专利名称：多功能生物浮岛水质净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种水处理装置，尤其是一种综合利用植物吸收、吸附，生物浮岛的过滤、吸附、接触氧化等技术，微生物调控技术及水循环技术的集成，实现水质净化的水处理装置。
背景技术：
在水处理领域中，通过水体曝气增氧，提高水体的溶解氧含量，从而净化水质的作法并不少见；利用滤料过滤的方法已广泛在各种污水处理厂中使用；而利用植物吸收水体中氮磷的方法是近年来发展较快的一种生物处理污染水体的技术。但如何提高设施的综合处理效果、节约能源，且能方便灵活的在各种水体中使用是众多生产厂商和研究人员关心的问题。
目前公知的水体曝气增氧净化装置，通常是在岸上或水中设置加压装置对水进行加压后，输送至水下的喷射装置中，经过一级或多级喷射，对水体进行曝气。该装置在提高水体溶解氧方面确实起到了积极作用，但仍存在以下不足1、进水、引气通道均为单独结构，不但导致结构复杂，制造成本较高，且操作不灵活、适用范围较小；2、由于溶氧方法是多级喉管喷射，运行时能量损耗较高，工作效率下降。又如，目前公知的利用滤料过滤的方法也只是在固定的污水处理厂中使用，应用空间受到了较大的限制，且建筑多、投资高。而利用植物吸收水体中氮磷的方法是近年来发展较快的一种生物处理污染水体的技术，也只是单一使用。如发明专利CN1561689A(申请号为200410012929.2，
公开日2005.01.12，名称为一种水体栽种景观植物浮床的制备方法)，就是一种单一的可调节浮床沉水深度的水生植物种植床。
本设计人根据多年来在本领域的实践和知识积累，为克服公知技术存在的上述缺陷，研发出本实用新型的多功能生物浮岛水质净化装置。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种集成利用植物的吸收、吸附；生物浮岛的过滤吸附、接触氧化等技术；微生物调控技术及水体循环技术等为一体，实现水质净化的综合水处理技术装置。
为此，本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案而实现的。依据本实用新型提出的一种多功能生物浮岛水质净化装置，其包括生物浮岛、植物种植杯、微扬程提水装置，其中所述生物浮岛是由内填充生物介质填料的若干个箱体连接组成的，生物浮岛的箱体顶网上面开有种植孔，把栽有植物的种植杯固定在种植孔内，提水装置安装在生物浮岛中。如上所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其中所述生物浮岛是由一个以上耐水材料板片或镂空网片制成的箱体组成，箱体内填充比重小于1的生物介质填料或利用浮体使箱体组成的生物浮岛能浮于水中，生物浮岛的箱体顶网片开有若个种植孔，箱体和箱体组成的生物浮岛水平截面为圆形、方形或多边形等多种形状。
如上所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其中所述植物种植杯是一种耐水材料制成的镂空杯状种植器皿，用弹性材料、生物介质填料或泥砂材料等把植物固定在植物种植杯中，种植杯安装在箱体顶网的种植孔内。
如上所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其中所述微扬程提水装置是包括电机、提水叶轮轮毂、叶轮叶片、提水管和连接架，电机轴连接提水装置的叶轮轴，且提水装置的叶轮叶片置于提水管出水口处水面之下，叶轮叶片直径小于提水管直径，提水管出口为一段渐扩圆锥面导流管段，提水管下端与输水管上端连接。
如上所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其中所述微扬程提水装置的叶轮是由叶轮轮毂和二个以上螺旋桨状的叶轮叶片组成，叶轮叶片环绕所述叶轮轮毂管外侧上升形式的螺旋曲线固定，且垂直于叶轮轴的轴线，叶轮叶片由内向外按一定的角度逐渐扩大，且叶片也由内向外呈螺旋上升形式逐渐向外延伸至叶片边缘，叶片边缘为上升形式的螺旋曲线。
如上所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其中所述微扬程提水装置的提水管包括一段渐扩圆锥面导流管段和一段圆直管，输水管上端与提水管下端连接，输水管下端与过滤网罩连接。
