CN2825627Y - 三层结构的人工净水草 - Google Patents

Abstract

一种三层结构的人工净水草，包括固定边和与其连接的草形的条状载体，该载体由空间网格结构的高分子材料制成，在该载体上固定有微生物膜。所述的高分子材料包括改性聚氨酯或其他泡沫材料及尼龙、涤纶、锦纶、氨纶等纤维材料。所述的微生物膜由炭化菌、氨化菌和硝化菌等组成。本实用新型在应用时将其固定边在水中，草形的条状载体漂浮在水中。经过人工曝气、跌水后富含氧的水流经人工净水草时，其三维的结构特点使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换，同时巨大的比表面积和高的空隙率将水中的有机污染物、溶解氧以及微生物富集在其表面上，为微生物的生理活动创造出非常适宜的环境条件，使污染物得到迅速的降解。

Description

三层结构的人工净水草

技术领域

本实用新型涉及一种水处理材料，具体是一种三层结构的人工净水草，主要用于固定在需要净化处理的污水水体内，形似水草一样，对水进行净化处理。可以广泛地应用在内陆河流、城市河段、湖泊、生活污水、工业废水等范围的水处理场所。

背景技术

我国是世界上水资源贫乏的国家之一，人均拥有水量仅有世界平均水平的四分之一。同时又是一个发展中国家，正处在经济高速增长的时期，城市数量迅速增加，城市规模日益扩大，但水资源保护措施相对滞后，使水环境受到了严重的污染。目前，我国水环境问题主要表现在三个方面：其一，主要污染物排放量大，远远超过水体的自净能力，使水环境质量恶化。目前，我国年排放生活污水近2000万吨，未经处理而直接排入自然水体的高达80％；工业废水达标率不到50％，治理率不到70％。大量的未经处理的城市污水排入受纳水体，严重破坏了水环境的生态平衡，已经产生了相当严重的后果。其二，生物多样性严重受损，河道整治项目引起流量及流量过程的变化和输送泥沙质及量的变化，许多生物生息地环境改变甚至消失。其三，河流形态多样性遭到破坏，河道的渠道化和裁弯取直工程彻底改变了河流蜿蜒型的基本形态，急流、缓流、弯道及浅滩相间的格局消失，而横断面上的几何规范化，也改变了深潭、浅滩交错的形式，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生物群落的多样性降低及引起生态退化。

通常水体治理采用包括截污、清淤、生态建设等方法。由于对污染源的拦截很难作到百分之百，往往使整治好的河道又会重新被污染，而产生治理后水体污染又重现的问题；水体的清淤过程中也存在着水体底泥清掏外运极其困难，且有脱水、运输时的二次污染，在市区选择合适的淤泥堆场难度大等问题；人工湿地和生物浮床等水体的生态建设的应用又受到效率低和占地面积大等方面的问题。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种三层结构的人工净水草，以解决现有技术存在的水体中净水微生物生长载体不够，治理后水体污染又重现，水体底泥清掏外运困难、脱水、运输时的二次污染，以及人工湿地和生物浮床等水体的生态建设的应用又受到效率低和占地面积限制的问题。

本实用新型的技术方案是：包括固定边和与其连接的草形的条状载体，该载体由空间网格结构的高分子材料制成，在该载体上可生长固定微生物膜，所述的载体由漂浮层和复合在其两侧的附着层构成。

所述的高分子材料包括改性聚氨酯或其他泡沫材料制成，所述的附着层由尼龙、涤纶、锦纶、氨纶等纤维材料，其空隙率达到80％以上，比表面积达10000平方米/立方米以上。

所述的漂浮层由改性聚氨酯海绵体或其他泡沫材料制成，所述的附着层由尼龙、涤纶、锦纶、氨纶等纤维材料制成。

所述的微生物膜由炭化菌、氨化菌和硝化菌等组成。

在所述的固定边的两端设有对应的搭扣。

本实用新型在应用时将其固定边固定在水中，草形的条状载体漂浮在水中。经过人工曝气或跌水后富含氧的水流经人工净水草时，其三维的结构特点使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换，同时巨大的比表面积和高的空隙率将水中的有机污染物、溶解氧以及微生物富集在其表面上，为微生物的生理活动创造出非常适宜的环境条件，使污染物得到迅速的降解。本实用新型有效的解决了传统技术存在的问题。通过为微生物提供适宜的环境条件，恢复水体的生态系统，提高水体的自净能力，从而使污染物得到降解。由于其在技术、成本、效率、生态性能方面的优势，人工净水草必将在水环境保护、水体生态修复、以及生物膜法水处理等领域迅速获得推广。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是本实用新型的应用状态示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，本实用新型包括固定边2和与其连接的草形的条状载体1，该载体1由空间网格结构的高分子材料制成，在该载体上固定有微生物膜。固定边2为双层闭合结构3，其内可以穿过固定绳索或固定杆。

