本实用新型涉及水体净化设备领域，尤其涉及一种用于流域治理的原位复合生态浮岛设备。
背景技术：
随着工业化进程的加快和城市人口的增多，城市河道污染越来越严重。城市河道黑臭治理，成为一个亟待解决、重中之重的问题。
目前利用水生植物的生态浮岛技术成为原位治理河道黑臭问题的措施之一。生态浮岛对水质净化主要是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。
而单纯利用生态浮岛处理河道黑臭问题，对河道的净化能力有限。所以出现了一系列生态浮岛和微生物相结合的技术。
现有技术中，主要是水生植物和生物填料结合，通过水生植物吸收氮、磷和有机物，生物填料积累截留微生物，增大处理效率和提高净化效果。但是总体上还是存在微生物数量较少和去除污染物效率并不高的问题。
技术实现要素：
基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种用于流域治理的原位复合生态浮岛设备，能实现水生植物技术、增氧曝气技术和包埋载体技术有机结合进行流域治理，提高污染物去除效率，提升治理效果。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型实施方式提供一种用于流域治理的原位复合生态浮岛设备，包括：
框架结构体、支撑吊架、浮岛装置、曝气增氧设备、微生物包埋载体反应器和曝气系统；其中，
所述框架结构体为上、中、下三层结构的框架结构体；
所述框架结构体的上层设置所述浮岛装置和曝气增氧设备，所述浮岛装置上种植水生植物；
所述框架结构体的中层设置所述微生物包埋载体反应器；
所述框架结构体的下层设置所述曝气系统，所述曝气系统与所述微生物包埋载体反应器连接；
所述曝气增氧设备与所述微生物包埋载体反应器连接。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的用于流域治理的原位复合生态浮岛设备，其有益效果为：
通过将包埋载体特有技术、增氧曝气技术和水生植物修复技术三种技术有机结合于一体形成的原位复合生物净化水质的装置，改变单纯依靠水生植物和增氧曝气的做法，同时将包埋载体应用于流域治理中，增加水体微生物数量，提高处理效率，大幅度提升地表水域的净化速度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本实用新型实施例提供的原位复合生态浮岛设备的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的原位复合生态浮岛设备的俯视图；
图3是本实用新型实施例提供的原位复合生态浮岛设备的主视图；
图4是本实用新型实施例提供的原位复合生态浮岛设备的载体反应器示意图。
图中：1-浮岛装置；2-主体框架；3-支撑吊架；4-水生植物；5-风机支座；6-曝气增氧设备；7-微生物包埋载体反应器；8-穿孔曝气管；9-曝气系统；10-微生物包埋载体反应器的穿孔口；11-包埋载体；12-水上浮筒。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图1至4所示，本实用新型实施例提供一种用于流域治理的原位复合生态浮岛设备，包括：
框架结构体、支撑吊架、浮岛装置、曝气增氧设备、微生物包埋载体反应器和曝气系统；其中，
所述框架结构体为上、中、下三层结构的框架结构体；
所述框架结构体的上层设置所述浮岛装置和曝气增氧设备，所述浮岛装置上种植水生植物；
所述框架结构体的中层设置所述微生物包埋载体反应器；
所述框架结构体的下层设置所述曝气系统，所述曝气系统与所述微生物包埋载体反应器连接；
所述曝气增氧设备与所述微生物包埋载体反应器连接。