如上所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其中所述微扬程提水装置是用提水装置支架与生物浮岛连接，提水装置安装在生物浮岛中，其出水口导流管段与生物浮岛连接成为一个整体。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，由于上述技术方案的运用，本实用新型具有下列优点1、本实用新型提供了一种新的微扬程提水装置，利用提水装置叶轮的叶片直接提升水体的方式，提供了在微扬程情况下，在较大截面积提水管内利用大叶片、多叶片的特有组合方式，形成快速、多次的小流量、小扬程，实现总体大流量水体交换的目的，且高效的利用了能量。
2、由于本实用新型在微扬程提水装置提水管的出口增设了一段渐扩圆锥面导流管段，从而使得水流向四周逐渐扩散，在生物浮岛水面上形成大面积的表层流，同时在较大范围内表面水体又通过生物浮岛向四周水体扩散，然后向下部流动实现了水体过滤的三维循环；由此，扩大了水体与空气的接触面积，使水体的溶氧率得到较大提高，从而达到充分溶氧的目的。
3、由于本实用新型的生物浮岛是在由板片或镂空网片构成的箱体内填充生物介质填料后的多个箱体连接组成的生物浮岛能浮于水中，这就彻底改变了过滤设备只能固定使用的方式，可以把过滤设备建于水中，并能漂浮移动使用。
4、本实用新型的植物是栽种于生物浮岛的上面，不但充分利用了浮力、水面空间，而且提水装置可把水由底部提到水面上向四周扩散，实现了水体的三维流动、交换、曝气增氧，生物浮岛的水体过滤吸附、接触氧化，植物充分吸收氮磷和吸附有机物，实现了多项技术的综合开发应用。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1为本实用新型的多功能生物浮岛水质净化装置整体结构剖面示意图；图2为本实用新型的多功能生物浮岛水质净化装置整体结构平面示意图。
图3为本实用新型的微扬程提水装置叶轮立体结构图。
图4为本实用新型的微扬程提水装置叶轮单个叶片立体结构图。
附图标号说明1、箱体2、生物介质填料3、箱体顶网4、种植孔5、植物种植杯6、植物7、电机8、电机轴9、叶轮轴10、叶轮轮毂11、叶轮叶片12、提水管导流段13、提水管直管段14、输水管15、过滤网罩16、提水装置支架17、装置浮体18、定位桩具体实施方式
为了让本实用新型的目的、特征与优点能更明显被了解，下文特举本实用新型的具体实施例，并配合所附图式，作详细说明。
如图1所示，为本实用新型提出的一种多功能生物浮岛水质净化装置整体结构剖面示意图。其包括生物浮岛、植物种植杯、微扬程提水装置，所述生物浮岛是由若干个内填充生物介质填料2的箱体1而组成的，其中生物介质填料2的比重小于1或增加装置浮体17使组成的生物浮岛总体比重小于1，即能让生物浮岛浮在水中；箱体1是耐水材料的板片或镂空网片制成，箱体1上面的箱体顶网3是耐水材料的镂空网片制成，并开有若个种植孔4。
其中所述植物种植杯5是一种耐水材料制成的镂空杯状种植器皿，用弹性材料、生物介质填料或泥砂等材料把植物6固定在植物种植杯5中，植物种植杯5安装固定在箱体顶网3上面所开的种植孔4内。
其中所述微扬程提水装置是包括电机7、电机轴8、叶轮轴9、提水叶轮轮毂10、叶轮叶片11、提水管(12、13、14、15)和提水装置支架16，其中电机7上安装的电机轴8与提水装置的叶轮轴9连接，连接在叶轮轴9上的叶轮轮毂10周围固定有二个以上叶轮叶片11；提水装置的提水管是由一段渐扩圆锥面导流管12和一段直圆管段13组成，叶轮叶片11直径小于提水管直管段直径，且提水装置的叶轮叶片11置于提水管出水口处水面以下；输水管14上端与提水装置提水管直管段13下端连接，输水管14下端与过滤网罩15连接；提水装置支架16分别连接固定提水装置和生物浮岛为一个整体；装置浮体17使生物浮岛浮于水中，定位桩18用于固定生物浮岛位置实现本实用新型。
其中所述微扬程提水装置的电机7、电机轴8还可以安装在提水管(12、13)内部，即置于潜入提水管中，使电机轴8与提水装置的叶轮轴9下端连接，实现具有涌泉形状的较好景观效果。
