一种多功能的水质净化系统的制作方法

本实用新型涉及一种河道、湖泊及其他水体的生态修复领域，特别是涉及一种多功能的水质净化系统，尤其涉及一种水体治理工程中的一种可同时达到除藻、水质净化及曝气充氧效果的水质净化系统。

背景技术：

水体富营养化日益成为全球性的水环境污染问题，富营养化水体也为藻类爆发提供了物质基础。中国大部分的水域都存在不同程度的富营养化状态。太湖、巢湖、滇池及武汉东湖等主要水体藻类的频繁爆发，不仅引发水源危机，还导致了巨大的经济损失，严重危害周围居民生活。因此，水体污染物防控及藻类治理技术的运用显得尤为重要。

机械除藻等物理除藻方法能在短时间内明显降低水体藻浓度，但无法长期控制藻类生长。投放灭藻剂、絮凝剂等化学除藻可能带来的二次污染不可忽视。而生物治理等措施虽见效慢，但能从根本上改善水质，达到从源头治水控藻的效果，是水体治理的发展方向。

水体高浓度污染物是藻类大量增殖的物质基础，所以，单一使用控藻措施无法从源头上达到彻底治理的效果，治水控藻应以清除水体过多内源污染物为出发点，同时结合生态控藻技术的综合治理措施为导向，最终达到彻底修复水环境的目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对水体富营养化导致的藻类爆发、水环境恶化等问题，提出一种多功能的水质净化系统，通过集除藻、净化及曝气作用为一体化设计，达成水体污染物治理、藻类清除、水环境改善等多重作用，最终达到彻底修复水环境的目标。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多功能的水质净化系统，包括设置在水体中的增氧曝气模块以及设置在所述增氧曝气模块上的编织纤维模块，所述增氧曝气模块包括设置在水面上且中部开具有通孔的漂浮机构、设置在所述漂浮机构的通孔内的动力机构以及将所述漂浮机构固定在水面的固定机构，所述编织纤维模块包括设置在所述漂浮机构外缘的支撑杆、设置在所述支撑杆上的连接机构以及悬挂在所述连接机构上的编织纤维束。

优选地，所述漂浮机构为内部填充轻质发泡材料的柱形体，所述柱形体边缘设有错位排列的凹槽结构和凸起结构。

优选地，所述动力机构为潜水电机及与所述潜水电机相连的叶轮。

优选地，所述叶轮为不锈钢材质或聚合物材质，所述叶轮的长度为15～30cm。

优选地，所述漂浮机构高度为10～15cm，横切面最长轴距为60～100cm；所述漂浮机构的通孔为圆柱体孔洞，所述圆柱体孔洞的直径为40～70cm。

优选地，所述固定机构包括锚固于水底的锚固件以及分别连接在所述漂浮机构下方的连接索。

优选地，所述连接机构为卡扣、拉环或挂扣。

优选地，所述编织纤维束为碳素纤维和植物秸秆编织成的扁平状长条物。

优选地，所述碳素纤维的材质为聚丙烯晴基碳纤维。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

本实用新型的多功能的水质净化系统，应用碳素纤维和秸秆纤维吸收、吸附、截留水中污染物，为各类微生物的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件，形成薄层的具有很强净化活性功能的“生物膜”，达到促进污染物的降解及转化的效果。同时，秸秆在水中释放的化感物质可达到长效除藻的效果，并且完全无污染、环境友好、效果显著。

另一方面，配合强化曝气措施增加水体的溶解氧，培养水体的耗氧菌，为水体内浮游动物等提供生活条件，共同作用促进了水污染的治理效率。该系统通过浮力支撑，可随水位变化自动调节，不需人为控制。其中的编织纤维束还可更换，使其保持持续修复水体的作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为多功能的水质净化系统结构示意图；

图2为漂浮机构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种多功能的水质净化系统，本系统包括增氧曝气模块和编织纤维模块两部分。如图1、图2所示，其中示出了本实用新型的一种优选实施方式。

具体地，所述多功能的水质净化系统包括设置在水体中的增氧曝气模块以及设置在所述增氧曝气模块上的编织纤维模块，所述增氧曝气模块包括设置在水面1上且中部开具有通孔的漂浮机构3、设置在所述漂浮机构3的通孔内的动力机构6以及将所述漂浮机构3固定在水面1的固定机构，所述编织纤维模块包括设置在所述漂浮机构3外缘的支撑杆7、设置在所述支撑杆7上的连接机构以及悬挂在所述连接机构上的编织纤维束4。

如图1所示，增氧曝气模块通体采用耐腐蚀、抗老化的材质如合成塑料等制成，所述增氧曝气模块包括设置在水面1上且中部开具有通孔的漂浮机构3、设置在所述漂浮机构3的通孔内的动力机构6以及将所述漂浮机构3固定在水面1的固定机构三个部分。

优选地，所述漂浮机构3为内部填充轻质发泡材料的柱形体，所述柱形体边缘设有错位排列的凹槽结构和凸起结构。具体地，所述漂浮机构3为内部填充轻质发泡材料如泡沫塑料等的箱体，箱体为中部开有通孔的圆柱体或方柱体，柱体边缘设置为错位排列的凹槽和凸起结构，起到抵消水流的冲刷保持装置稳定的作用。优选地，所述漂浮机构3高度为10～15cm，横切面最长轴距为60～100cm，根据叶轮大小进行调整。所述漂浮机构3的通孔为圆柱体孔洞，由于螺旋状叶轮设置在该孔洞中，所述圆柱体孔洞的直径根据叶轮大小设置为40～70cm。所述圆柱体孔洞的下方设置为网格状，以避免水中杂物漂入，影响叶轮工作。

