CN203890135U - 一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床。目的是提供的浮床应可修复重金属污染地表水体，具有资源利用率高、成本低、操作简便、施工维护方便以及美观的特点。技术方案是：一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，包括一用若干根密封的硬质管材围成的矩形浮床本体，其特征在于：所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板，所述泡沫板的底部配置有尼龙绳悬挂网，所述悬挂网上悬挂有若干个重金属吸附袋，所述金属吸附袋中装有吸附材料。
Description
技术领域
本实用新型为一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，属于环保生态修复技术领域，尤其适用于受重金属污染的工业园区河流等的污染修复。
背景技术
众多研究与官方监测结果表明，重金属污染是导致水质下降的重要影响因素，环保部在最新发布的2013年全国环境质量状况报告中首次指出地表水的重金属污染问题，报告称2013年上半年，12个地表水国控断面共出现22次重金属超标现象，主要提及的污染指标为汞、砷、镉、铅等，污染程度超国家标准数倍。工矿业废水、生活污水、采矿废弃物堆置场所的渗出液、大气沉降物输入等都会极大提高受纳河道水体重金属（Cr、Ni、Zn、Cu、Hg、As、Pb、Cd等）污染的风险。受污染水体中的重金属具有易通过生物积累和食物链进行传递的特点，极易通过食物链进入人体组织，从而损害人类健康；例如重金属致癌致畸、致突变，影响胎儿正常发育，诱发生殖障碍等。
随着《重金属污染综合防治十二五规划》的实施，地表水体重金属的污染问题受到社会各界的高度重视，相应的重金属减排与治理技术也得到快速发展，然而适用于重金属污染地表水体的实用生态修复技术则十分缺乏。目前传统河道生态修复综合治理工作所用的物理和化学治理方法因其工期短、收效快的优点多被大量应用于水体中氮磷的去除及有机物的降解，但特异性的重金属生态修复技术则十分少见，仅有的重金属去除技术在应用上对低浓度的重金属水体治理效果较差，同时化学试剂的投加极易增大水生态系统中各类生物的生态风险，清淤等物理方法则费时费力、效果不佳。因此亟需创新性地构建高效水体重金属污染修复技术与装置，完善现有河道修复技术方法体系。在众多生态修复方法体系中，水生植物生态浮床以其可吸收去除养分，高效降解有机质等多项生态作用，被大量用于地表水及污废水等水体生态处理工程中。相对于大型植物床人工湿地，生态浮床具有不占用土地、造价低廉等特点，而且兼具水生生物栖息地及景观效果营造功能，因此被认为是一项高效水体生态修复技术，然而当前研究及工程实践中多关注其处理营养盐及有机物的效果，对重金属的去除研究及实践应用较少。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，该浮床应可修复重金属污染地表水体，具有资源利用率高、成本低、操作简便、施工维护方便以及美观的特点。
本实用新型的技术方案是：
一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，包括一用若干根密封的硬质管材围成的矩形浮床本体，其特征在于：所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板，所述泡沫板的底部配置有尼龙绳悬挂网，所述悬挂网上悬挂有若干个重金属吸附袋，所述金属吸附袋中装有吸附材料。
所述泡沫板上均匀制有若干个用于放置挺水植物的矩形栽培穴。
所述挺水植物为芦苇、美人蕉、黄菖蒲、水芹菜、再力花、香蒲、水稻或酸模中的一种或两种以上。
所述泡沫板与浮床本体之间还配置有若干个助浮材料，所述助浮材料通过一固定绳与泡沫板相连接。
所述助浮材料为空矿泉水瓶或者空饮料瓶。
所述重金属吸附袋为一尼龙布袋，所述尼龙布袋中的吸附材料包括经过化学改性的农村废弃物以及作为轻质材料加入重金属吸附袋中以降低浮床承重重量的轻质膨胀珍珠岩。
所述的农村废弃物包括木屑、竹屑、甘蔗渣、花生壳、玉米秸秆、水稻秸秆、草类中的一种或两种以上。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过将改性后的废弃生物质在重金属去除方面的应用潜力与目前较成熟的生态浮床工艺相结合，即通过综合利用废弃生物质资源并构建高效重金属修复生态浮床，进而用于重金属污染地表水体修复，从而达到“以废治废”、资源利用最大化的目的。
本实用新型还具有以下优点：
（1）其中的浮床能抵抗一定的风浪、水流冲击，结构稳定性较强；硬质PVC管道及聚苯乙烯泡沫板经久耐用，无污染，耐腐蚀，可保证浮床使用多年，浮床材料可回收，从而避免二次污染。
（2）生态浮床上部挺水植物及漂浮植物（聚草）搭配使用，层次结构清晰，具有较强的景观观赏性。
（3）经济便利性：所涉及材料较易获取，特别是农村废弃生物质可就地取材，具有使用成本低、操作简便、施工运维方便，便于规模化生产与推广等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的俯视结构示意图。
具体实施方式
农村废弃生物质种类繁多，资源丰富，包括木屑、竹屑、甘蔗渣、花生壳、玉米及水稻秸秆、草类等农村废弃物。将各类富含纤维素、半纤维素和木质素等成分的生物质通过化学改性的方法可增加其活性基团的数量及种类，从而极大增强其吸附能力，特别适用于低浓度重金属废水的处理，同时还可通过络合作用、物理吸附、化学吸附和离子交换等作用去除自然水体中氮磷，有机污染物如染料，废油等。
