CN205933400U - 生物浮岛装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种生物浮岛装置，包括浮岛单体，以及与所述浮岛单体连接并用以调节其浸水深度的调节装置，所述浮岛单体包括设有中空腔体的浮岛框架、位于所述中空腔体内的微生物与水生动物共生的生物基模块、与所述浮岛框架连接的定植装置，以及接种于所述定植装置上的水生植物。该生物浮岛装置单位面积的有机物和氮磷负荷显著提高，大大减少了投放面积。不仅实现了资源持续利用，使用寿命长，维护简单；避免重复污染，重复治理，实现一次投资长期受益。并且不受水域形状、深浅、水下地基等情况影响，工程量小，投资省。
Description
技术领域
本实用新型涉及水污染治理的技术领域，具体而言，涉及一种生物浮岛装置。
背景技术
河流水污染已经成为影响区域社会经济发展、制约人民生活水平提高的主要因素。已有调查表明长江三角洲地区农村水环境生态90％以上已丧失了基本功能，城乡河道因污染和生态系统严重退化，河道水质已基本处于V类和劣V类水质，多数河道水体污染严重、富营养化，最主要的污染指标是高锰酸盐指数和氨氮，此外河水大多变黑变臭、病原菌超标，造成了严峻的环境生态形势，严重影响了广大农村的生态、生产和生活安全。因而对城乡水环境的修复是急待解决的重要问题。
从治理技术的内在属性和特点上来讲，净化技术一般分为物理/化学技术和生物/生态技术。物理/化学技术是目前在城市河道治理中比较常用的应急技术，主要有河道曝气、底泥输浚、引水冲污和投加化学药剂等。物理/化学技术短期效果好，但是费用高，只能处理小型河流或者景观价值较高的河流，对环境有一定的副作用，生态效果不理想，难以长期应用。生物/生态技术目前主要有生物过滤、人工湿地、氧化塘、生物浮岛等。其中生物浮岛是利用挺水植物制成的生物浮床。氮磷是植物生长必不可少的营养元素，采用悬浮的种植方式可以使植物根系与水体充分接触，植物通过根系直接吸收水中的氮、磷及有机物质转化成自身代谢物质而生长繁殖。同时也创造了适宜多种生物生息繁衍的环境条件，重建并恢复水生态系统，并 通过收获植物的方法将污染物从水体中分离出来，使水质改善。
然而传统的生物浮岛仍存在一些问题和缺陷：
1、存在外来物质入侵等情况。资料显示，目前有240种以上的水生植物可用于水质净化过程中，随着无土栽培技术的发展和新型水生植物的利用，将不断增多。美人蕉、旱伞草、菖蒲、芦苇、水稻、空心菜、水葫芦、风信子、吊兰等几十种植物的净化效果都很好。水葫芦等水生植物具有较好的水质净化效果，但水葫芦会引起外来物质入侵，且不易控制，故被称为“水魔”。另外，有些植物在生长过程中会向水体释放出一些物质，从而引起水体中某些水质参数发生变化。
2、传统生物浮岛净化效果不理想。利用水生植物的同化、根系微生物降解等作用净化水体中的污染物有限，从而导致生物浮岛修复效果较差，净化进程较慢，无法满足水体修复的需要。另外，随着水体中污染物种类和数量的多元化，增加了一些持久性有机污染物和新型污染物，这些物质不能被降解或者非常慢或者对水体微生物和水生植物具有毒害等。因此仅通过水生植物达不到预定的效果，甚至水生植物的死亡有可能会向水体释放一些有害的污染物，使水体的污染物浓度升高。
3、对水体深层污染物的净化效果不佳。水生植物的根系虽然很多、较深，但在修复较深水体时却有些不足。水生植物根系仅能达到较浅区域，并对较浅区域进行较好的修复作用，而对深层水体中污染物的净化效果较慢，所以生物浮岛在修复封闭性、较深水体时可能会出现污染物分区现象。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种生物浮岛装置，包括浮岛单体，以及与所述浮岛单体连接并用以调节其浸水深度的调节装置，其特征在于，所述浮岛单体包括设有中空腔 体的浮岛框架、位于所述中空腔体内的微生物与水生动物共生的生物基模块、与所述浮岛框架连接的定植装置，以及接种于所述定植装置上的水生植物。
在某些实施方式中，所述生物基模包括生物膜以及置于所述生物膜形成的空腔内的生态填料；所述生态填料上预固定有微生物。
在某些实施方式中，所述生物基模包括用以盛装水生动物的网状结构。
在某些实施方式中，所述网状结构与所述浮岛框架连接；所述网状结构为成球形设置的网状结构。
在某些实施方式中，所述浮岛框架包括与所述定植装置连接的浮岛盘，以及与所述浮岛盘连接并置于所述浮岛盘背离所述定植装置一侧的浮岛支架；所述浮岛盘开设有用以穿过水生植物根系的通孔。
在某些实施方式中，所述网状结构与所述浮岛盘连接。
在某些实施方式中，所述生物基模还包括伸入所述网状结构内的仿生植物。
在某些实施方式中，所述生物基膜设有用以连接所述仿生植物的连接盘；所述连接盘与所述浮岛框架连接。
