污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统及其构建方法
【专利摘要】本发明涉及污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统及其构建方法。该系统包括主载体，第一圈HY微生物膜体区，第二圈空气洗水区，第三圈HY微生物膜体区，第四圈水生游水动物区，第五圈HQY2微生物膜体区，生物菌混合液播撒水体修复区，底栖贝类动物区，水生植物生态净化区。该方法包括分别构建上述单元的具体步骤。本发明节能环保，不占用土地资源，可节省建造污水处理厂所需的大量建筑材料和能源消耗；具有因地制宜，就地治理，不受水体雨季旱季水位变化等因素的限制，机动、灵活、快捷、实用性强、投资少、见效快、运行管理成本低、标本兼治等优势。
【专利说明】污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统及其构建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统及其构建方法，采用空气洗水工艺同时将自然界生物加以选择、培养、驯化，构建获得立体的生物链膜体开放式处理系统，属于污染水体治理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前在国内外环境保护领域，针对大型水体遭污染后的治理，尚未存在切实可行的工艺方案与技术手段，其困难主要表现在三个方面:一、氧与水体的稳定有效传递；二、水体中微生物数量与品种的有效增殖；三、水体中有机营养盐与微生物间的有效传递。而传统的污水处理工艺均为收集式工艺，需要在陆地上建造相应的构筑物，因而对大面积开放式水体(如湖泊、水库、河塘等)遭受污染后的治理，显得无能为力。然而，河塘、湖泊、水库等开放式水体被污染的情况呈现出扩大趋势，这种污染的势头如果不能得到有效控制，并任其发展下去，将会对人类的生存与发展造成毁灭性打击。
[0003]现在亟待需要研制开发出适用于大面积开放式污染水体治理与修复，且成本低、治理效果好的污染水体处理系统及其构建方法。
[0004] 申请人:于2014年5月19日申请了中国发明专利申请(申请号201410212301.0，申请公布号CN103979676A，名称为污染水体治理与修复用悬浮升降式曝气生物滤膜系统及其构建方法)。 申请人:经进一步深入实践研宄，得出了更加先进的处理系统。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术存在的问题，提供一种污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统及其构建方法，尤其适用于大面积开放式污染水体的治理与修复，且成本低、治理效果好。
[0006]本发明解决其技术问题的技术方案如下:
[0007]一种污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，包括主载体，主载体周围设有第一环形浮体串，第一环形浮体串的底部悬挂有第一生物填料，第一生物填料上载有好氧微生物，第一环形浮体串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同构成第一圈HY微生物膜体区；
[0008]第一环形浮体串的外侧经固定支架固连有第二环形浮体串，第一、第二环形浮体串之间形成第二圈空气洗水区，第二圈空气洗水区内设有一组进气端与空气压缩机连通的空气输送管道，空气输送管道的出气端与空气输送横管连通，空气输送横管围成框形，框形内侧均匀安装有中间横管形成管网；空气扩散装置间隔分布在空气输送横管和中间横管上；空气输送管道、空气输送横管和中间横管形成的管网、以及空气扩散装置共同构成第二圈空气洗水区；
[0009]第二环形浮体串底部悬挂有第二生物填料，第二生物填料上载有好氧微生物，第二环形浮体串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同构成第三圈HY微生物膜体区；
