专利名称：一种组合型生态浮床净水装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于河湖污染水体原位净化处理的组 合型生态浮床净水装置，在实现对河湖污染水体中有机物和氮磷高效去除的同时，亦具有 良好的景观效果。
背景技术：
近年来，随着社会经济快速发展，水体污染物排放量逐年增加，我国的河道、湖泊 和水库等自然水体受到不同程度的污染，且有加剧之势，严重威胁着人民的生命健康，自然 水体的污染防治已成为亟待解决的重大问题。现有的河湖污染水体治理技术主要有物化法和生物生态法两种。物化方法主要有 引水换水、循环过滤以及化学药剂的投加等。引水换水的方式，主要是通过稀释水中的杂质 浓度，以此来降低杂质的浓度，但是该方法需要更换大量的水，而水资源在我国是相当的匮 乏，势必要浪费宝贵的水资源。而循环过滤方法和引水换水相比较，虽然减少了用水量，但 日常的电能耗费增加了，同时也增加了设备的日常维护保养的费用。投加化学灭藻剂杀死 水体中的藻类，可以使水质迅速变清，但久而久之，水中会出现耐药的藻类，灭藻剂的效能 会逐渐下降，投药的间隔会越来越短，而投加的量会越来越多，灭藻剂的品种也要频繁的更 换，对环境的污染也在不断地增加，所以说用化学的方式处理水质，虽然是立竿见影的，但 它的危害也是显而易见的。在受污染河湖中投加适当的微生物(各类菌种)，加速水中污 染物的分解，亦能起到水质净化的作用，但在河湖水体存在的毒性物质、缺氧和营养缺乏等 恶劣环境中，其活性往往处于被抑制状态。因此，用微生物处理水质，必须定期进行微生物 的筛选培育、保存、复壮等等一系列专业处理过程，且存在一定的生物安全隐患。投加生物 促进剂处理受污染河湖水体，能有效激活水体中的土著微生物，该方法在克服直接投加微 生物存在的生物安全隐患的同时，亦具有良好的净化效果。但是，在流动的自然水体处理的 使用中，投加微生物菌剂和生物促进剂均存在流失严重的问题，需不断的补充投加，导致处 理成本增加。生态浮床技术是一种受污染河湖水体处理常用的原位处理技术。最早出现 的生态浮床往往只是通过一定的固定方式在水上种植水生植物，利用植物根系的吸收和植 物-微生物共生系统净化水质，但因浮床植物及附着的微生物数量有限，导致该类型浮床 的水质净化效果不高。为提高生态浮床的生物净化效果，逐步开发了在下层设置填料层的 浮床，填料生物膜的形成可提高生态浮床的微生物数量。目前，该类型生态浮床采用的填料 多为软性填料和弹性立体填料，由于这些填料都是针对污水处理厂应用研制的，没有考虑 到自然水体(如河道和湖库)的地理特点和水文特征等，其在自然水体净化应用中，存在安 装和更换困难、水流阻力大、易受水流冲击破坏、易打结等不足，大大限制了其在受污染自 然水体净化处理中的实际应用。专利200410099196. 0发明了一种在浮床下面设置颗粒态 高效氮磷吸附材料如造粒粉煤灰、沸石、人工沸石、蛭石以及生物陶粒等填料供微生物挂膜 用，但该类载体存在有比重大和易堵塞等问题。另一方面，上述填料的使用，尽管具有良好 的生物硝化效果，但由于自然河湖水体中有机物浓度较低，造成微生物反硝化碳源供给不足，极大限制了其生物脱氮能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、安装管理方便、水质净化效果好和抗水流 冲击能力强等特点的用于自然水体(河道，湖库)原位净化处理的组合型生态浮床净水装置。