一种模块化水体生态净化装置的制作方法

本实用新型属于环境生态工程领域，具体涉及一种模块化水体生态净化装置。

背景技术：

近些年来，随着经济的发展，生活污水和工业污水的排放量越来越多，河流和湖泊受到不同程度的污染和破坏，水污染修复成为当前亟待解决的问题。国务院2015年4月16日正式颁发《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，明确提出整治城市水体，要求到2020年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。

国内外水污染处理技术繁多，但针对河流或湖泊主要有氧化塘、人工曝气和人工生态浮床等技术。相比之下，人工生态浮床技术因不会产生二次污染，对水体的净化效果好，而被广泛采用。生态浮床是一种针对富营养化的水质，利用生态学原理，通过浮床上种植的植物吸收水体中的氮、磷等污染物，并通过光合作用使其成为生长的营养物质，同时植物根系为水体中的鱼类提供营养物质，加速水质的净化效率，它能使水体透明度大幅度提高，同时水质也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。

目前公开文献查询到的使用人工生态浮床净化水质的专利较多，如一种用于湖泊水体污染修复的生态浮床装置(201510397364.2)，生态浮床装置包括了浮床框架、浮条、平衡块、种植填充料、固定绳和植物。

一种一体化生态浮床及净化问道水体的方法(201510622977.1)，生态浮床包括漂浮框架、植物栽培基质、弹性填料、水柱曝气系统和微生物罐。

一种用于城市黑臭问道水质强化净化的三维立体式生态浮床(201510577900.7)，其结构包括浮床结构主体、生物填料以及生物石。

但是生态浮床还存在如下问题：

1.现有的生态浮床均专注于单个浮床，但对于河道与湖泊，流域面积大，需若干个体的生态浮床有机结合成一整体，而公开的文献资料并未涉及。

2.生态浮床植物吸收和代谢过程实现污染水体中N、P等营养盐的去除能力有限，需依靠复合微生物在充足氧时生物降解，但每个浮床都设置充氧、投

加菌剂系统，则造成结构复杂，管理麻烦。

技术实现要素：

根据上述现有技术存在的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种模块化水体生态净化装置，可方便快捷的组合、便于安装和存放，维护和更换浮床材料便捷，重复使用性好，且不造成二次污染。本实用新型所采用的技术方案如下：

模块化水体生态净化装置，包括一个物料输入模块单元和若干个水体净化模块单元组成；所述的水体净化模块单元中开设有用于种植水生植物的种植孔，且水体净化模块单元中与水体接触部分填充有微生物固定载体；所述的物料输入模块单元包括菌剂贮存投加装置和鼓风供气装置，分别用于向各水体净化模块单元中补充菌剂和空气。

作为优选，所述的水体净化模块单元包括浮框主体，其上顶面为带种植孔的浮板，种植孔中镶嵌种植篮，浮板下方通过紧固支架固定有微生物固定载体；微生物固定载体下部设置有与物料输入模块相连的微孔曝气管和菌剂投加扩散管。

进一步的，所述的紧固支架及浮框主体下底面上均设置多个固定支点，固定支点上垂直设置若干条固定绳，每条固定绳上串联有若干个微生物固定载体。

进一步的，所述的微孔曝气管与菌剂投加扩散管安装在浮框主体下底面的固定支点上方，微孔曝气管进气管与菌剂投加管进料管分别固定在平行的两条棱边上。

进一步的，所述的浮框主体由万能角铁拼接成多面体结构，不同的水体净化模块单元和物料输入模块单元相互拼接成实现扩展，物料输入模块单元同时向多个水体净化模块单元补充空气和菌剂。

进一步的，所述的微孔曝气管选用聚氯乙烯和橡胶合成软管，孔径微米或纳米级。

进一步的，所述的浮板为聚乙稀空心板。

进一步的，所述的菌剂投加扩散管采用聚乙稀穿孔管。

作为优选，所述的微生物固定载体为亲水性聚氨脂或轻质陶粒。

作为优选，所述的能源输入模块单元包括电气控制装置、鼓风机、菌剂贮存桶及输送泵；所述的菌剂贮存桶通过输送泵与菌剂投加扩散管相连，所述的鼓风机与微孔曝气管相通，所述的电气控制装置用于对整个装置进行中央控制。

本实用新型中水体净化模块单元悬挂微生物固定载体，比表面积大，极易附着微生物，实现微生物相的高密度化，同时可以减缓水流，对水体中的污染物质进行截留、沉淀、吸附、过滤，提高处理效果。曝气充氧促进了植物根系和固定载体上微生物的生长，进一步促进微生物系统和水生植物系统的协同作用。微生物固定载体上附着的生物膜可去除部分COD、NH₃-N和TN，生物膜为反硝化细菌的厌氧反硝化过程提供适当条件，可在具有NH₃-N和TP 去除率的前提下，获得更为有效的TN去除率。微生物投加管中功能性茵通过管壁上的小孔向外扩散，增加周围水体中及生长基上的微生物含量，进一步提高水体净化效果。

本实用新型模块化水体生态净化方法与装置集成了现有生态浮床的优点，特别适用于湖泊、河道污染源流入处，对流入湖泊河道的水源进行预处理，并由能源补充模块单元统一控制，形成局部的污染源控制处理设施，可对水体中的污染物质进行截留、沉淀、吸附和过滤，净化水体。