[0010]第二环形浮体串的外侧经固定支架固连有第三环形浮体串，第二、第三环形浮体串之间形成第四圈水生游水动物区；第四圈水生游水动物区内设有由网制成的网箱，水生游水动物置于网箱内；
[0011]第三环形浮体串底部悬挂有第三生物填料，第三生物填料的上部载有好氧微生物、下部载有厌氧微生物，第三环形浮体串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厌氧微生物共同构成第五圈HQY2微生物膜体区；
[0012]第二圈空气洗水区的浮体支架上还设有潜水泵，潜水泵的出水口经管路与设于第三环形浮体串上的排水管道连通，排水管道设有一组喷洒头，喷洒头的喷洒方向为第三环形浮体串的外侧；潜水泵、排水管道、喷洒头共同构成生物菌混合液播撒水体修复区；
[0013]污染水体的底部安置有底栖贝类动物，形成底栖贝类动物区；
[0014]污染水体靠近岸堤处安置有水生植物，形成水生植物生态净化区。
[0015]该结构在使用时，第一、第二、第三环形浮体串以及主载体位于水体的水面，第一、第二、第三生物填料、空气扩散装置、网箱、均位于水体内。运行时，位于第二圈空气洗水区的空气压缩机、潜水泵持续工作，一方面由空气压缩机将空气通过管道输送，经空气扩散装置使空气以小气泡形式从水体下部向上剧烈扩散、形成空气洗水，另一方面由潜水泵将经空气洗水后的生物菌混合液喷洒至整个处理系统外侧的水体中，使整个水体形成立体循环运动，水体在运动时会经过水生植物生态净化区、底栖贝类动物区、HQY2微生物膜体区、水生游水动物区、HY微生物膜体区，并在各区域内得到有效处理。
[0016]该结构以空气洗水为核心，以微生物、水生动物、水生植物三大生物体系构成的生物链为基础，采用八大区相结合、且完全敞开通透的开放方式，构建出立体化生物链为主导的污染水体治理系统，能在同一污染水体中将好氧、缺氧、厌氧处理工艺有机结合、相互转换，不仅能稳定、持续、有效地去除污染水体中的碳、氮、磷、硫化物等污染物，还能避免产生致癌、致畸、致突变的“三致”物质和有毒有害物质，恢复水体多元化的生态体系和自净功會K。
[0017]本发明处理系统进一步完善的技术方案如下:
[0018]优选地，主载体底部经粧基与水底地基固连，或者主载体漂浮于水体表面。
[0019]优选地，第一、第二、第三环形浮体串分别由一组浮体经浮体固定连接器固连构成；第一、第二、第三环形浮体串分别呈长方环形；第一、第二、第三生物填料末端悬挂有挂坠。
[0020]优选地，主载体向周围延伸出横梁，横梁上设有围绕主载体的圈梁体，第二圈空气洗水区上方的圈梁体设有一组含升降紧固件的升降调节装置，升降调节装置上设有相配的升降导杆，升降导杆底端设有水平框架；空气输送横管和中间横管形成的管网安置于水平框架上；空气扩散装置均匀分布在空气输送管和中间横管上。
[0021]优选地，网箱采用尼龙网制成；生物链由好氧微生物、厌氧微生物、水生游水动物、底栖贝类动物以及水生植物构成；水生游水动物包括浮游动物和游水动物；水生植物包括挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物；微生物包括细菌、真菌以及部分原生动物。
[0022]优选地，主载体具有含太阳能和/或风能蓄电装置的机电动力区、控制空气压缩机和潜水泵的操作控制系统区、以及用以处理生活污水的生活污水处理区；主载体上还构筑有房屋，房屋的屋顶上装有太阳能光伏板和/或风能发电装置，太阳能光伏板与太阳能蓄电装置电连接，风能发电装置与风能蓄电装置电连接。
[0023]本发明还提供上述空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统的构建方法，包括以下步骤:
[0024]第一步、根据目标污染水体的体量、水深及污染物成份指标分析，确定处理系统各部件的重量及尺寸，以及好氧微生物、厌氧微生物、水生游水动物、底栖贝类动物、水生植物的种类和数量；
[0025]第二步、构建主载体:确定主载体位置并构筑主载体；在主载体周围固定安装第一环形浮体串；主载体向周围延伸出横梁，在横梁上设有围绕主载体的圈梁体；
