一种微纳米曝气联合沉水植物种植的黑臭水体原位修复装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种微纳米曝气联合沉水植物种植的黑臭水体原位修复装置，属于污水处理设备。


背景技术：

2.黑臭水体是指水相中所含污染物超过其自身承受能力而变得发臭发黑的水体，这类水体的溶解氧质量浓度通常小于2.0mg/l，水质比地表水环境质量标准v类水质要恶劣。黑臭水体一般具有以下几个特点：水体出现发黑发臭现象；污染物含量超出水体的自净承受能力；水体中的溶解氧质量浓度下降；水体中生物锐减；水环境整体的生态平衡遭到破坏。水体发生黑臭现象的机理大致相同，主要是由于水中溶解氧含量低，同时也与水体发生富营养化和底泥沉积物有关。目前，国内外针对黑臭水体的净化修复方法主要分为物理，化学和生态修复(即生物法)三类方法。物理和化学法虽然处理黒臭水体的见效最快但花费高昂，而且化学处理容易对水体造成二次污染，给水生态系统带来不良影响。生态修复法是指运用生态工程治理黑臭水体，是目前最具有发展前景的治理技术，主要利用微生物对污染物的降解作用来达到净化效果，具有操作简单、不破坏生态平衡、效果明显、成本低、不易产生二次污染等有利于生态平衡重新建立的特点，并且在实际操作中易于推广。但是现有生态修复中大都采用的是微生物，存在以下问题：微生物在繁殖不好，修复时间长等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种微纳米曝气联合沉水植物种植的黑臭水体原位修复装置，用于修复水深比较浅，适合沉水植物生长的黑臭水体的修复。
4.本实用新型采用的技术方案为：
5.一种微纳米曝气联合沉水植物种植的黑臭水体原位修复装置，包括微纳米曝气机构、沉水植物种植机构和支撑框架，所述的微纳米曝气机构安装在支撑框架上，所述的微纳米曝气机构包括控制系统、电源和微纳米气泡发生器，所述的控制系统为可编程单片机，所述的电源为太阳能供电系统，所述的微纳米气泡发生器的进水端通过进水管连接储水罐，微纳米气泡发生器的出口通过曝气主管连接若干根曝气管；
6.所述的沉水植物种植机构从下至上依次为支撑层、过滤保护层、基质层、过滤层和保护层，所述的曝气管一半设置在所述的基质层内，另一半设置在过滤层内，所述的储水罐为双层过滤结构，设置在基质层和过滤层之间。
7.优先地：所述的支撑层为大鹅卵石层，所述的过滤保护层为植物纤维层或塑料网层；所述的过滤层为粗砂层或小鹅卵石层，所述的保护层为大鹅卵石层或塑料网层。
8.优先地：所述的储水罐包括外过滤网、骨架和内过滤网。
9.优先地：所述的曝气管外部设置有保护网。
10.优先地：还包括曝气管反冲洗机构。
11.优先地：所述的曝气管反冲洗机构包括反冲洗水箱和反冲洗泵，所述的反冲洗泵
的进口端通过进水三通阀分别与进水管和反冲洗水箱安装在一起，所述的反冲洗泵的出口端通过出水三通阀分别与曝气主管进水管和反冲洗水箱安装在一起，所述的微纳米气泡发生器的进水端与所述的反冲洗水箱连通，所述的曝气主管与反冲洗泵出口端通过曝气三通阀安装在一起。
12.优先地：还包括景观灯。
13.优先地：还包括设置在沉水植物种植机构上的种植槽，所述的种植槽为网状结构。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型将微纳米曝气、微生物处理和沉水植物复合在一起，用于黑臭水体的治理，沉水植物种植机构中的支撑层为大鹅卵石层，这样可以将黑臭水体的底泥分散，使其填充在大鹅卵石之间的空隙内，这样可以有效提高黑臭底泥的溶氧量，使其更容易分解利用，同时有利于沉水植物的吸收利用，起到黑臭底泥减量除臭的效果。在基质内设置活性炭、菌粉、蛭石、灰渣等物质，一方面菌粉中含有的菌可以有效地分解处理底泥和黑水中的物质，使其溶氧提高，有利于植物的生长，同时活性炭、蛭石、灰渣等物质可以为沉水植物生长提供有益营养，有助于沉水植物的生长，进而提高其处理效果。采用太阳能供电+微纳米曝气的组合，使的本实用新型的设备运行成本低，同时通过微纳米曝气装置，可以有效得提高水体中的溶氧，有助于黑水水体的处理。