附图说明

图1为一种模块化水体生态净化装置；

图2为水体净化模块的剖面图；

图3为水体净化模块底平面布置图；

图4为浮框主体与浮板固定局部图。

图中：水体净化模块单元1、物料输入模块单元2、菌剂贮存投加装置3、鼓风供气装置4、电气控制装置5、水生植物6、种植篮7、浮板8、浮框主体9、微生物固定载体10、菌剂投加扩散管11、微孔曝气管12、进气管13、进料管14、固定绳15和紧固支架16。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1-3所示，一种模块化水体生态净化装置，包括一个物料输入模块单元2和若干个水体净化模块单元1组成；所述的水体净化模块单元1中开设有用于种植水生植物6的种植孔，且水体净化模块单元1中与水体接触部分填充有微生物固定载体10；所述的物料输入模块单元2包括菌剂贮存投加装置3和鼓风供气装置4，分别用于向各水体净化模块单元1中补充菌剂和空气。微生物固定载体10用于附着微生物，同时可以减缓水流，对水体中的污染物质进行处理。多孔微生物载体采用垂挂或自然堆积。曝气充氧促进了植物根系和固定载体上微生物的生长。

上述为本实用新型的基础方案，进一步的，水体净化模块单元1可采用如下方案：该单元包括浮框主体9，浮框主体9由万能角铁拼接成多面体结构，优选材质不锈钢，优选的呈六面体，尺寸为1m×1m×1m。不同的水体净化模块单元1和物料输入模块单元2相互拼接成实现扩展，物料输入模块单元2同时向多个水体净化模块单元1补充空气和菌剂，保证水体净化模块单元1按需获得氧及功能性菌剂。

浮框主体9的上顶面固定聚乙稀空心浮板8，浮板8四边卡在角铁内，浮板8上顶面中间设置不锈钢万能角铁压紧，浮板8下底面的两端用在浮框主体9的棱柱固定不锈钢万能 角铁紧固支架16，浮板8上开有间隔距离相同的种植孔，种植孔的优选直径Φ100mm，种植孔中镶嵌种植篮7，种植篮7内填充水生植物6种植基并种植水生植物6，水生植物6包括但不限美人蕉、菖蒲、芦苇等。浮板8下方设有紧固支架16，紧固支架及浮框主体9下底面上均设置两两相应的多对固定支点，每对固定支点上紧绷连接一条尼龙固定绳15，每条固定绳15上串联有多个微生物固定载体10。微生物固定载体10可选择为亲水性聚氨脂或轻质陶粒。

微生物固定载体10下部设置有与物料输入模块相连的微孔曝气管12和菌剂投加扩散管11。微孔曝气管12与菌剂投加扩散管11安装在浮框主体9下底面的固定支点上方，且可分布平行布设多条，具体条数视实际情况而定。微孔曝气管12的进气管13与菌剂投加扩散管11的进料管14分别固定在平行的两条棱边上，用于为微孔曝气管12与菌剂投加扩散管11提供进料或空气。微孔曝气管12选用聚氯乙烯和橡胶合成软管，孔径微米或纳米级。菌剂投加扩散管可采用聚乙稀穿孔管。

能源输入模块单元包括电气控制装置5、鼓风机、菌剂贮存桶及输送泵；所述的菌剂贮存桶通过输送泵与菌剂投加扩散管11相连，所述的鼓风机与微孔曝气管12相通，可按需按时向水体补充氧气或功能性的菌剂。电气控制装置5用于对整个装置进行中央控制。

实施例1：

如图1所示，本实施例选用了一个漂浮的物料输入模块单元2与四个水体净模块单元1拼成一个“十”字形，物料输入模块单元2位于中心位置。物料输入模块单元2占地面积1m×1m，底板采用500mm×500mm×80mm聚乙稀浮板4块与40mm×40mm×2mm的不锈钢万能角铁拼接而成，物料输入模块单元2安装一个0.4KW的旋涡风机、容量20L的菌剂加药装置及一个防水电气控制箱，风机输出主管DN50的UPVC管，菌剂投加管直径Φ10mmPE管。

4个水体净化模块单元1外形尺寸为1m×1m×1m，水体净化单元1的浮框主体9采用1m长的6支30mm×30mm×1.5mm的万能不锈钢角铁拼接而成，2块尺寸1000mm×500mm×40mm的聚乙稀材质浮板8，浮板8三个边卡在角铁内，浮板上顶面中间设置了一支30mm×30mm×1.5mm不锈钢万能角铁压紧，浮板8下底面的两端用在浮框主体9的棱柱固定30mm×30mm×1.5mm不锈钢万能角铁紧固。浮板8共开孔直径Φ100mm的种植孔16个，种植篮7采用镂空的塑料盘，填充重质陶粒，种植水生植物6主要是美人蕉和黄菖蒲。

用直径Φ6mm尼龙绳在浮板8下底面固定件与浮框主体9底面棱拉相等间矩平行的微生物固定载体10的固定绳，微生物固定载体10选用直径Φ100mm球状的亲水聚氨脂载体。

浮框主体9底部安装DN50的微孔软管曝气管12共2支，间矩500mm，矩底边250mm，微孔曝气软管的进气管采用DN50的UPVC管，空气接口13为DN50的法兰。菌剂投加管直径Φ10mmPE管，采用快速卡箍接口。