[0026]第三步、构建第二圈空气洗水区:在圈梁体上设一组含升降紧固件的升降调节装置；构建一组设有升降导杆的水平框架，升降导杆具有一组与升降紧固件相配的升降调节孔；空气输送管道纵向布置于升降导杆旁边；在水平框架上安装相互连通的空气输送横管，并围成框形，在框形内安装与空气输送横管连通的中间横管，在空气输送横管和中间横管上均匀安装一组空气扩散装置；将升降导杆的升降调节孔与升降紧固件固连，通过升降调节装置将空气输送横管和空气扩散装置沉入水体中，形成第二圈空气洗水区；
[0027]第四步、构建第一、第三圈HY微生物膜体区:在第一环形浮体串的外侧经固定支架固连第二环形浮体串；在第一环形浮体串底部悬挂第一生物填料，在第二环形浮体串底部悬挂第二生物填料，第一、第二生物填料末端挂有挂坠；在第一、第二生物填料上分别投加好氧微生物；第一环形浮体串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同构成第一圈HY微生物膜体区，第二环形浮体串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同构成第三圈HY微生物膜体区；
[0028]第五步、构建第四圈水生游水动物区:在第二环形浮体串的外侧经固定支架固连第三环形浮体串；在第二、第三环形浮体串之间悬挂有由网制成的网箱，向网箱内投放水生游水动物，形成第四圈水生游水动物区；
[0029]第六步、构建第五圈HQY2微生物膜体区:在第三环形浮体串底部悬挂第三生物填料，第三生物填料末端挂有挂坠，在第三生物填料的上部投加好氧微生物、下部投加厌氧微生物；第三环形浮体串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厌氧微生物共同构成第五圈HQY2微生物膜体区；
[0030]第七步、构建生物菌混合液播撒水体修复区:在第二圈空气洗水区内的浮体支架上安装潜水泵，在第三环形浮体串上安装排水管道；将潜水泵的出水口经管路与排水管道连通；在排水管道上设一组喷洒头，将喷洒头的喷洒方向调整为第三环形浮体串的外侧；潜水泵、排水管道、喷洒头共同构成生物菌混合液播撒水体修复区；
[0031]第八步、构建底栖贝类动物区、水生植物生态净化区:在污染水体的底部安置预定种类和数量的底栖贝类动物，形成底栖贝类动物区；在污染水体靠近岸堤处安置预定品种的水生植物，形成水生植物生态净化区。
[0032]本发明方法进一步完善的技术方案如下:
[0033]优选地，第二步中，构筑主载体时，先在水底地基上构筑粧基，再在粧基上构筑主载体，或者直接构筑船舶式主载体；构筑主载体后，在主载体上构筑房屋，在房屋的屋顶上装有太阳能光伏板和/或风能发电装置，在主载体内设含太阳能和/或风能蓄电装置的机电动力区，太阳能光伏板与太阳能蓄电装置电连接，风能发电装置与风能蓄电装置电连接。
[0034]更优选地，在主载体内设控制空气压缩机和潜水泵的操作控制系统区、以及用以处理生活污水的生活污水处理区；主载体还留有市电接口。
[0035]优选地，第一、第二、第三生物填料分别含有若干条生物填料，相邻生物填料之间保持预定的间隔距离；排水管道末端设有排放沉积杂质的球阀。
[0036]本发明的有益效果如下:
[0037]1、本发明解决并攻克了当前国内外环境保护领域里对大面积污染水体治理的三大难题，即:氧与水体的稳定有效传递；水体中微生物数量与品种的有效增殖；水体中有机营养盐与微生物间的有效传递。本发明已经在污染水体治理试验中取得成功，填补了我国大面积水域污染水体治理技术上的空白。
[0038]2、本发明以空气洗水为核心，以微生物、水生动物、水生植物三大生物体系构成的生物链为基础，采用八大区相结合、且完全敞开通透的开放方式，构建出立体化生物链为主导的污染水体治理系统，能在同一污染水体中将好氧、缺氧、厌氧处理工艺有机结合、相互转换，不仅能稳定、持续、有效地去除污染水体中的碳、氮、磷、硫化物等污染物，还能避免产生致癌、致畸、致突变的“三致”物质和有毒有害物质，恢复水体多元化的生态体系和自净功會K。
[0039]3、本发明节能环保，不占用土地资源，可节省建造污水处理厂所需的大量建筑材料和能源消耗。
[0040]4、本发明可因地制宜，不受污染水体水底复杂条件以及雨季、旱季水位变化等因素的限制，机动、灵活、快捷、方便、实用性强。
