CN209890353U - 一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其设置于地表水体中，包括：供水系统、管式集水槽、沟槽式组合生态浮床。其中，供水系统用于提升水体，继而通过管式集水槽将水体分配至沟槽式组合生态浮床的若干个沟槽进水口；沟槽式组合生态浮床由若干个沟槽式浮体单元及挺水植物组成，沟槽式浮体单元上设有沟槽，沟槽中填充功能填料，且不同沟槽式浮体单元的沟槽进出水口可依次相连。本实用新型将功能填料通过沟槽式组合生态浮床应用于地表水体原位治理领域，并通过供水系统的导流与沟槽依次相连的循环作用实现水体的高效净化。与现有技术相比，本实用新型具有构造精巧、实用性强、净水效果好、综合收益高等显著优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及地表水体净化技术领域，尤其涉及一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床。
背景技术
近年来，我国地表水体遭受到严重污染，主要江河湖泊的国控断面水质时有超出地表水V类的界限，水体富营养化、藻华、萍害等问题频发，对社会生产和民众生活造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。
用于地表水体净化的传统技术主要有人工湿地、前置库塘和生态浮床等。人工湿地和前库塘技术主要用于地表水体的外源阻断与污染物削减，属于异位净化。其对于地表水体，尤其是湖泊，具有积极的保护意义，但同时也占有了大量土地，造价也较高。生态浮床技术系在地表水体中实施的利用水生植物吸收作用和微生物转化作用的生态修复技术，属于原位净化。生态浮床的优势是不额外占有土地，成本低廉；缺点是净化效果有限。究其原因，传统生态浮床净化效果有限是因为其仅利用植物和微生物作用实现局部的水体净化，且浮床系统中水动力循环不足，传质条件较差。
水处理领域(如：滤池、人工湿地等)常利用沸石、活性炭、加气混凝土、陶粒等填料的吸附性能来强化水处理效果，如沸石对氨氮吸附效果较佳，活性炭对有机物有良好吸附效果，加气混凝土和陶粒均对磷素有较好的吸附效应。然而，目前鲜有将上述功能填料于地表水体原位净化的工程案例。其次，填料吸附污染物时需具备良好的水动力条件来保证传质，而传统生态浮床往往静置于水面，其水力循环明显不足。
随着水环境质量标准的升级和地表水体富营养化控制的迫切需求，地表水体治理领域亟需一种能够发挥功能填料吸附优势和改善水力循环条件的强化型生态浮床。
实用新型内容
为了能够发挥功能填料吸附优势和改善水力循环条件的目的，本实用新型提出了一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其设置于地表水体中，包括：水电供应系统、管式集水槽和沟槽式组合生态浮床。其中，所述水电供应系统由太阳能供电系统、潜水泵和导流管组成；
所述管式集水槽连通着所述导流管和至少两排所述沟槽式组合生态浮床；每排所述沟槽式组合生态浮床由至少2个首尾相连的沟槽式浮床单元组成。
进一步地，所述太阳能供电系统通过供电系统浮体漂浮于水面以上；所述太阳能供电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池/蓄电池组和逆变器组成，输出功率为50～500W，优选地，输出功率为250W。
进一步地，潜水泵和导流管位于水面以下，所述潜水泵的流量为3～20m3/h，扬程为2～12m，额定功率为50～500W，优选地，流量为10m3/h，扬程为6m，额定功率为250W；所述导流管的材质为PVC、PP或不锈钢，管径为20～75mm，优选地，材质为PVC，管径为30mm。
所述管式集水槽的进水口与所述导流管相连，管式集水槽的出水口与沟槽式组合生态浮床的沟槽进水口相连；所述管式集水槽的材质为PVC、PE或玻璃钢，管径为10～50cm，长度为50～200cm，优选地，材质为PE，管径为25cm，长度为100cm。
进一步地，所述沟槽式浮床单元由浮体、挺水植物、功能填料和连接件组成；所述浮体上预留沟槽进水口、植物种植孔、沟槽和出水口；所述挺水植物种植于所述植物种植孔；所述沟槽中填充所述功能填料；所述r个沟槽式浮床单元通过浮体上的连接件相连，构成所述沟槽式组合生态浮床。
所述浮体的材质为压膜空心塑料、酚醛树脂(PF)泡沫或轻质陶瓷(密度小于水)，优选地，材质为轻质陶瓷；所述沟槽进水口与沟槽相连，所述植物种植孔设置于所述沟槽的外侧，其孔径为2～15cm，孔间距为15～50cm，优选地，孔径为7cm，孔间距为20cm；所述沟槽呈“S”型，以便相邻的所述沟槽式浮床单元的沟槽的进水口和出水口能够连通。
