特征是具有网孔结构的固体。

6.根据权利要求1所述的附着藻生长基质，其特征是具有粗糙表面的固体。

7.根据权利要求1所述的固定结构，其特征是固定孔、固定支架、固定桩、固定绳或锚链结构。

8.根据权利要求1所述的固定结构，其特征是将附着藻生长基质保持在水深0～2米深范围内。