[0041]与 申请人:之前申请的专利相比，本发明以空气洗水工艺为基础，将自然界生物中的水生动物、水生植物、微生物等加以选择、培养、驯化，构建出多元素，全方位，相互补充的生物食物链膜体，形成立体开放式的处理体系。
[0042]本发明构建的多功能主载体，为本系统参与大型污染水体、湖泊、水库的治理提供了安全、可靠的硬件技术保障，使消除水体污染，恢复水体自净功能不再是停留在口头上的奢望，而是实实在在地成为现实。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1为本发明实施例1处理系统俯视图。
[0044]图2、图3分别为本发明实施例1固定式、船舶式处理系统的结构示意图。
[0045]图4为本发明实施例1处理系统水生植物生态净化区的结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
[0047]实施例1污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统及其构建方法
[0048]如图1至图4所示，本实施例污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统包括主载体1，主载体I底部经粧基10与水底地基固连，或者主载体I漂浮于水体表面。主载体I具有含太阳能和/或风能蓄电装置的机电动力区I 一 1、控制空气压缩机11和增压潜水泵12的操作控制系统区I 一 2、以及用以处理生活污水的生活污水处理区I 一3 ;主载体I上还构筑有房屋13，房屋13的屋顶16上装有太阳能光伏板14和/或风能发电装置15，太阳能光伏板14与太阳能蓄电装置电连接，风能发电装置15与风能蓄电装置电连接。
[0049]主载体I周围设有第一环形浮体串2 - 1，第一环形浮体串2 -1的底部悬挂有第一生物填料3 -1，第一生物填料3 -1上载有好氧微生物，第一环形浮体串2 - 1、第一生物填料3 -1及其上的好氧微生物共同构成第一圈HY微生物膜体区21。
[0050]第一环形浮体串2 -1的外侧经固定支架4固连有第二环形浮体串2 - 2，第一、第二环形浮体串2 — 1、2 — 2之间形成第二圈空气洗水区22，第二圈空气洗水区22内设有一组进气端与空气压缩机11连通的空气输送管道19，空气输送管道19的出气端与位于水下的空气输送横管6连通，空气输送横管6围成框形，框形内侧均勾安装有中间横管形成管网，空气扩散装置7间隔均匀分布在空气输送横管6和中间横管上；空气输送管道19、空气输送横管6间隔分布在第一环形浮体串2 — I的周围；第二圈空气洗水区22上方圈梁体18还设有一组含升降紧固件的升降调节装置35，用以调节固定升降导杆36，升降导杆36底端固连有水平框架37，空气输送横管6和中间横管形成的管网安置于水平框架上；这样即可实现对空气输送管道19、空气输送横管6以及空气扩散装置7在水体中的升降。空气扩散装置7可为曝气头或微孔管。空气输送管道19、空气输送横管6和中间横管形成的管网、以及空气扩散装置7共同构成第二圈空气洗水区。
[0051]第二环形浮体串2 - 2底部悬挂有第二生物填料3 - 2，第二生物填料3 — 2上载有好氧微生物，第二环形浮体串2 - 2、第二生物填料3 - 2及其上的好氧微生物共同构成第三圈HY微生物膜体区23。
[0052]第二环形浮体串2 - 2的外侧经固定支架4固连有第三环形浮体串2 — 3，第二、第三环形浮体串2 — 2、2 — 3之间形成第四圈水生游水动物区24 ;第四圈水生游水动物区24内设有由尼龙网制成的网箱5，水生游水动物置于网箱5内。
[0053]第三环形浮体串2 - 3底部悬挂有第三生物填料3 - 3，第三生物填料3 — 3的上部载有好氧微生物、下部载有厌氧微生物，第三环形浮体串2 - 3、第三生物填料3 — 3及其上的好氧微生物和厌氧微生物共同构成第五圈HQY2微生物膜体区25。
[0054]第一、第二、第三环形浮体串2 — 1、2 — 2、2 — 3分别由一组浮体经浮体固定连接器固连构成；第一、第二、第三环形浮体串2 — 1、2 — 2、2 — 3分别呈长方环形；第一、第二、第三生物填料3 — 1、3 — 2、3 — 3末端悬挂有挂坠30。