在某些实施方式中，所述水生植物为狐尾藻、菖蒲、水葱、美人蕉、风车草、金鱼藻中的任意一种或任意几种的组合。
在某些实施方式中，所述微生物包括光合细菌、芽孢杆菌、丝状菌群、真菌中的任意一种或任意几种的组合。
本实用新型提供的生物浮岛装置相较于现有技术，具有以下优势：
本实用新型的生物浮岛装置克服了传统生物浮岛污染负荷低的缺点，而主要依靠种植于定植装置上的水生植物，以及水生动物和微生物共生的生物基模形成植物、动物、微生物协调作用的污水净化系统。
其中微生物通过代谢反应将污染物氧化分解为CO2和H2O等终产物或转化为微生物的营养物质，促进自身的生长繁殖；并且微生物的比表面积大并含有多糖类黏性物质，可以吸附环境中的一些污染物，以及重金属等；再者，当环境中微生物后，这些微生物成为了环境中的优势菌，它们能有效抑制一些病原菌和腐败菌的生长，如乳酸菌等成为优势菌后就能抑制体系中大肠杆菌等的生长，从而减少氨气及臭味的产生。
再者，水生动物为蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类等，可直接吸收营养盐类、有机碎屑和浮游植物，净水效果尤为显著。
并且，生物浮岛上接种的植物不仅有机物和氮磷的有吸收净化作用还有一定的景观效果。
综上所述，该生物浮岛装置单位面积的有机物和氮磷负荷显著提高，大大减少了投放面积。不仅实现了资源持续利用，使用寿命长，维护简单；避免重复污染，重复治理，实现一次投资长期受益。并且不受水域形状、深浅、水下地基等情况影响，工程量小，投资省。
附图说明
应当理解的是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为生物浮岛装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
参阅图1，在本实用新型实施例中提供了一种生物浮岛装置，包括浮岛单体，以及与所述浮岛单体连接并用以调节其浸水深度的调节装置，所述浮岛单体包括设有中空腔体的浮岛框架9、位于所述中空腔体内的微生物与水生动物共生的生物基模块、与所述浮岛框架9连接的定植装置2，以及接种于所述定植装置2上的水生植物3。
上述，本实用新型的复合生态浮岛克服了传统生物浮岛污染负荷低的缺点，而主要依靠种植于定植装置2上的水生植物3，以及水生动物和微生物共生的生物基模形成植物、动物、微生物协调作用的污水净化系统。
可以理解的是，浮岛框架9可以由PVC管组装而成。
与浮岛单体连接并用以调节其浸水深度的调节装置可以是盛装有配重的调节装置，通过调节配重的重量即可调节该生物浮岛装置的深浅。
更具体的，该生物浮岛装置还可以与锚或重锤连接，通过锚或重锤将该装置固定在一个位置处，也可以通过与其他防潮的装置连接，如松木桩等。此处不再一一赘述。
需要理解的是，浮岛单体之间可以留有一定的空隙，可以防止波浪引起的撞击破坏。
可以理解的是，浮岛单体之间可通过聚乙烯绳、金属搭扣、防腐绳等 材料按不同形状布置连接成生物浮岛装置。优选地，浮岛单体可以竖直排列布置，顺着河污水的水流方向，可以提高生物浮岛装置对河涌潮汐冲击力的耐受，不易损坏变形。
再者浮岛单体之间的空隙还可以成为鱼类产卵或其他生物移动时搭载的空间。
其中，微生物通过代谢反应将污染物氧化分解为CO2和H2O等终产物或转化为微生物的营养物质，促进自身的生长繁殖；并且微生物的比表面积大并含有多糖类黏性物质，可以吸附环境中的一些污染物，以及重金属等；再者，当环境中微生物后，这些微生物成为了环境中的优势菌，它们能有效抑制一些病原菌和腐败菌的生长，如乳酸菌等成为优势菌后就能抑制体系中大肠杆菌等的生长，从而减少氨气及臭味的产生。
再者，水生动物为蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类等，可直接吸收营养盐类、有机碎屑和浮游植物，净水效果尤为显著。水生动物种群，具有完善水体生态系统结构的功能。如，每吨蚌类每24小时可吞食鲜浮游植物12.8kg；螺则是以底部着生，以浮游生物、腐屑和细菌为主食，兼食水底的细菌和有机碎屑；通过螺、蚌等底栖生物的组合，可形成完善的水生态系统，有利于水体水质的提升与可持续发展。
并且，生物浮岛上接种的植物不仅有机物和氮磷的有吸收净化作用还有一定的景观效果。
综上所述，该生物浮岛装置单位面积的有机物和氮磷负荷显著提高，大大减少了投放面积。不仅实现了资源持续利用，使用寿命长，维护简单；避免重复污染，重复治理，实现一次投资长期受益。并且不受水域形状、深浅、水下地基等情况影响，工程量小，投资省。
在本实用新型实施例中，所述生物基模包括生物膜6以及置于所述生 物膜6形成的空腔内的生态填料10；所述生态填料10上预固定有微生物。