所述的高分子材料包括改性聚氨酯或其他泡沫材料及尼龙、涤纶、锦纶、氨纶等纤维材料，其空隙率达到80％以上，比表面积达10000平方米/立方米以上。

所述的微生物膜由炭化菌、氨化菌和硝化菌等组成。

在所述的固定边的两端设有对应的搭扣4和5，可以对接在一起使本实用新型形成环形体，在水中构成一簇簇的新形式。

所述的载体由漂浮层13和复合在其两侧的附着层11、12构成。

所述的漂浮层13由改性聚氨酯海绵体制成，所述的附着层11和12由尼龙纤维材料制成。其中一层11是由改性聚氨酯(或其他泡沫材料)制成的海绵体，主要起漂浮的作用；另一层12由尼龙纤维材料(或涤纶、锦纶、氨纶等纤维体)制成，主要用于附着微生物膜。这种双层结构可以成分利用不同材料、不同结构的不同性能，即漂浮的性能和附着和生长微生物膜的特性。当然，本实用新型的载体1也可采用其它具有近似功能和特性的材料(如：尼龙、涤纶、锦纶氨纶纤维等材料)制作，同样属于本专利保护的范围。三层结构的人工草增加了附着微生物膜的能力和面积，并具有两侧对称的形态，既提高了本身的水处理能力，又增加了应用时的美感。

本实用新型的载体1是一种具有空间网状结构的高分子材料，通过分子设计，在载体中引入大量活性和强极性基因，将大量的有益菌和酶制剂牢牢固定在载体上，成为微生物的固定化的载体。

利用本实用新型人工净化水草进行水污染和水环境治理的工艺过程如下：通过人工曝气、跌水等方式提供污染物降解所需要的氧，富含氧的水流经人工净水草时，其三维的结构特点使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换，同时巨大的比表面积和高的空隙率将水中的有机污染物、溶解氧以及微生物富集在其表面上，为微生物的生理活动创造出非常适宜的环境条件，使污染物得到迅速的降解。

由于本实用新型载体1在固定微生物膜后的密度小于水的密度，所以在水中呈悬浮状态。在应用时只需将固定边2固定，载体1就像水草一样在水中摇摆(参见图4)，不会影响河道、湖泊的行洪或泄洪。

本实用新型的结构特点和工作机理：

1、生物膜生成、固着性能良好，废水与生物膜接触效率高。

通过分子设计，在载体中引入大量活性和强极性基因，如氨基、羟基和环氧基等，通过分子间的共价键、离子键等作用力，将大量的有益菌和酶制剂牢牢固定在载体上，实现真正的固定化。构建适合不同微生物群落生长繁殖的三维复合结构等技术手段，数百倍地放大废水与生物膜的接触作用；载体中大孔与微孔相结合，气、液、固三相在空隙中进行高效传质，好氧、兼氧和厌氧状态同时存在，提高处理效率。

2、比表面积大，空隙率高。

多空的填料为微生物提供了最佳的生长环境，因此生物量大，高浓度的微生物量，使处理设施的溶剂负荷增大，不仅减少了处理设施的占地面积，而且停留时间变短，基建投资减少；填料的巨大的比表面积其上生长着各种碳化菌、氨化菌和硝化菌组成的高活性生物膜，具有优良的氧化降解和吸附水中污染物的功能。

3、化学及生物学的稳定性强，不溶出有毒有害物质，不造成二次污染。

人工净水草为改型聚氨酯及尼龙纤维材料制成，具有耐腐蚀、耐生物作用、耐光照，耐低温，耐老化等性能，使用寿命可达10年；化学及生物学的稳定性强，在长期的浸泡和生物膜的侵蚀下，不会溶出有毒有害物质，不造成二次污染。

4、有利于脱氮、抑制藻类生长。

由于生长在填料上的生物膜中好氧、厌氧和兼氧菌同时存在，具有很好的脱氮效果，经过处理后的水氨氮含量可以稳定的保持在较低水平，可以有效地抑制藻类生长。

5、外形美观，赏心悦目。

人工净水草颜色可灵活设置，外形美观。在水体治理中，该净水草、清水和蓝天将组成一幅美丽的图画。

Claims (5)

1.一种三层结构的人工净水草，其特征在于：包括固定边和与其连接的草形的条状载体，该载体由空间网格结构的高分子材料制成，在该载体上可生长固定微生物膜，所述的载体由漂浮层和复合在其两侧的附着层构成。

2.根据权利要求1所述的三层结构的人工净水草，其特征在于：所述的高分子材料包括改性聚氨酯或其他泡沫材料和尼龙、涤纶、锦纶、氨纶纤维材料，其空隙率达到80％以上，比表面积达10000平方米/立方米以上。

3.根据权利要求2所述的三层结构的人工净水草，其特征在于：所述的漂浮层由改性聚氨酯海绵体或其他泡沫材料制成，所述的附着层由尼龙、涤纶、锦纶、氨纶等纤维材料制成。

4.根据权利要求1所述的三层结构的人工净水草，其特征在于：所述的微生物膜由炭化菌、氨化菌和硝化菌组成。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的三层结构的人工净水草，其特征在于：在所述的固定边的两端设有对应的搭扣。

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