[0055]第二圈空气洗水区22的浮体支架上还设有潜水泵12，潜水泵12的出水口经管路8与设于第三环形浮体串2 - 3上的排水管道9连通，排水管道9设有一组喷洒头9 一 1，喷洒头9 — I的喷洒方向为第三环形浮体串2 — 3的外侧；潜水泵12、排水管道9、喷洒头
9-1共同构成生物菌混合液播撒水体修复区。
[0056]污染水体的底部安置有底栖贝类动物10 - 1，形成底栖贝类动物区，对水体有机物及底泥进行降解。
[0057]污染水体靠近岸堤处安置有水生植物10 - 2，形成水生植物生态净化区。
[0058]本实施例系统的构建方法包括:
[0059]第一步、根据目标污染水体的体量、水深及污染物成份指标分析，确定处理系统各部件的重量及尺寸，以及好氧微生物、厌氧微生物、水生游水动物、底栖贝类动物10 — 1、水生植物10 — 2的种类和数量。
[0060]第二步、构建主载体1:确定主载体I位置并构筑主载体I ;在主载体I周围固定安装第一环形浮体串2 -1 ;主载体I向周围延伸出横梁17，在横梁17上设有围绕主载体I的圈梁体18。
[0061]第二步中，构筑主载体I时，先在水底地基上构筑粧基10，再在粧基10上构筑主载体I，或者直接构筑船舶式主载体I ;构筑主载体I后，在主载体I上构筑房屋13，在房屋13的屋顶16上装有太阳能光伏板14和/或风能发电装置15，在主载体I内设含太阳能和/或风能蓄电装置的机电动力区I 一 1，太阳能光伏板14与太阳能蓄电装置电连接，风能发电装置15与风能蓄电装置电连接。在主载体I内设控制空气压缩机11和潜水泵12的操作控制系统区I 一 2、以及用以处理生活污水的生活污水处理区I 一 3 ;主载体I还留有市电接口。
[0062]第三步、构建第二圈空气洗水区22:在圈梁体18上设一组含升降紧固件的升降调节装置35 ;构建一组设有升降导杆36的水平框架37，升降导杆36具有一组与升降紧固件相配的升降调节孔；空气输送管道19纵向布置于升降导杆36旁边；在水平框架37上安装相互连通的空气输送横管6，并围成框形，在框形内安装与空气输送横管6连通的中间横管，在空气输送横管6和中间横管上均匀安装一组空气扩散装置7 ;将升降导杆36的升降调节孔与升降紧固件固连，通过升降调节装置35将空气输送横管6和空气扩散装置7沉入水体中，形成第二圈空气洗水区22。
[0063]第四步、构建第一、第三圈HY微生物膜体区21、23:在第一环形浮体串2 — I的外侧经固定支架4固连第二环形浮体串2 - 2 ;在第一环形浮体串2 -1底部悬挂第一生物填料3 — 1，在第二环形浮体串2 — 2底部悬挂第二生物填料3 — 2，第一、第二生物填料3 —
1、3 - 2末端挂有挂坠30 ;在第一、第二生物填料3 — 1、3 — 2上分别投加好氧微生物；第一环形浮体串2 - 1、第一生物填料3 -1及其上的好氧微生物共同构成第一圈HY微生物膜体区21，第二环形浮体串2 - 2、第二生物填料3 — 2及其上的好氧微生物共同构成第三圈HY微生物膜体区23。
[0064]第五步、构建第四圈水生游水动物区24:在第二环形浮体串2 - 2的外侧经固定支架4固连第三环形浮体串2 - 3 ;在第二、第三环形浮体串2 — 2、2 — 3之间悬挂有由尼龙网制成的网箱5，向网箱5内投放水生游水动物，形成第四圈水生游水动物区24 ；
[0065]第六步、构建第五圈HQY2微生物膜体区:在第三环形浮体串2 - 3底部悬挂第三生物填料3 - 3，第三生物填料3 - 3末端挂有挂坠，在第三生物填料3 - 3的上部投加好氧微生物、下部投加厌氧微生物；第三环形浮体串2 - 3、第三生物填料3 - 3及其上的好氧微生物和厌氧微生物共同构成第五圈HQY2微生物膜体区25。
[0066]第一、第二、第三生物填料3 — 1、3 — 2、3 — 3分别含有若干条生物填料，相邻生物填料之间保持预定的间隔距离。
[0067]第七步、构建生物菌混合液播撒水体修复区:在第二圈空气洗水区22内的浮体支架上安装潜水泵12，在第三环形浮体串2 - 3上安装排水管道9 ;将潜水泵12的出水口经管路8与排水管道9连通；在排水管道9上设一组喷洒头9 — 1，将喷洒头9 — I的喷洒方向调整为第三环形浮体串2 - 3的外侧；潜水泵12、排水管道9、喷洒头9 -1共同构成生物菌混合液播撒水体修复区；排水管道9末端设有排放沉积杂质的球阀20。
