与生态浮床结合的张力腿式风电微孔曝气复氧平台的制作方法

与生态浮床结合的张力腿式风电微孔曝气复氧平台，是用于水体净化领域，有别于海洋石油平台的另类平台，属海洋工程领域。

技术背景

生态浮床是利用漂浮栽培的技术在被污染的水体中种植挺水植物和陆生植物，利用植物直接吸收水体中的氮、磷等营养元素，同时在植物根系形成生物膜，利用微生物的分解和合成代谢，有效去除水中的有机污染物和其他营养元素。关于生物浮岛对水体净化作用的研究已有许多报道，其中对总氮、总磷的去除率大都能达到70％以上。近年来世界上已有许多湖泊、池塘和河流采用了这一技术。在国外，德国很早以前就利用橡皮筏提供浮力制作生态浮床来改善景观，日本在Kasumikaura湖利用高强度泡沫、木架、棕网制作浮岛来改善水体。国内也已有许多生态浮床的工程实例，如南京玄武湖、上海苏州河、无锡五里湖等，均获得很好的应用效果。

最久十年生态浮床发展了悬挂弹性生物膜填料技术，就是用填料在有效区域内能立体全方位均匀舒展满布，使气、水、生物膜得到充分混渗接触交换，生物膜不仅能均匀的着床在每一根丝条上，保持良好的活性和空隙可变性，而且能在运行过程中获得愈来愈大的比表面积，又能进行良好的新陈代谢表面的好氧微生物氧化分解污染河水中的有机污染物、促进氨氮硝化过程和有机弹性生物膜填料磷矿化过程。

另一种公认的净水方法是水体曝气复氧，国外很早就采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式，通过管道将空气或氧气引人河道水体中，达到河道增氧的目的，如德国的 Emscher河、Fulda河和Teltow河。英国泰晤士河、德国Saar河、澳大利亚的斯旺河等。国内外的实际运行经验表明，在河道中进行充氧不但能改善水体黑臭状况，而且能使上层底泥中还原性物质得到氧化或降解。曝气在河底沉积物表层形成了一个以兼性菌为主的环境，并使沉积物表层具备了好氧菌群生长刺激的潜能，从而能够在较短的时间内降低水体中有机污染物，提高水体溶解氧的浓度，增强水体的自净作用，改善水环境。我国杭州大运河的支流，上海曹扬环浜以及昆明市滇池大清河河口在污染水体的生态修复过程中，都采用了这种曝气方式，並取得很大成效。而微气曝气因为气泡为小于0.1mm的小泡泡，泡上浮速度低，水越深接触水体时间越长，汽液面越大，传递速率越高；根据氧在水中溶解传递速率可扩散理论，氧的传递速率与气泡直径成反比，使曝气增氧效果最大化如何在象太湖这样大水体中，实现上述生态浮床结合生物膜及微孔曝气复氧实施，建设风电微孔曝气复氧平台是最好办法。因此，一种既有张力腿式平台的稳定性，又能系泊生态浮床的浮平台，就是一种合理的选择，本人已授权专利“随水位涨落的高稳性浮平台”专利号： ZL2013 2 0095250.9参考专利文献[1]，为此，与生态浮床结合的张力腿式风电微孔曝气复氧平台建设创造了条件，是对当今世界公认的有效成熟的净水技术的一个贡献，在日益重视环保的今天，也会越来越发挥作用。

参考专利文献

[1]“随水位涨落的高稳性浮平台”专利号：ZL2013 2 0095250.9 发明人：古国维

[2]“风力微孔曝气复氧与生态浮床结合的污水冶理装置”专利号：ZL 201320703811.9 发明人：古国维

技术实现要素：

为了实现浮平台既有张力腿式平台的稳定性，又能与生态浮床结合，生态浮床又能随水位涨落，我们采用的技术方案是；

1.由竹，木，塑料浮管拼接成片，上浇筑陶粒钢筋混凝土，然后砂浆找平，做成整块甲板，甲板中央装设小型风力发电机，同时装设微孔曝气复氧电泵，电泵输出的气体由铠装软管连接到水下管汇，由管汇接至各微孔曝气管。甲板支承在浮筒上，浮筒吊环下用缆绳连接管汇框架压重体总成，浮筒提供的浮力不小于浮平台各部分自重总和的1.1至1.15倍，管汇框架压重体总成四角为后置压重斗式结构，就位后往″斗″内投放重介质，如石块、建筑垃圾，总重大于浮平台及四角的浮筒可能产生的最大浮力，即洪水期淹没甲板也是安全的。