其中所述微扬程提水装置的输水管14还可延长更远，由此通过提水装置把更远距离的水体提升到水面，实现更大面积的水体循环。
如图2所示，为本实用新型的多功能生物浮岛水质净化装置整体结构平面示意图。所述生物浮岛是由若干个内填充生物介质填料2的箱体1组合连接而成，箱体1上面的箱体顶网3开有若干个种植孔4，在种植孔4中固定有植物种植杯5，植物6栽种在植物种植杯5中；箱体1和箱体1组成的生物浮岛水平截面为圆形、方形或多边形等多种形状。
如图3所示，为本实用新型的微扬程提水装置叶轮立体结构图。所述微扬程提水装置的叶轮轮毂10中间装有叶轮轴9，若干个螺旋状的叶轮叶片11环绕固定于所述叶轮轮毂10的外侧，且垂直于叶轮轴9的轴线。
如图4所示，为本实用新型的微扬程提水装置叶轮单个叶片立体结构图。所述叶轮叶片11与叶轮轮毂10外侧的固定连接为上升形式的螺旋曲线，且叶轮叶片11也由内向外呈上升形式的螺旋曲线变化，逐渐向外延伸至叶片边缘，叶片边缘为上升形式的螺旋曲线；叶轮叶片11的轴向投影面为扇形状，由内向外按一定的角度逐渐扩大，若干个叶轮叶片11组成一套圆形的提水叶轮。
本实用新型的工作原理是电机7的转动使输出轴8带动叶轮轴9转动，在叶轮轴9的带动下，微扬程提水装置的叶轮轮毂10随之运转开始工作。由于叶轮叶片11是环绕轮毂管外侧螺旋上升的曲线形式固定，叶片由内向外按一定的角度逐渐扩大，叶片的外缘也是一条螺旋上升曲线，且叶片也由内向外呈螺旋曲线上升形式逐渐向外延伸，这样在叶轮轮毂10的转动下，叶轮叶片11在水中做水平圆周运动，每个叶片就连续不断地把水由叶片的底边提升到叶片的顶边，在多个叶轮叶片11连续转动作用下大量的水被提升。提升后的水在经过提水管出口一段渐扩圆锥面导流管的导流作用下，水体向四周沿种有植物的生物浮岛箱体顶网3表面流动、逐渐扩散；同时，经过输水管的水体又连续不断地补充到提水管内，这样生物浮岛顶面流动的水又开始经箱体顶网3流入生物浮岛内部并向外流动，最终形成大面积的水体过滤三维循环流动。
本实用新型提供了在微扬程情况下，使用叶轮叶片直接提升水体形式，通过加大提水管截面积、增加叶轮叶片的面积、数量的特有组合方式，实施了一种新的快速、多次的小流量、小扬程功能的提水装置，实现了总体大流量水体交换的目的，且高效的利用了能量。水体大面积的表面流动可使水能充分溶解氧气，既能使生物浮岛上的植物在较佳的环境下吸收水体中的氮磷等富营养物质，又能使流经生物浮岛中的生物介质填料较好的生长生物膜降解有机物，还能提高了水体的均匀性，增加湖底水体的溶解氧量，加强了水体的自净能力，实现了集水循环技术、水处理技术和植物浮床技术为一体的具有综合特性的水处理技术装置。
应用事例1本实用新型可在相对开阔而封闭的多种景观水域中实施。具体通过在水域中营建如图1形式的多功能生物浮岛水质净化装置，即建设安装生物浮岛、在生物浮岛上种植水生植物，微扬程提水装置安装在生物浮岛中，生物浮岛相连接的两个箱体壁都开有通孔或由镂空网片制成，外围的箱体外侧壁开有通孔或由镂空网片制成，这样使水体流经箱体中的生物介质填料后向四周扩散，形成人工循环流动来实现本实用新型。由于在水域中建立了生物浮岛水质净化装置，首先，改善了水体中的水流流态，促进了上下层水体交换，提高了水中的溶解氧含量，破坏形成水华的藻类的生存环境，实现抑制藻类繁殖、激活水体净化机能的目的；第二，生物浮岛是一种新型的浸没式固定生物膜三相反应的生物介质填料过滤床。将生化反应和物理过滤两种处理过程合并在同一个生物浮岛中完成，生物介质填料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过滤水中污染物的功能，直接过滤水体实施过滤吸附、接触氧化等技术，第三，植物种植在生物浮岛上，根系直接生长在水体中，可有效的吸收和吸附水中的氮、磷等多种有机物；第四，还可配合投加缓释型微生物制剂的使用，利用水体的流动和三维循环有效且均匀的把生物制剂投入到水中实施微生物调控技术。
应用事例2本实用新型是在相对狭长而封闭的多种景观水域中实施。具体通过在水域中营建较长的生物浮岛，在生物浮岛上种植水生植物，生物浮岛相连接的两个箱体壁都开有通孔或由镂空网片制成，微扬程提水装置是安装在生物浮岛的一端提水，这样水体就一一经过生物浮岛箱体流向另一端流动，并在水流方向最外侧箱体开有通孔或由镂空网片制成的箱体壁流出，实现狭长水域水体水质净化的目的。