上述生态浮岛设备中，框架结构体由主体框架和分为上、中、下三层的支撑吊架构成，所述主体框架设在所述支撑吊架的上层，所述浮岛装置和曝气增氧设备设在所述主体框架上；
所述微生物包埋载体反应器设在所述支撑吊架的中层；
所述曝气系统设在所述支撑吊架的下层。
上述生态浮岛设备中，浮岛装置由八个浮力单元块组成，呈环形设在方形的所述框架结构体的上层；各浮力单元块的上端设有种植水生植物的种植槽，其底部设有多个通水孔；
所述曝气增氧设备通过风机支座设在所述浮岛装置的八个浮力单元块围成的环形中心处。
上述生态浮岛设备中，曝气增氧设备采用高压旋涡风机。
上述生态浮岛设备中，微生物包埋载体反应器采用穿孔板制成的筒式结构，其内填充包埋载体，包埋载体的填充率为10％～80％。
上述生态浮岛设备中，曝气系统由曝气装置和与该曝气装置连接的穿孔曝气管构成，所述穿孔曝气管设在所述微生物包埋载体反应器内底部。
上述生态浮岛设备中，框架结构体的三面固定设置挡水板，迎着水流方向为敞开结构；
所述微生物包埋载体反应器的开孔迎着水流方向设置。
上述生态浮岛设备还包括：水上浮筒，设置在所述框架结构体上层外周。
本实用新型的生态浮岛设备与现有技术相比，充分利用水生植物技术、增氧曝气技术和包埋载体技术，将三种技术有机结合进行流域治理。不仅采用增氧曝气技术增加水体的流动性和溶解氧，为土著微生物提供了较为舒适的生存环境；而且包埋载体技术极大地增加了流域中硝化菌、反硝化菌和复合菌剂等微生物的浓度，提高了污染物去除效率。而且，该生态浮岛设备采用模块化设计，安装、拆卸、维修方便，可在流域表面进行维护，方便检查设备的运行情况，使设备在高效率下运行。
具体的，本实用新型的原位复合生态浮岛设备分为上、中、下三层，上层为浮岛装置 (其上种植水生植物，形成一种生态浮岛)和曝气增氧设备，漂浮在流域上；中层为微生物包埋载体反应器，置于流域中；下层为曝气系统，在微生物包埋载体反应器下方。该生态浮岛设备组合成一个整体，为整个装置提供浮力。浮岛装置采用模块化设计，由多个可相互分开的浮力单元块组成，每个浮力单元块均能单独取出，方便在水面上安装和维修处于浮岛装置下方的微生物包埋载体反应器和曝气系统。
上述设备中，水生植物种植在漂浮于水面的浮岛装置上，能营造美丽的水岸景观和水上环境，还为鱼类、鸟类、昆虫提供了休养生息的场所，增加了生物多样性。植物根系有效吸收有机物、重金属和氮磷等污染物。
上述设备中，曝气复氧设备采用高压旋涡风机，体积小，置于浮岛装置上，与浮岛装置融为一体，减少风压损失，同时实现曝气增氧、增加水体和包埋载体的流动。
上述设备中，微生物包埋载体反应器，采用模块化结构，方便安装和维修。内部设有曝气装置，能保证包埋载体有充足的溶解氧，并能有效防止杂质污堵包埋载体反应器，包埋载体与污水有效接触，提高去除效率。
上述设备中，处于底层曝气系统通过曝气实现水体增氧功能，曝气系统可采用模块化结构，并与包埋载体模块化反应器构成一体，方便后期维护。
上述设备的框架结构体的三面固定设置挡水板，敞开一面为迎水方向，流域中水进入设备内部，水流碰壁后原路返回从设备两侧汇入河流，对水体实现推流，并增加了设备的处理时间。
本实用新型专利对水质的净化机理是：该设备上部水生植物与水良好接触，植物根系吸收水体中各种营养物质，降低水体中有害有机物浓度，还可以利用特定植物的选择吸收性，对重金属污染进行降解处理，以修复水体；曝气增氧设备为包埋载体进行增氧并及时对包埋载体反应器进行反冲洗，保证包埋载体处于流化状态，与此同时设备底部设置曝气系统设备提高水体内的溶解氧，实现水体复氧作用；包埋载体在反应器内曝气强烈搅动作用下与污水充分接触，污水中的污染物和O2通过包埋载体表面的微孔扩散并渗透到包埋载体内部，在包埋载体内部专性微生物的作用下，将污染物进行转化去除，反应产物通过包埋载体的微孔扩散返回至污水中，实现污染物的高效去除。在这个过程中，包埋载体内的微生物在内部网络空间中不断分裂繁殖，生物量迅速提高，并分布于包埋载体内部的网络空间，从而达到持留微生物菌种的目的。同时，微生物繁殖代谢的产物通过包埋载体的网络微孔结构逆扩散至污水中，避免包埋载体内部菌种迅速繁殖造成空间不足、包埋载体破裂的问题。