进一步，如图2所示，所述漂浮机构3漂浮于水面1，保证吃水深度，防止下沉。优选地，所述动力机构6为潜水电机及与所述潜水电机相连的叶轮，所述叶轮优选为等螺距三锥螺旋状叶轮。所述叶轮为抗腐蚀、强度高的优质不锈钢材质或聚合物材质，所述叶轮根据动力需要确定长度为15～30cm，叶轮设置在漂浮机构的圆柱体孔洞中。

如图1所示，所述固定机构包括锚固于水底2的锚固件5以及分别连接在所述漂浮机构3下方的连接索8。对于无底泥水体可在水底放置重物作为锚固件5用以固定，从而使整个水质净化系统固定于一定位置，不随水流任意漂移，通过固定机构将所述水质净化系统设置于指定位置。

本实用新型的增氧曝气模块的工作原理为：根据水力机械的搅拌提升原理，电机带动水下螺旋状叶轮高速旋转，将水体下方的水提升喷洒到空中形成细小的水滴，水滴与空气接触后携带氧气返回水中。而水下叶轮的巨大扭矩带动大范围水体流动并由喷洒水流造成表层水体的大量扰动，为水体提供了极高的增氧率，特有的水体对流形式使得水体在垂直循环运动过程中表层水体与底部水体进行交换，使氧气能均匀分布到周围水体,提高水中溶解氧(DO)，有效地改善水环境。

进一步，本实用新型还在增氧曝气模块的漂浮机构3的四周设置若干编织纤维模块。所述编织纤维模块包括设置在所述漂浮机构3外缘的支撑杆7、设置在所述支撑杆7上的连接机构以及悬挂在所述连接机构上的编织纤维束4。

如图2所示，所述支撑杆7为细长的长方体或圆柱体，材质为韧性强、抗腐蚀、强度较大的材质(如聚合塑料材质)，可承受较强的压力和弯曲力。支撑杆7纵向下方设置若干连接装置，用来连接自身与编织纤维束。编织纤维模块通过支撑杆7的一端与漂浮机构3外缘的部分连接。支撑杆7的长度设置以与增氧曝气的喷洒水流的边缘基本一致为标准。增氧曝气模块的四周均可设置支撑杆7，数量可根据水体污染情况、藻类爆发情况的需要进行增减。

所述连接机构的材质与支撑杆7相同，可设置为卡扣、拉环、挂扣等多种形式，目的是将编织纤维束4悬挂于支撑杆7上。并且每个连接机构独立设置，可便于日常维护更换。所述编织纤维束4是由碳素纤维和植物秸秆为原料共同编织成的扁平状长条物，每条编织纤维束4由连接机构悬挂于支撑杆7上，按顺序排列。

碳素纤维具有很大的表面积，能吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮套污染物，为各类微生物、藻类和微生动的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件，最终在碳素纤维生态草上形成薄层的具有很强净化活性功能的“生物膜”，能够有效地促进污染物的降解及转化。

而秸秆可对藻类的生长起抑制作用，其主要机制为：秸秆在好氧条件下腐化分解所产生的有机酸、含甲基的酚类物质、醇类和酮类物质通过化感作用抑制藻类生长。通过大麦秸秆投入水体释放化感物质来抑制藻类是目前为止最为成功的利用植物化感作用控制藻类的应用实例，生态安全性好，有良好的应用前景。并且如大麦、玉米、水稻、小麦等秸秆均有上述效果，可根据当地实际情况选取，因地制宜。

本实用新型所述编织纤维束4中的碳素纤维材质为聚丙烯晴基碳纤维，碳素纤维制成(0.5～1)×(100～150)cm的长条状备用。秸秆以大麦纤维最优，可根据实际情况选取其他作物秸秆，秸秆顺长轴剖开，制成(0.2～0.5)×(30～50)cm的条状备用。编织纤维束4由上述两种条状物编织成不超过2层纤维厚度，规格为(2～3)×(50～100)cm的编织纤维束4。编织方式不限，要求在任意处断裂或破损均不影响编织纤维束4整体的结构完整。

其中，碳素纤维本身浸润性较差，与秸秆共同编织可增强其整体浸润性，加快微生物挂膜，增强其水污染处理效果。编织纤维束4一方面可通过秸秆释放化感物质达到除藻的效果，另一方面通过在编织纤维束4表面形成“生物膜”促进污染物的降解。

一般秸秆在6～12个月内化感物质释放完毕，而本实施例中的所述秸秆因前期做剖开处理，加速了秸秆中化感物质的释放和降解速度。作为秸秆主要组成部分的纤维素在其他有机成分降解后还可作为微生物挂膜的优质载体。优选地，一般可在9～12个月之后选择更换编织纤维束4，其中的碳素纤维还可重复利用。

当所述水质净化系统工作时，增氧曝气模块带动水流形成水体对流，当水流冲刷编织纤维束时，可加快秸秆中化感物质的释放，还可激活编织纤维束上的好氧菌和其他微生物，使其增加繁殖速度，逐渐扩大其作用范围。

本实用新型的多功能的水质净化系统，应用碳素纤维和秸秆纤维吸收、吸附、截留水中污染物，为各类微生物的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件，形成薄层的具有很强净化活性功能的“生物膜”，达到促进污染物的降解及转化的效果。同时，秸秆在水中释放的化感物质可达到长效除藻的效果，并且完全无污染、环境友好、效果显著。

另一方面，配合强化曝气措施增加水体的溶解氧，培养水体的耗氧菌，为水体内浮游动物等提供生活条件，共同作用促进了水污染的治理效率。该系统通过浮力支撑，可随水位变化自动调节，不需人为控制。其中的编织纤维束还可更换，使其保持持续修复水体的作用。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。