16.本实用新型的装置，结构简单、运行成本低，可以对黑臭水体进行原位修复，有效地降低黑臭底泥的量，提升黑臭水体的水质。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。
18.图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图；
19.图2为图1的a部放大图；
20.图3为本实用新型的另一个实施例的结构示意图；
21.图中，1为支撑层，2为过滤保护层，3为基质层，4为过滤层，5为保护层，6为曝气管，7为太阳能供电系统，8为控制系统，9为微纳米气泡发生器，10为进水管，11为支撑框架，12为储水罐，13为沉水植物，14为外过滤网，15为骨架，16为内过滤网，17为保护网，18为种植槽，19为反冲洗水箱，20为出水三通阀，21为景观灯，22为反冲洗泵，23为进水三通阀，24为曝气三通阀，25为曝气主管。
具体实施方式
22.下面将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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例1
24.如图1和2所示，一种微纳米曝气联合沉水植物种植的黑臭水体原位修复装置，包括微纳米曝气机构、沉水植物种植机构和支撑框架11，所述的微纳米曝气机构安装在支撑框架11上，
25.所述的微纳米曝气机构包括控制系统8、电源和微纳米气泡发生器9，所述的控制系统8为可编程单片机，主要用于对微纳米气泡发生器9进行间歇曝气的控制，使其间断的运行。
26.所述的电源为太阳能供电系统7。太阳能供电系统7为常规设置，由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池(组)组成，按实际需要还可以配置逆变器。本文中不在详细描述。
27.微纳米气泡发生器9主要作用是产生微纳米气泡。微纳米气泡，是指气泡发生时直径在10微米左右到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，具有比表面积大、上升速度慢、自身增压溶解、表面带电、产生大量自由基、传质效率高、气体溶解率高等优点，广泛的应用于水产养殖、生态修复等方面。本实用新型中的微纳米气泡发生器9为常规设备，可以在市场上购买，不在具体叙述其结构。
28.所述的微纳米气泡发生器9的进水端通过进水管10连接储水罐12，微纳米气泡发生器9的出口通过曝气主管25连接若干根曝气管6。
29.储水罐12的主要作用是为产生微纳米气泡提供水源，一般用水量不大，但是对水质要求高，需要清澈度高。本实用新型的储水罐12包括外过滤网14、骨架15和内过滤网16，可以有效地对黑臭水体进行过滤，提高其清澈度。同时储水罐12设置在基质层3和过滤层4之间，可以有效地利用基质层3和过滤层4对其进行过滤，有效地提高其过滤效果。曝气管6作为微纳米气泡的出口，所述的曝气管6一半设置在所述的基质层3内，另一半设置在过滤层4内，可以有效地对黑水进行过滤，防止其阻塞出气口。为了进一步提高其防阻塞的效果，在曝气管6外部设置有保护网17，进一步过滤水中杂质，防止阻塞曝气管6。
30.所述的沉水植物种植机构从下至上依次为支撑层1、过滤保护层2、基质层3、过滤层4和保护层5，所述的曝气管6一半设置在所述的基质层3内，另一半设置在过滤层4内，所述的储水罐12为双层过滤结构，设置在基质层3和过滤层4之间。
31.支撑层1为大鹅卵石层，所述的过滤保护层2为植物纤维层或塑料网层；所述的过滤层4为粗砂层或小鹅卵石层，所述的保护层为大鹅卵石层或塑料网层。大鹅卵石层的鹅卵石一般为5-20cm，小鹅卵石层的鹅卵石一般为1-3cm。过滤保护层2的作用是防止底泥进入基质，同时过滤进入基质的水分，一般采用植物纤维层或塑料网层。针对一些采用本实用新型的装置作为长期的黑臭水体的治理的话，可以采用可分解材质制备植物纤维层，一般厚度为3-5mm，这样不会造成水体中增加过多的有机质，使其带来新的污染源。如果是短期黑臭水体的处理，过滤保护层2可以采用塑料网层。过滤层4的作用是对进入基质的水进行过滤，防止其污染曝气管6，一般采用粗砂层或小鹅卵石层，当然也可以采用一些吸附过滤材料，如活性炭等。保护层的作用是防止过滤层4材料在水流作用下流失，一般采用大鹅卵石层或塑料网层。