进一步地，所述沟槽的深度为5～15cm，优选地，深度为10cm；所述沟槽中填充功能填料，如：沸石、活性炭、加气混凝土、陶粒等，可以填充一种或多种组合填充；所述填充功能填料的粒径为1～5cm，更换周期为0.5～2年，优选地，粒径为2cm，更换周期为1年。
所述挺水植物的种类为菖蒲、美人蕉、再力花、旱伞草或西伯利亚鸢尾等，种植时为株高10～30cm的幼苗，收割周期为0.5～2年，优选地，种类为菖蒲，种植时的株高为20cm，收割周期为1年。
进一步地，所述连接件的材质为不锈钢，其两端设有螺丝孔，通过螺丝将所述沟槽式浮床单元连接。
本实用新型与现有地表水体净化技术相比的特色及改进之处为：
本实用新型将功能填料通过沟槽式组合生态浮床应用于地表水体原位治理领域，并通过水电供应系统的导流与沟槽依次相连的循环作用改善该系统的水动力条件，继而强化填料的吸附效果，最终通过填料吸附、植物吸收和微生物净化的综合作用实现地表水体的原位高效净化。
本实用新型与现有地表水体净化技术相比具有的创新性及增益效果为：
1.创新地将功能填料(如：沸石、活性炭、加气混凝土、陶粒等)引入传统生态浮床，从而利用填料对特定污染物的吸附作用强化本装置的净化效果；
2.创新地利用“太阳能-潜水泵”水电供应系统实现水体提升与导流，从而改善本装置的水力循环，继而保证功能填料吸附过程所需的传质条件，同时水体从沟槽出水口跌落时还具有为地表水体增氧的功能；
3.创新地通过能够依次相连的沟槽设计，并通过连接件将沟槽式浮体单元组合，从而实现水体在不同单元的沟槽中的连续流动与净化，以及沟槽式组合生态浮床依据水文条件和处理要求的任意组合；
4.创新地在沟槽式浮体单元上的沟槽以外空间设置植物种植孔，既充分利用了装置闲余空间，又保留了传统生态浮床的功能，且所种植物具有一定的景观和经济价值；
5.创新地在沟槽式浮体单元上的沟槽内填充功能填料，既发挥了功能填料对特定污染物的吸附性能，又方便在装置维护时更换填料。
综上，本实用新型提出的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床具有构造精巧、实用性强、净水效果好、综合收益高等显著优势。
附图说明
图1为本实用新型基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床的整体立面图。
图2为本实用新型基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床的沟槽式浮床单元平面图。
图3为本实用新型基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床的组合平面图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。
图1-图3中：
1-供水系统：11-太阳能供电系统，12-潜水泵，13-导流管；
2-管式集水槽；
3-沟槽式组合生态浮床：31-沟槽进水口，32-浮体，33-植物种植孔，34-挺水植物，35-沟槽，36-功能填料，37-连接件，38-沟槽出水口；
4-水面。
实施例1：
如图1-3所示，本实施例中的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其设置于地表水体中，包括：水电供应系统1、管式集水槽2和沟槽式组合生态浮床3，水电供应系统1由太阳能供电系统11、潜水泵12和导流管13组成；管式集水槽2连通着导流管13和沟槽式组合生态浮床3；管式集水槽2连通着导流管13和两排沟槽式组合生态浮床3；每排沟槽式组合生态浮床3由两个首尾相连的所述沟槽式浮床单元组成。
太阳能供电系统11通过供电系统浮体漂浮于水面以上；太阳能供电系统11由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池/蓄电池组和逆变器组成，输出功率为250W。
潜水泵12和导流管13位于水面4以下；潜水泵12的流量为10m3/h，扬程为6m，额定功率为250W；导流管13的材质为PVC，管径为30mm。
管式集水槽2的进水口与导流管13相连，管式集水槽2的出水口与沟槽式组合生态浮床3的沟槽进水口31相连；管式集水槽2的材质为PE，管径为25cm，长度为100cm。
沟槽式浮床单元由沟槽进水口31、浮体32、植物种植孔33、挺水植物34、沟槽35、功能填料36组成；沟槽式浮床单元通过浮体32上的连接件37相连，构成沟槽式组合生态浮床3。