[0068]第八步、构建底栖贝类动物区、水生植物生态净化区:在污染水体的底部安置预定种类和数量的底栖贝类动物10 - 1，形成底栖贝类动物区；在污染水体靠近岸堤处安置预定品种的水生植物10 - 2，形成水生植物生态净化区。
[0069]本实施例系统的生物链由好氧微生物、厌氧微生物、水生游水动物、底栖贝类动物
10-1以及水生植物10 — 2构成；水生游水动物包括浮游动物和游水动物；水生植物10 -2包括挺水植物31、浮叶植物32、漂浮植物33和沉水植物34 ;微生物包括细菌、真菌以及部分原生动物。立体生物链膜体为在同一个水域垂直立面由同类不同种生物群或不同类不同种生物群组成。开放式处理系统指:各处理单元由构筑不同功能的浮体经固定连接器组装而成，并共同构成整体处理系统，水体中各处理单元间不设软、硬墙体隔挡，水体自由交换流通。
[0070]本实施例系统中，第一、第三圈HY微生物膜体区21、23为好氧处理单元，第四圈水生游水动物区24、底栖贝类动物区、水生植物生态净化区为生态处理单元，第五圈HQY2微生物膜体区25的上部为好氧处理单元、中部为缺氧处理单元、下部为厌氧处理单元；同时，第二圈空气洗水区22内安装的潜水泵12将空气洗水区22分离出的有机物、生物菌、气液等的混合液依次经管路8、排水管道9、喷洒头9 -1喷向处理系统之外形成生物菌混合液播撒水体修复区。
[0071]本实施例系统的第二圈空气洗水区22中，由空气压缩机11将空气输送到污染水体底部的空气扩散装置7中，空气以小气泡的形式从水底向上强烈扩散，使空气与污水剧烈地混合、摩擦、搅拌，水面上出现许多跳跃的小水珠，其原因是由于空气与液体混合后，促使水分子团膨胀，产生运动，气体穿越液体以气泡形式上升到水面，在大气压力的作用下气泡爆炸，所载气液溅落水中，该现象称为空气洗水产生的气液混合爆炸效应。这种爆炸效应的本质是，空气与污水混合，空气中多元素的气体原子与水分子充分接触，形成良好的吸收效应，水分子被激活的同时氧原子和氢原子也得到补充，污水中的溶解氧得到大幅度提升，水体中的有机物被分子态的氧所氧化，有机物从运动中的水分子中脱离出来，虽然有机物还是悬浮在水体中，但与水分子已是实质性的分离。水体中的蛋白质、脂肪、碳、氮、磷等污染物正是本实施例处理系统中各种生物赖以生存所必须的食源和营养物质。各种生物通过生物化学作用(吸收富集转化、光合作用、呼吸作用)，物理作用(过滤、沉淀)，协同与竞争作用等手段，吸收营养盐，富集重金属，将硫化物转化为无毒的硫酸根，消除水体异味，降解有机物并形成多样化的生态环境，提高水体透明度，达到污染水体治理于修复的功效。
[0072]如图4所示，本实施例系统的水生植物生态净化区，在该处理水域岸系向水体纵深有选择地配种多品种水生植物10 - 2，包括挺水植物31、浮叶植物32、漂浮植物33和沉水植物34形成多元化的立体水生植物生态净化区。
[0073]本实施例系统中，房屋13可用于污染水体治理与修复以外的附属项目，包括水上商铺、酒店、水上游乐风光带景点等水上不夜城亮化工程的开发，实现“以商养治”的目标。
[0074]实施例2实施例1在对黑臭河污染水体治理中的试验应用
[0075]某镇景观河全长550余米，河宽12米，平均水深1.6米。河道在规划整修时采用大片石堆砌成硬质河体，河道内有16个排水口，其中8个为两岸居民小区生活污水排入口，I个为垃圾转运站排出的垃圾渗滤液入水口，河道西头的涵洞将西侧小区的生活污水排入河中。据统计小集镇排入河道中的生活污水为250T/d，垃圾渗滤液为0.8T/d，近年来随着河道底泥的不断积累，河水变黑河面上漂浮着大量的黑臭悬浮物体并散发出恶臭，成为名副其实的黑臭河。
[0076]处理前对河水取样化验的水质结果为:氨氮为6.96.mg/L、溶解氧力1.2mg/L、总磷为 0.7mg/L、总氮力 I2.2mg/Lo
[0077]采用实施例1构建方法构筑空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，对该河道进行治理。在不切断污染源、不对河体底泥清淤等措施下，实施例1处理系统运行20天后，漂浮在河面上的黑臭物质全都被降解、河水臭味完全消失，河水变清澈，水质得到明显改善。