32.基质层3主要的作用是(1)提供沉水植物13固定的空间，使其固定牢固；(2)为沉水植物13提供生长的营养物质；(3)提供底泥转化需要的微生物；(4)提供吸附底泥和水体中有害重金属的物质。因此实用新型中的基质包括活性炭、菌粉、蛭石、灰渣等物质，菌粉一般
包括氧化硫硫杆菌、排硫硫杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜热性侧孢霉、脱氮硫杆菌、聚磷菌、植物乳杆菌、丁酸梭菌、反硝化细菌和溶纤维丁酸弧菌等其中的若干种。
33.沉水植物是指植物体全部位于水层下面营固着生存的大型水生植物，包括苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等，可以根据水体不同，选择不同的沉水植物。
34.在具体运用中，可见采用塑料网将本实用新型的沉水植物种植机构整体固定在一起，这样方便沉水植物种植机构的更换。
35.本实用新型的运行过程：
36.将基质的组成成分混合均匀，如果是采用种子种植，将种子混合在基质内，然后按照沉水植物种植机构的组成，将各个部分固定在其，并将其设置在黑臭水体内，在沉水植物种植机构重力作用下，底泥分散到支撑层1的大鹅卵石层内，有效增加与沉水植物根、空气的接触面积。太阳能供电系统7将太阳内转化为电能，为设备提供电源，在控制系统8的作用下，微纳米气泡发生器9间歇工作，为黑臭水体补充溶氧，使其内部的植物和微生物生长繁殖，有效地去除黑臭水体内的有害物质，使其水体清澈、溶氧高，有效地提升水质。
37.实施例2
38.如图1-3所示，与实施例1基本相同，不同点在于：
39.本实施的黑臭水体原位修复装置包括曝气管6反冲洗机构。微纳米曝气设备存在的一个问题是：曝气管6长久的在水中，水中的杂质和菌类会阻塞曝气管6，使其曝气效果下降。为解决上述技术问题，本实施采用增加曝气管6反冲洗机构的方法解决。
40.曝气管6反冲洗机构包括反冲洗水箱19和反冲洗泵22，所述的反冲洗泵22的进口端通过进水三通阀23分别与进水管10和反冲洗水箱19安装在一起，所述的反冲洗泵22的出口端通过出水三通阀20分别与曝气主管25和反冲洗水箱19安装在一起，所述的微纳米气泡发生器的进水端与所述的反冲洗水箱连通，所述的曝气主管25与反冲洗泵22出口端通过曝气三通阀24安装在一起。
41.出水三通阀采用一进二出三通电磁阀，进水三通阀和曝气三通阀采用二进一出三通电磁阀。三通电磁阀和反冲洗泵分别与控制系统连接在一起。
42.进水管10和反冲洗水箱19安装在一起，所述的微纳米气泡发生器9的进水端与所述的反冲洗水箱19连通。
43.在本实用新型的装置运行时，反冲洗泵22将水抽入反冲洗水箱19，微纳米气泡发生器9从反冲洗水箱19进水，进行微纳米气泡的产生，用于黑臭水体的曝气。当设备运行一段时间后，反冲洗泵22利用反冲洗水箱19内的水，对曝气管6进行反冲洗操作，有利于除去曝气管6上的污染，保持曝气管6的畅通，提高设备的使用寿命。
44.本实施中的黑臭水体原位修复装置还包括景观灯21，设置景观灯21一方面可以美化环境，另一方面可以促进沉水植物的生长。景观灯与控制系统连接在一起。
45.本实施中的黑臭水体原位修复装置还包括设置在沉水植物种植机构上的种植槽18，所述的种植槽18为网状结构。对于采用移栽种植的沉水植物来说，设置种植槽18有利于沉水植物的更换。
46.本实用新型的装置结构简单，操作方便，可以对黑臭水体进行原位修复，有效地降低黑臭底泥的量，提升黑臭水体的水质。
47.虽然上文已经描述了本实用新型的实施例，但对于本领域的技术人员而言，在不
偏离本实用新型的原理和精神的情况下所做的修改和替换，均属于本实用新型要求保护的范围。