2.管汇框架压重体总成四角为后置压重斗式结构，投放设定重量的重介质后，插入水下泥层，即使洪水期管汇框架压重体总成被拔起，但这种浮心在上，重心在下的结构形式，至多产生移位，对系统是安全的。

3.生态浮床用缆绳连接在浮平台滑杆套筒上，生态浮床由竹、木、或塑料浮管拼接而成，竹、木、或塑料浮管套接浮力块，聚乙稀网衣铺设在竹、木、或塑料浮管拼接而成的框架上，当用于净水时，则栽植有净水功能的水生植物，用于栽种作物时选择相应品种则可，如水稻、水芹菜、西洋菜、通心菜、莲藕、菱角等。

本技术方案原理是，浮筒下吊环用缆绳连接管汇框架压重体总成，管汇框架压重体总成的后置压重斗式结构加载后，连接缆绳就产生了张力，故该缆绳也称作张力腿，设风，浪，流共同作用下产生的水平力，它使浮体产生偏离，倾复力矩M-，浮力产生恢复力矩为M+，二者正好反向，使它回到平衡点，从而实现动态平衡，这就是顺应式锚固的原理，参见图 11。

附图说明

图1是本实用新型结构竖向示意图；

图2是1-1向视图，表述本实用新型甲板平面示意图；

图3是2-2向视图，表述本实用新型管汇框架压重体平面示意图；

图4是浮筒结构轴测图，表述了以中心轴作为上下承力的主体；

图5是滑杆结构轴测图；

图6是甲板构造剖面图，表述了支承杆与浮筒及竹，木，或塑料浮管的关系；

图7是A放大轴测图，表述了支承杆端部拉环构造示意图；

图8是管汇框架压重体总成的后置压重斗式结构示意图；

图9是B放大图，表述管汇框架压重体吊耳构造示意图；

图10是C放大图，表述管汇构造示意图；

图11是张力腿式结构顺应式平衡原理图。

其中：1.甲板总成，1001.支承杆，1002.支承杆拉环，1003.竹，木，或塑料浮管，1004.陶粒混凝土，1005.钢筋网 1006.砂浆找平层，2.浮筒总成， 2001.浮筒壳体，2002.浮筒中心轴，2003.浮筒吊环，3.缆绳型张力腿，4.管汇框架压重体总成，4001.兼作输气管的框体主梁，4002.框体次梁，4003.吊耳， 4004.吊耳加强筋，4005.斗型仓体，4006.斗型仓体围栏，4007.连接加强板， 5.填充的重质骨料，6.风力发电机，7.微孔曝气复氧电泵总成，8.生态浮床总成，8001.拉杆，8002.拉杆连结头，8003.斜拉筋，8004.浮子，8005.聚乙烯网衣 9.滑杆总成，9001.滑杆，9002.滑杆套筒，9003.滑杆锚固板，9004.滑杆支承筋，10.输气铠装软管，11.输气管汇，1101.输气管汇阀门， 1102.输气管快速接头，12.风力发电机底座，13.风力发电机支架，14.平台栏杆。

具体实施方式

在陆上完成张力腿式风电微孔曝气复氧平台四大部件，即甲扳总成1，浮筒总成2，管汇框架压重体总成4，生态浮床总成8框体建造。其中甲扳用竹，木，或塑料浮管拼接成块，支承杆1001用成品钢管，二端用钢筋做成拉环1002与管焊上，浮筒壳体2001可为钢板，复合材料等做成，壳体连接在浮筒中心轴2002上，底部焊上浮筒吊环2003.浮筒总成2 必须是密闭的，因此，加工后应对其密闭性进行检查。管汇框架压重体总成4，生态浮床总成8框体按图加工即可。

进入水上安装阶段，首先要建设一个下水场地，将管汇框架压重体总成4与甲扳总成 1，浮筒总成2上下叠放好，并用绳绑扎一起，放置在下水排架上，由下水排架推放入水，浮拖至设定点，解开绑扎绳缆，然后往管汇框架压重体总成4之斗型仓体4005灌砂、石、或建筑垃圾。由潜水员协助下安装联接水下微孔曝气管，然后陆续将生态浮床总成8装上，最后由风力发电机6，及微孔曝气复氧电泵总成7由厂方人员调试，至此，与生态浮床结合的张力腿式风电微孔曝气复氧平台完成，生态浮床水生植物种植由相关专业人员随后去完成。