上述，预固定微生物技术使得生态浮岛可快速实现水质净化，大大节省投资，显著降低了植物收割量及维护管理费用。
可以理解的是，优选地，生物膜6包裹于生态填料10外，形成由60根立体生物载体组成，每根填料直径为100mm,间隙为200mm，长度为1m～2m。
在本实用新型实施例中，所述生物基模包括用以盛装水生动物的网状结构5。
在本实用新型实施例中，所述网状结构5与所述浮岛框架9连接；所述网状结构5为成球形设置的网状结构5。
上述，优选地，每个球形设置的网状结构5的直径约为100mm,球形设置的网状结构5的球心处距离水面约40～60mm。该种球形设置的网状结构5外部还可以设有固定结构，用以避免其顺着污水的水流方向发生摆荡。
在本实用新型实施例中，所述浮岛框架9包括与所述定植装置2连接的浮岛盘1，以及与所述浮岛盘1连接并置于所述浮岛盘1背离所述定植装置2一侧的浮岛支架7；所述浮岛盘1开设有用以穿过水生植物3根系的通孔。
在本实用新型实施例中，所述网状结构5与所述浮岛盘1连接。
在本实用新型实施例中，所述生物基模还包括伸入所述网状结构5内的仿生植物4。
上述，仿生植物4可以有效的避免引入水葫芦等易引起外来物质入侵，且不易控制的植物。另外，有效的减少植物在生长过程中会向水体释放出一些物质，从而引起水体中某些水质参数发生变化的问题，更为环保。
在本实用新型实施例中，所述生物基膜设有用以连接所述仿生植物4的连接盘8；所述连接盘8与所述浮岛框架9连接。
在本实用新型实施例中，所述水生植物3为狐尾藻、菖蒲、水葱、美人蕉、风车草、金鱼藻中的任意一种或任意几种的组合。
在本实用新型实施例中，所述微生物包括光合细菌、芽孢杆菌、丝状菌群、真菌中的任意一种或任意几种的组合。
为证实该生物浮岛装置的效果，实用新型人于中山市开发区沙边河涌、濠头对该两条河涌区域小部分范围布置该生物浮岛装置，浮岛总面积不超过水面面积的17％，水生植物3以狐尾藻、菖蒲、风车草、水葱为主，水生植物3、水生动物、微生物的有效相结合，强化黑臭河涌的净化效果。该试验段项目稳定运行3个多月后，处理前后形成效果明显，浮岛植物生长迅速，既强化了黑臭河涌的净化效率又提高河涌景观效果。消除了河涌的黑臭现象，DO溶解氧维持在2.0～3.0mg/l。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.生物浮岛装置，包括浮岛单体，以及与所述浮岛单体连接并用以调节其浸水深度的调节装置，其特征在于，所述浮岛单体包括设有中空腔体的浮岛框架、位于所述中空腔体内的微生物与水生动物共生的生物基模块、与所述浮岛框架连接的定植装置，以及接种于所述定植装置上的水生植物。
2.如权利要求1所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述生物基模包括生物膜以及置于所述生物膜形成的空腔内的生态填料；所述生态填料上预固定有微生物。
3.如权利要求1所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述生物基模包括用以盛装水生动物的网状结构。
4.如权利要求3所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述网状结构与所述浮岛框架连接；所述网状结构为成球形设置的网状结构。
5.如权利要求4所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述浮岛框架包括与所述定植装置连接的浮岛盘，以及与所述浮岛盘连接并置于所述浮岛盘背离所述定植装置一侧的浮岛支架；所述浮岛盘开设有用以穿过水生植物根系的通孔。
6.如权利要求5所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述网状结构与所述浮岛盘连接。
7.如权利要求3所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述生物基模还包括伸入所述网状结构内的仿生植物。
8.如权利要求7所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述生物基膜设有用以连接所述仿生植物的连接盘；所述连接盘与所述浮岛框架连接。
9.如权利要求1所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述水生植物为狐尾藻、菖蒲、水葱、美人蕉、风车草、金鱼藻中的任意一种或任意几种的组合。
10.如权利要求1所述的生物浮岛装置，其特征在于：所述微生物包括光合细菌、芽孢杆菌、丝状菌群、真菌中的任意一种或任意几种的组合。
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