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
参见图1，本实施例的原位复合生态浮岛设备分为上、中、下三层。上层为生态浮岛 (由浮岛装置1上种植水生植物4构成)和曝气增氧设备6；中层为微生物包埋载体反应器7、微生物包埋载体反应器内部的穿孔曝气管8和水上浮筒12；下层为曝气系统9。
参见图2的俯视结构，浮岛装置1采用高分子聚合物材质，具有抗冲击性、耐磨和抗氧化性，使用年限长。浮岛装置1为原位复合生态绿洲装置提供浮力，还为水生植物4保温。浮岛装置1多个独立浮力单元块的模块化设计。这种设计方式使单个浮岛方便取出，便于对浮岛装置1下的载体反应器7和曝气系统9进行维护。
水生植物4为挺水植物，种植在浮岛装置1上，并通过浮岛装置1上的开孔与水体相连。植物与水良好接触，植物根系吸收水体中各种营养物质，降低水体中有害有机物浓度，还可以利用特定植物的选择吸收性，对重金属污染进行降解处理，以修复水体。同时增加了设备的美观性。
风机支座5为曝气增氧设备6及其风机盖提供支座，防止水体中的水进入曝气增氧设备6。曝气增氧设备6置于整个装置的中间，保持装置的稳定。
曝气增氧设备6采用高压旋涡风机，体积小巧，重量轻，功率小，非常适于在浮岛装置1在应用，减少整个装置的重量。曝气增氧设备6为包埋载体进行增氧并及时对载体反应器进行反冲洗，保证包埋载体处于流化状态，并与底部设置曝气系统9，提高装置附近水体的溶解氧，实现水体复氧作用。
参见图3的主视图，浮岛装置1下面为主体框架2，主体框架2采用不锈钢材质，结构稳定，避免在水体中腐蚀。主体框架2为上层的浮岛装置1、曝气增氧设备6及水生植物4提供支撑，并为中层和下层的设备提供连接。
支撑吊架3与主体框架2连接。支撑吊架3分三层，保证了吊架稳定性，并为微生物包埋载体反应器7和曝气系统9提供支撑。并且能方便取出支撑吊架，利于后期的维护。水上浮筒12为组合式浮动模块，为整个设备提供浮力。
参见图4的载体反应器的结构，该载体反应器7设计为筒式装置，采用不锈钢穿孔板制成，防止包埋载体流失。
微生物包埋载体反应器7内部设置穿孔曝气管8，其放置方向与水流方向相同。穿孔曝气管8在筒体内的作用，一是使包埋载体在筒体内形成流体状态；二是为包埋载体提供氧气，加快污染物的分解速度。
包埋载体11在微生物包埋载体反应器7中的填充率在10％～80％之间，根据水质和现场的实际情况进行调整。
本实用新型的设备是以包埋载体为核心，集曝气增氧、微生物降解和水生植物吸收三者合一的新型原位复合生态绿洲装置。人工曝气复氧设备进行曝气增氧，以此增加水体中溶解氧的含量，强化水体自净的功能，同时增加河流内部水流的扰动；包埋载体技术大大提高了生物反应器内微生物的浓度，加强水质净化能力和抗冲击性；水生植物修复技术通过植物根系吸收有机物、重金属和氮磷等污染物。该设备与现有技术相比，第一，模块化设计，可以在流域表面进行维修，现有的专利是不可以的；第二，载体反应器中包埋载体使微生物量不流失，极大提高了微生物数量；第三，在载体反应器中设置了穿孔曝气管，增加了载体的流化性，并防止水体中杂物污堵包埋载体反应器。该设备从传统的“对抗性”解决办法转变到“和谐利用”的方法，实现了生态治理“三生共赢”的理念。该装置投资少，运行成本低，标准模块化特点，具有施工简单、工期短、维护方面等优势。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。