本发明提出的组合型生态浮床净水装置，由浮床浮体框架1、竹炭浮床主板2、植 物3和生物填料4组成，浮床浮体框架1上安装有竹炭浮床主板2，竹炭浮床主板2由竹炭 片2-1两两接合捆绑制成方格状结构，竹炭浮床主板2上的方格孔即为种植孔2-2，用于种 植植物3，浮床浮体框架1底部安装有生物填料4，生物填料4呈网状结构，由植物纤维丝 4-1和填料绳网4-2交织而成。本发明中，所述竹炭浮床主板2是采用宽3-lOcm，长30-100cm的竹片2_1接合捆 绑制成，种植孔2-2边长3-lOcm，用作植物种植孔。使用前，竹炭片放入5-30%浓度的复合 酶生物促进剂溶液中浸泡15-60min，避光通风干燥。本发明中，所述植物为水生植物或经济作物。本发明中，所述植物纤维丝4-1可选择竹丝、亚麻、黄麻、菠萝叶纤维、香蕉叶纤 维、棕纤维或椰壳纤维等天然植物纤维丝等中任一种。竹炭片使用前经过复合酶生物促进剂强化处理，使用中竹炭在对水体中氮磷具有 良好吸附性能的同时，亦能有效促使水体中本土著微生物的附着生长。竹炭浮床主板的方 格孔用作植物的种植孔，可搭配种植各种具有水质净化功能的水生植物或经济作物。浮床 下部安装有生物质基生物填料，生物质基材料可选用天然植物纤维丝。与已有的组合型生态浮床相比，本发明具有以下优点1.采用经复合酶生物促进剂强化处理过的竹炭片制成的生态浮床主板，能有效促 使水体中土著微生物的附着生长，具有挂膜速度快，生物活性高等特点，复合酶生物促进剂 吸附在竹炭上面，避免了直接投加药剂易流失的缺点；竹炭对水体中的有机物、氮和磷等污 染物具有良好的吸附能力，能将更多的营养物转移到其表面，从而使浮游藻类在生存竞争 中处于不利地位，有效抑制藻类的生长，并为其上附着的微生物和种植的水生植物或经济 作物提供了良好的营养环境，极大地提高了对河湖污染水体中有机、氮和磷的去除速率和 能力；2.生态浮床与生物质基生物填料的组合，大大增加了生态浮床的微生物数量，进 一步提高了对水体中有机物、氮和磷的去除能力；3.生物质基填料采用天然植物纤维作为微生物生长的载体，具有良好的生物亲和 性，挂膜速度快，具有丰富的生物群落，构成细菌、藻类、原生动物、后生动物等长的食物链， 使得生物膜内微生物之间共生和互生关系繁杂，有利于其中的微生物从十分贫乏的环境中 获得微量的营养物质；4.生态基填料采用的天然植物纤维是对植物产纤维的茎叶脱胶处理后的产物，所 以其主要成分为纤维素木质素和半纤维素，在天然条件下生物降解缓慢，并可稳定而持久 地为微生物返硝化脱氮提供有机碳，极大提高贫营养水环境条件下的生物脱氮性能；5.该生物质基网状填料安装管理方便，使用中不打结，不堵塞，可随水流的变化自由摆动，在增加传质的同时，有效减小了填料的水流阻力，抗水流冲击能力强。上述可知，该组合型生态浮床装置在具有良好景观效果的同时，进一步强化了对 N、P和有机物去除性能，非常适合于自然河道、湖库以及景观水体的原位净化处理。
图1是本发明的组合型生态浮床净水装置的结构示意图。图2是浮体的结构示意图。图中，1为浮床浮体框架，2为竹炭浮床主板，2-1为竹炭片，2-2为种植孔，3为植 物，4为生物填料，4-1为植物纤维丝，4-2为填料绳网。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的技术方案做进一步的描述。实施例1 本发明的组合型生态浮床净水装置结构示意图如图1所示，该组合型生 态浮床净水装置是由1浮床浮体框架、2竹炭浮床主板、3-植物、4生物填料等组成。