本实用新型的设计，在符合农村废弃生物质资源再次利用的前提下，充分考虑了浮床单体设计的形状、结构、材质和植物等因素，并且择优选择，重点针对重金属污染工业园区内小型景观水体及河流等的污染修复问题，结合工业生产重金属污染地表水体修复这一实际需求，从而实现废弃生物质的生态化资源再利用及修复水体环境的目的。
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明。
如图1、2所示，一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，包括一用若干根管端密封后的硬质管材6围成的矩形浮床本体，管材优选用PVC管材，PVC管材可连续稳定使用数年，无毒副作用，价格低廉且浮力较好。
所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板2（泡沫板优选聚苯乙烯泡沫板），为了使整个浮床更加美观，所述泡沫板上均匀制有若干个用于放置挺水植物1的矩形栽培穴4，每个孔穴栽种长势一致的挺水植物幼苗，以海绵固定以防滑落。栽培穴中的挺水植物优先考虑根系发达，适于当地气候条件和耐污染底泥的本地植物，如芦苇、美人蕉、黄菖蒲、水芹菜、再力花、香蒲、水稻和酸模等，使用前可提前进行品种的筛选工作，从而筛选出生长速度快、耐底泥污染物、生物量大且兼具一定观赏性的水生植物品种。另可在浮床周围搭载部分聚草作为修饰植物，从而掩盖浮床主体结构材料，起到改善浮床景观美化效果和增强其立体层次感的作用。
所述泡沫板的底部配置有尼龙绳悬挂网8，所述悬挂网上悬挂有若干个重金属吸附袋5，将重金属吸附袋悬挂于生态浮床床体下并浸泡于水中，悬挂密度为3-5个/m2（床体面积）。
所述重金属吸附袋为布袋（优选尼龙布袋），袋中装有吸附材料，所述吸附材料包括经过化学改性的农村废弃物，所述的农村废弃物包括木屑、竹屑、甘蔗渣、花生壳、柚子皮、玉米及水稻秸秆、草类等；使用时可选择其中之一或任意比例的混合搭配。一般采用竹屑及木屑，将收集的竹屑及木屑进行水洗去除无用杂质，若粒径较大应提前利用粉碎设备粉碎至粒径0.1-5mm，粉碎后的竹屑及木屑投入特制钢槽内与化学改性试剂混合（通常混合处理1-2h）进行化学改性，以增加其羟基和羧基等活性基团；化学改性试剂为氢氧化钠，溶液浓度为0.1-1mol/L；改性后将其捞出后晾晒至干燥状态，以便于装袋。
为降低吸附袋重量，强化人工浮床的重金属去除效果，本实用新型将闭孔膨胀珍珠岩作为轻质材料加入重金属吸附袋中以降低浮床承重重量，竹屑及木屑亦可充当固态碳源以强化反硝化作用，轻质膨胀珍珠岩亦可充当污染物质如氮磷及重金属的吸附介质；其中轻质膨胀珍珠岩应磨碎至0.1-5mm粒径，竹屑（或木屑）与轻质珍珠岩两者混合质量比为85%:15%，混合后装入尼龙袋内，单只尼龙袋长500-1000mm，直径为80-150mm，视浮床下水体深度而定。
为了提高浮床浮力，所述泡沫板与浮床本体之间还配置有若干个助浮材料3，所述助浮材料通过一固定绳7与泡沫板相连接，所述助浮材料为空矿泉水瓶或者空饮料瓶。
本实用新型以模块化形式拼接组装，例如：单块泡沫板尺寸为100cm×100cm×15cm(长×宽×高)，浮床上共8×8(行×列)株植物栽种孔穴，孔径4-10cm。该类生态浮床布设参数建议如下，若待修复河道仍有排污口，可将生态浮床密集布置于排污口至下游50米河段内（快速削减段），浮床布设密度为河面面积的50-70%，以此构建重金属污染防扩散防护墙，另外，后续生态浮床主要用于去除水体中重金属物质，其中50米-200米河段内浮床布设密度为河面面积的30-40%（过渡段），200米至350米河段内布设密度为河面面积的15-20%（稳定段），350米后河段（缓慢削减段）布设面积可进一步降低并视实际情况而调整。若待修复河道无明显排污口，即污染物分布均匀，则浮床可均匀布置于河道水面上，布设面积约为河面面积的20-40%，以上生态浮床的布设均需考虑保持一定的自由水面面积以保证合理的航行能力。
Claims (4)
1.一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，包括一用若干根密封的硬质管材(6)围成的矩形浮床本体，其特征在于：所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板(2)，所述泡沫板的底部配置有尼龙绳悬挂网(8)，所述悬挂网上悬挂有若干个重金属吸附袋(5)，所述金属吸附袋中装有吸附材料；
所述泡沫板上均匀制有若干个用于放置挺水植物(1)的矩形栽培穴(4)。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，其特征在于：所述泡沫板与浮床本体之间还配置有若干个助浮材料(3)，所述助浮材料通过一固定绳(7)与泡沫板相连接。
3.根据权利要求3所述的一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，其特征在于：所述助浮材料为空矿泉水瓶或者空饮料瓶。
4.根据权利要求3所述的一种利用废弃生物质吸附重金属污染水体的浮床，其特征在于：所述重金属吸附袋为一尼龙布袋，所述尼龙布袋中的吸附材料包括作为轻质材料加入重金属吸附袋中以降低浮床承重重量的轻质膨胀珍珠岩。
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