浮体32的材质为轻质陶瓷；浮体32上预留沟槽进水口31、植物种植孔33、沟槽35和连接件37；沟槽进水口31与沟槽35相连，植物种植孔33设置于沟槽35的外侧，其孔径为7cm，孔间距为20cm；沟槽35的形状为“S”型，以便相邻的沟槽式浮床单元的沟槽35的进水口31和出水口38能够连通。
沟槽35的深度为10cm；沟槽35中填充功能填料36：沸石和活性炭，填充功能填料36的粒径为2cm，更换周期为1年。
挺水植物34的种类为菖蒲，种植时的株高为20cm，收割周期为1年。
连接件37的材质为不锈钢，其两端设有螺丝孔，通过螺丝将沟槽式浮床单元连接。
实施例2：
本实施例中的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其基本构造同实施例1，其具体实施方式为：2个沟槽式组合生态浮床3，每个沟槽式组合生态浮床3由5个沟槽式浮床单元组成。太阳能供电系统11由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池/蓄电池组和逆变器组成，输出功率为500W；潜水泵12的流量为20m3/h，扬程为12m，额定功率为500W；导流管13的材质为PP，管径为75mm。
管式集水槽2的材质为PVC，管径为50cm，长度为200cm。
沟槽式浮床单元由沟槽进水口31、浮体32、植物种植孔33、挺水植物34、沟槽35、功能填料36组成；10个沟槽式浮床单元通过浮体32上的连接件37相连，构成沟槽式组合生态浮床3。
浮体32的材质为压膜空心塑料；浮体32上预留沟槽进水口31、植物种植孔33、沟槽35和连接件37；沟槽进水口31与沟槽35相连，植物种植孔33设置于沟槽35的外侧，其孔径为15cm，孔间距为50cm；沟槽35的形状为“S”型，以便相邻的沟槽式浮床单元的沟槽35的进水口31和出水口38能够连通。
沟槽35的深度为15cm；沟槽35中填充功能填料36：活性炭和加气混凝土，填充功能填料36的粒径为5cm，更换周期为2年。
挺水植物34的种类为美人蕉，种植时为株高30cm的幼苗，收割周期为2年。
连接件37的材质为不锈钢，其两端设有螺丝孔，通过螺丝将沟槽式浮床单元连接。
实施例3：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
由3个沟槽式组合生态浮床3组成，每个沟槽式组合生态浮床3由2个沟槽式浮床单元构成。
太阳能供电系统11输出功率为250W；潜水泵12的流量为5m3/h，扬程为3m，额定功率为150W；导流管13的材质为不锈钢，管径为20mm。
管式集水槽2的材质为玻璃钢，管径为15cm，长度为80cm。
浮体32的材质为酚醛树脂(PF)泡沫，植物种植孔33孔径为5cm，孔间距为20cm。
沟槽35的深度为5cm；沟槽35中填充功能填料：加气混凝土和陶粒等，填充功能填料36的粒径为1cm，更换周期为0.5年。
挺水植物34的种类为再力花，种植时为株高10cm的幼苗，收割周期为0.5年。
本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (10)
1.一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，其设置于地表水体中，包括：水电供应系统(1)、管式集水槽(2)和沟槽式组合生态浮床(3)；其中，
所述水电供应系统(1)由太阳能供电系统(11)、潜水泵(12)和导流管(13)组成；
所述导流管(13)和所述沟槽式组合生态浮床(3)通过所述管式集水槽(2)连通；
所述沟槽式组合生态浮床(3)由沟槽式浮床单元组成。
2.如权利要求1所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述太阳能供电系统(11)通过供电系统浮体漂浮于水面以上；所述太阳能供电系统(11)由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池/蓄电池组和逆变器组成，输出功率为50～500W。
3.如权利要求1所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述潜水泵(12)和所述导流管(13)位于水面(4)以下；所述潜水泵(12)的流量为3～20m3/h，扬程为2～12m，额定功率为50～500W；所述导流管(13)的材质为PVC、PP或不锈钢，管径为20～75mm。
4.如权利要求1所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述管式集水槽(2)连通着所述导流管(13)和至少两排所述沟槽式组合生态浮床(3)；每排所述沟槽式组合生态浮床(3)由至少两个首尾相连的所述沟槽式浮床单元组成。