应用事例3在相对狭长或开阔的多种景观水域中，如图1形式还可通过延长微扬程提水装置的输水管14实施本实用新型，由此通过提水装置把更远距离的水体提升到水面，实现更大面积的水体循环。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，不能以此限定本实用新型实施的范围；即大凡依本实用新型权利要求书所作的任何变化与修改，皆属本实用新型专利保护的范围。
权利要求1.一种多功能生物浮岛水质净化装置，具有生物浮岛、植物种植杯，微扬程提水装置，其特征在于所述生物浮岛是由一个以上内填充生物介质填料的箱体连接组成，生物浮岛的箱体上面开有种植孔，把栽有植物的种植杯固定在种植孔内，提水装置安装在生物浮岛中。
2.如权利要求1所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其特征在于所述生物浮岛是由一个以上耐水材料板片或镂空网片制成的箱体连接组成，箱体内填充比重小于1的生物介质填料或利用浮体后使组成的生物浮岛能浮于水中，生物浮岛的箱体上面镂空网片开有二个以上种植孔，箱体和箱体组成的生物浮岛水平截面为圆形、方形或多边形。
3.如权利要求1所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其特征在于所述植物种植杯是一种耐水镂空的杯状种植器皿，用弹性材料、生物介质填料或泥砂材料把植物固定在植物种植杯中，种植杯安装在箱体上面的种植孔内。
4.如权利要求1所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其特征在于所述微扬程提水装置是包括电机、电机轴、叶轮轴、提水叶轮轮毂、叶轮叶片和提水管，电机轴连接提水装置的叶轮轴，且提水装置的叶轮叶片置于提水管出水口处水面以下，叶轮叶片直径小于提水管直径，提水管出口为一段渐扩圆锥面导流管段。
5.如权利要求4所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其特征在于所述微扬程提水装置的叶轮是由轮毂和二个以上螺旋桨状的叶轮叶片组成，叶片环绕所述轮毂管外侧上升形式的螺旋曲线固定，且垂直于叶轮轴的轴线，叶片由内向外按一定的角度逐渐扩大，且叶片也由内向外呈螺旋上升形式逐渐向外延伸至叶片边缘，叶片边缘为上升形式的螺旋曲线。
6.如权利要求5所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其特征在于所述微扬程提水装置的提水管包括一段渐扩圆锥面导流管段和一段圆直管，输水管上端与提水管下端连接，输水管下端与过滤网罩连接。
7.如权利要求1所述的多功能生物浮岛水质净化装置，其特征在于所述微扬程提水装置用提水装置支架与生物浮岛连接，提水装置安装在生物浮岛中，其出水口导流管段与生物浮岛连接成为一个整体。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能生物浮岛水质净化装置，其包括生物浮岛、植物种植杯、微扬程提水装置，其中所述生物浮岛是由内填充生物介质填料的若干个箱体连接组成的，箱体内填充比重小于1的生物介质填料或利用浮体使箱体组成的生物浮岛能浮于水中，箱体顶网上面开有种植孔；所述植物种植杯是一种镂空杯状种植器皿，把栽有植物的种植杯安装固定在箱体顶网的种植孔内；所述微扬程提水装置包括电机、提水叶轮轮毂、叶轮叶片、提水管、输水管、过滤网罩和连接支架，提水装置安装在生物浮岛中。本实用新型是一种综合利用植物的吸收、吸附，生物浮岛的过滤吸附、接触氧化等技术，微生物调控技术及水循环技术等的集成，实现水质净化的水处理装置。
文档编号C02F3/32GK2797355SQ20052001139
公开日2006年7月19日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者井艳文, 李启军, 刘虎城, 张大春 申请人:北京市水利科学研究所, 北京新奥水科技术开发有限公司