结合图1和图2说明本发明中的生物浮床浮体框架1采用轻质漂浮材料，如中空 塑料管、聚乙烯泡沫塑料板等制成，对生物浮床起到支撑和漂浮作用，浮床大小可根据实际 需要进行调整。结合图1和2说明本发明中的竹炭浮床主板，竹炭方格主板是采用宽3-lOcm，长 30-100cm的竹炭片接合捆绑制成，方格孔边长3-lOcm，用作植物种植孔。使用前，竹炭片放 入10-30%浓度的复合酶生物促进剂溶液中浸泡15-60min，避光通风干燥，使复合酶生物 促进剂吸附在竹炭上面，避免了直接投加药剂易流失的缺点，采用的复合酶生物促进剂主 要成分为多种生物酶、表面活性剂、营养物质等，可有效激活水体中土著微生物在竹炭上附 着生长。结合图1和2说明本发明中的植物，可根据需要在竹炭浮床主板的种植孔内搭配 种植各种具有水质净化功能的水生植物或经济作物。结合图1和2说明本发明中的生物质基生物网填料4，该填料是由植物纤维丝4-1 和填料绳网4-2组成，植物纤维可选择的天然纤维种类有竹丝、亚麻、黄麻、菠萝叶纤维、香 蕉叶纤维、棕纤维和椰壳纤维等，具有良好的生物亲和性，挂膜速度快，耐水腐蚀且价格低 廉。填料绳网是由尼龙绳材料编制成，填料绳网和网孔的大小可根据实际需要调整。填料 绳网4-2的每个结点上，捆绑有植物纤维丝4-1用作微生物生长载体。使用时，将生物网填 料4上部两端用固定绳捆绑在浮床浮体框1两边的框架上，即可将生物网填料4悬挂于水 中，填料的安装和更换极为方便，不打结，不堵塞。
权利要求
一种组合型生态浮床净水装置，其特征在于由浮床浮体框架(1)、竹炭浮床主板(2)、植物(3)和生物填料(4)组成，浮床浮体框架(1)上安装有竹炭浮床主板(2)，竹炭浮床主板(2)由竹炭片(2-1)两两接合捆绑制成方格状结构，竹炭浮床主板(2)上的方格孔即为种植孔(2-2)，用于种植植物(3)，浮床浮体框架(1)底部安装有生物填料(4)，生物填料(4)呈网状结构，由植物纤维丝(4-1)和填料绳网(4-2)交织而成。
2.根据权利要求1所述的组合型生态浮床净水装置，其特征在于所述竹炭浮床主 板(2)，是采用宽3-lOcm，长30-100cm的竹炭片(2-1)接合捆绑制成，种植孔(2-2)边长 3-lOcm，用作水生植物植物种植孔；使用前，竹炭片放入5-30%浓度的复合酶生物促进剂 溶液中浸泡15-60min，避光通风干燥。
3.根据权利要求1所述的组合型生态浮床净水装置，其特征在于所述植物纤维丝 (4-1)为竹丝、亚麻、黄麻、菠萝叶纤维、香蕉叶纤维、棕纤维或椰壳纤维中任一种。
全文摘要
本发明涉及一种用于河湖污染水体原位净化处理的组合型生态浮床净水装置。在浮床浮体框架上安装有由竹炭片制成的方格状的竹炭浮床主板，竹炭片使用前经过复合酶生物促进剂强化处理，使用中竹炭片在对水体中氮磷具有良好吸附性能的同时，亦能有效促使水体中本土著微生物的附着生长。竹炭浮床主板的方格孔用作植物的种植孔，可搭配种植各种具有水质净化功能的水生植物或经济作物。浮床下部安装有生物填料，生物质基材料选用天然植物纤维丝，供微生物挂膜用。本发明极大地提高了生态浮床装置对富营养化水体中氮磷和有机物的去除能力，具有结构简单、安装管理方便、抗水流冲击能力强等特点，非常适合于自然河道、湖库以及景观水体的原位净化处理。
文档编号C02F3/32GK101851024SQ201010202258
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者夏四清, 尹大强, 张亚雷, 张峰华, 王学江, 蒋柱武 申请人:同济大学