[0078]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，包括主载体，其特征是，所述主载体周围设有第一环形浮体串，所述第一环形浮体串的底部悬挂有第一生物填料，所述第一生物填料上载有好氧微生物，所述第一环形浮体串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同构成第一圈HY微生物膜体区； 所述第一环形浮体串的外侧经固定支架固连有第二环形浮体串，所述第一、第二环形浮体串之间形成第二圈空气洗水区，所述第二圈空气洗水区内设有一组进气端与空气压缩机连通的空气输送管道，所述空气输送管道的出气端与空气输送横管连通，所述空气输送横管围成框形，所述框形内侧均匀安装有中间横管形成管网；所述空气扩散装置间隔分布在空气输送横管和中间横管上；所述空气输送管道、空气输送横管和中间横管形成的管网、以及空气扩散装置共同构成第二圈空气洗水区； 所述第二环形浮体串底部悬挂有第二生物填料，所述第二生物填料上载有好氧微生物，所述第二环形浮体串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同构成第三圈HY微生物膜体区； 所述第二环形浮体串的外侧经固定支架固连有第三环形浮体串，第二、第三环形浮体串之间形成第四圈水生游水动物区；所述第四圈水生游水动物区内设有由网制成的网箱，水生游水动物置于网箱内； 所述第三环形浮体串底部悬挂有第三生物填料，所述第三生物填料的上部载有好氧微生物、下部载有厌氧微生物，所述第三环形浮体串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厌氧微生物共同构成第五圈HQY2微生物膜体区； 所述第二圈空气洗水区的浮体支架上还设有潜水泵，所述潜水泵的出水口经管路与设于第三环形浮体串上的排水管道连通，所述排水管道设有一组喷洒头，所述喷洒头的喷洒方向为第三环形浮体串的外侧；所述潜水泵、排水管道、喷洒头共同构成生物菌混合液播撒水体修复区； 所述污染水体的底部安置有底栖贝类动物，形成底栖贝类动物区； 所述污染水体靠近岸堤处安置有水生植物，形成水生植物生态净化区。
2.根据权利要求1所述污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，其特征是，所述主载体底部经粧基与水底地基固连，或者所述主载体漂浮于水体表面。
3.根据权利要求1所述污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，其特征是，所述第一、第二、第三环形浮体串分别由一组浮体经浮体固定连接器固连构成；所述第一、第二、第三环形浮体串分别呈长方环形；所述第一、第二、第三生物填料末端悬挂有挂坠。
4.根据权利要求1或2或3所述污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，其特征是，所述主载体向周围延伸出横梁，所述横梁上设有围绕主载体的圈梁体，所述第二圈空气洗水区上方的圈梁体设有一组含升降紧固件的升降调节装置，所述升降调节装置上设有相配的升降导杆，升降导杆底端设有水平框架；所述空气输送横管和中间横管形成的管网安置于水平框架上；所述空气扩散装置均匀分布在空气输送管和中间横管上。
5.根据权利要求1或2或3所述污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，其特征是，所述网箱采用尼龙网制成；所述生物链由好氧微生物、厌氧微生物、水生游水动物、底栖贝类动物以及水生植物构成；所述水生游水动物包括浮游动物和游水动物；所述水生植物包括挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物；所述微生物包括细菌、真菌以及部分原生动物。