5.如权利要求1所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述管式集水槽(2)的进水口与所述导流管(13)连通，所述管式集水槽(2)的出水口与所述沟槽式组合生态浮床(3)的沟槽进水口(31)连通；所述管式集水槽(2)的材质为PVC、PE或玻璃钢，管径为10～50cm，长度为50～200cm。
6.如权利要求1所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述沟槽式浮床单元由浮体(32)、挺水植物(34)、功能填料(36)和连接件(37)组成；所述浮体(32)上预留沟槽进水口(31)、植物种植孔(33)、沟槽(35)和出水口(38)；所述挺水植物(34)种植于所述植物种植孔(33)；所述沟槽(35)中填充所述功能填料(36)；所述沟槽式浮床单元通过浮体(32)之间通过所述连接件(37)相连。
7.如权利要求6所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述浮体(32)的材质为压膜空心塑料、酚醛树脂泡沫或密度小于水的轻质陶瓷；所述沟槽进水口(31)与所述沟槽(35)相连，所述植物种植孔(33)设置于所述沟槽(35)的外侧，其孔径为2～15cm，孔间距为15～50cm；所述沟槽(35)的呈S型，以便相邻的所述沟槽式浮床单元的沟槽(35)的进水口(31)和出水口(38)能够连通。
8.如权利要求7所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述沟槽(35)的深度为5～15cm；所述功能填料(36)为沸石、活性炭、加气混凝土、陶粒中的一种或多种，所述功能填料(36)的粒径为1～5cm，更换周期为0.5～2年。
9.如权利要求6所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述挺水植物(34)的种类为菖蒲、美人蕉、再力花、旱伞草或西伯利亚鸢尾，种植时为株高10～30cm的幼苗，收割周期为0.5～2年。
10.如权利要求6所述的基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床，其特征在于，所述连接件(37)的材质为不锈钢，其两端设有螺丝孔，通过螺丝将所述沟槽式浮床单元连接。
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|---|---|---|---|
| CN201920010167.4U CN209890353U (zh) | 2019-01-04 | 2019-01-04 | 一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床 |
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| CN201920010167.4U CN209890353U (zh) | 2019-01-04 | 2019-01-04 | 一种基于功能填料吸附的沟槽式组合生态浮床 |
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| CN (1) | CN209890353U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112194241A (zh) * | 2020-07-17 | 2021-01-08 | 宁夏工商职业技术学院（宁夏化工技工学校、宁夏机电工程学校、宁夏农业机械化学校） | 用于高效处理高含氮难降解有机废水的填料、装置及方法 |
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2019
- 2019-01-04 CN CN201920010167.4U patent/CN209890353U/zh active Active
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| CN112194241A (zh) * | 2020-07-17 | 2021-01-08 | 宁夏工商职业技术学院（宁夏化工技工学校、宁夏机电工程学校、宁夏农业机械化学校） | 用于高效处理高含氮难降解有机废水的填料、装置及方法 |
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