6.根据权利要求1或2或3所述污染水体治理用空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统，其特征是，所述主载体具有含太阳能和/或风能蓄电装置的机电动力区、控制空气压缩机和潜水泵的操作控制系统区、以及用以处理生活污水的生活污水处理区；所述主载体上还构筑有房屋，所述房屋的屋顶上装有太阳能光伏板和/或风能发电装置，太阳能光伏板与太阳能蓄电装置电连接，风能发电装置与风能蓄电装置电连接。
7.一种权利要求1至6任一项所述空气洗水型立体生物链膜体开放式处理系统的构建方法，其特征是，包括以下步骤: 第一步、根据目标污染水体的体量、水深及污染物成份指标分析，确定处理系统各部件的重量及尺寸，以及好氧微生物、厌氧微生物、水生游水动物、底栖贝类动物、水生植物的种类和数量； 第二步、构建主载体:确定主载体位置并构筑主载体；在主载体周围固定安装第一环形浮体串；主载体向周围延伸出横梁，在横梁上设有围绕主载体的圈梁体； 第三步、构建第二圈空气洗水区:在圈梁体上设一组含升降紧固件的升降调节装置；构建一组设有升降导杆的水平框架，升降导杆具有一组与升降紧固件相配的升降调节孔；空气输送管道纵向布置于升降导杆旁边；在水平框架上安装相互连通的空气输送横管，并围成框形，在框形内安装与空气输送横管连通的中间横管，在空气输送横管和中间横管上均匀安装一组空气扩散装置；将升降导杆的升降调节孔与升降紧固件固连，通过升降调节装置将空气输送横管和空气扩散装置沉入水体中，形成第二圈空气洗水区； 第四步、构建第一、第三圈HY微生物膜体区:在第一环形浮体串的外侧经固定支架固连第二环形浮体串；在第一环形浮体串底部悬挂第一生物填料，在第二环形浮体串底部悬挂第二生物填料，第一、第二生物填料末端挂有挂坠；在第一、第二生物填料上分别投加好氧微生物；第一环形浮体串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同构成第一圈HY微生物膜体区，第二环形浮体串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同构成第三圈HY微生物膜体区； 第五步、构建第四圈水生游水动物区:在第二环形浮体串的外侧经固定支架固连第三环形浮体串；在第二、第三环形浮体串之间悬挂有由网制成的网箱，向网箱内投放水生游水动物，形成第四圈水生游水动物区； 第六步、构建第五圈HQY2微生物膜体区:在第三环形浮体串底部悬挂第三生物填料，第三生物填料末端挂有挂坠，在第三生物填料的上部投加好氧微生物、下部投加厌氧微生物；第三环形浮体串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厌氧微生物共同构成第五圈HQY2微生物膜体区； 第七步、构建生物菌混合液播撒水体修复区:在第二圈空气洗水区内的浮体支架上安装潜水泵，在第三环形浮体串上安装排水管道；将潜水泵的出水口经管路与排水管道连通；在排水管道上设一组喷洒头，将喷洒头的喷洒方向调整为第三环形浮体串的外侧；潜水泵、排水管道、喷洒头共同构成生物菌混合液播撒水体修复区； 第八步、构建底栖贝类动物区、水生植物生态净化区:在污染水体的底部安置预定种类和数量的底栖贝类动物，形成底栖贝类动物区；在污染水体靠近岸堤处安置预定品种的水生植物，形成水生植物生态净化区。
8.根据权利要求7所述的构建方法，其特征是，第二步中，构筑主载体时，先在水底地基上构筑粧基，再在粧基上构筑主载体，或者直接构筑船舶式主载体；构筑主载体后，在主载体上构筑房屋，在房屋的屋顶上装有太阳能光伏板和/或风能发电装置，在主载体内设含太阳能和/或风能蓄电装置的机电动力区，太阳能光伏板与太阳能蓄电装置电连接，风能发电装置与风能蓄电装置电连接。
9.根据权利要求8所述的构建方法，其特征是，在主载体内设控制空气压缩机和潜水泵的操作控制系统区、以及用以处理生活污水的生活污水处理区；主载体还留有市电接口。
10.根据权利要求7所述的构建方法，其特征是，第一、第二、第三生物填料分别含有若干条生物填料，相邻生物填料之间保持预定的间隔距离；排水管道末端设有排放沉积杂质的球阀。
【文档编号】C02F3/30GK104478083SQ201410720843
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】郝新浦, 郝爽 申请人:郝新浦