專(zhuān)利名稱(chēng)：浮床式水凈化生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種受污染水體水質(zhì)改善的新方法，尤其是涉及浮床式水凈化生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)業(yè)面源的排污量日益增加，大量的污染物隨排放水體進(jìn)入湖泊、城市河流、水庫(kù)以及城市景觀水體，使地表水的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日趨嚴(yán)重，水體總氮和總磷濃度嚴(yán)重超標(biāo)，水體透明度明顯降低，生物多樣性明顯減少，藍(lán)藻水華暴發(fā)頻繁，水體生態(tài)遭受?chē)?yán)重破壞。富營(yíng)養(yǎng)化已對(duì)我國(guó)地表水環(huán)境和水資源造成了十分嚴(yán)重的危害。主要有一是水質(zhì)惡化，影響飲用水源供水與工農(nóng)業(yè)用水；二是湖泊等水體景觀受到破壞，妨礙旅游業(yè)的發(fā)展；三是水產(chǎn)養(yǎng)殖功能下降；四是生態(tài)系統(tǒng)功能?chē)?yán)重失調(diào)。
根據(jù)有關(guān)研究表明，要想使湖泊脫離富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，就必須將外源磷負(fù)荷降低到0.1g/(m2.a)以下。我國(guó)治理最早、治理強(qiáng)度最大的城市湖泊杭州西湖現(xiàn)在還有大約0.65g/(m2.a)的外源磷負(fù)荷，仍然處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)；近年來(lái)投資近40億元進(jìn)行綜合治理的滇池，嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)絲毫沒(méi)有改善反而在進(jìn)一步惡化；面積只有4km2的南京玄武湖自1997-1998年經(jīng)過(guò)了環(huán)湖截污、清淤、換水等一系列高強(qiáng)度的治理，至今也仍然處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。由此可見(jiàn)，要解決湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題必須謀求新的途徑。
目前，國(guó)內(nèi)治理湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的工作重點(diǎn)，是對(duì)進(jìn)入湖泊等地表水的點(diǎn)污染源通過(guò)建立二級(jí)處理污水廠進(jìn)行控制。然而，二級(jí)生物處理工藝不能有效控制氮、磷的排放，如出水中磷的含量常常超過(guò)0.5～1.0mg/L，這種處理過(guò)的水的排放只會(huì)加重湖泊等地表水的富營(yíng)養(yǎng)化程度?？梢?jiàn)，對(duì)湖泊點(diǎn)污染源進(jìn)行二級(jí)生物處理并不能有效控制湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化。日本自1975年開(kāi)始治理霞浦湖，歷經(jīng)近三十年，投入巨資建設(shè)了許多二級(jí)污水處理廠，最終也沒(méi)有解決富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。
在世界第六屆湖泊會(huì)議，有關(guān)專(zhuān)家提出在現(xiàn)行的二級(jí)生物處理工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用深度處理技術(shù)，控制排放水中的氮、磷含量，從而達(dá)到控制和治理湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的目的。我國(guó)的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益嚴(yán)重，作為一個(gè)建設(shè)資金短缺的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，全部采用常規(guī)的深度處理技術(shù)除去氮和磷其投資與運(yùn)行成本都是相當(dāng)驚人的。況且，近年來(lái)來(lái)自農(nóng)業(yè)面源的污染的比重越來(lái)越突出。因此，開(kāi)發(fā)水域內(nèi)的低成本、高效率的水處理凈化新技術(shù)具有迫切性和非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前，受污染水體脫氮除磷以及進(jìn)一步改善水質(zhì)的凈化技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要有人工濕地、人工浮島及生物浮床。它們雖然都具有一定的提高水體的自?xún)裟芰?，但普遍存在工程量大、運(yùn)行成本高、生物量少、除去氮、磷能力低、收割難度大且都存在二次污染可能性等問(wèn)題。
針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種適用于受污染湖泊、水庫(kù)、城市河流、城市景觀水體等地表水環(huán)境的水質(zhì)改善和水環(huán)境修復(fù)的浮床式水凈化生物反應(yīng)器裝置，用于栽培植物，采收簡(jiǎn)便高效，能將水中污染物快速批量轉(zhuǎn)移，水凈化效率高。經(jīng)專(zhuān)利文獻(xiàn)檢索和有關(guān)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)檢索，沒(méi)有關(guān)于浮床式水凈化生物反應(yīng)器的文獻(xiàn)發(fā)表和記載。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決受污染水體如湖泊、水庫(kù)、城市河流、景觀水體等的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種浮床式水凈化生物反應(yīng)器。它能快速高效清除水體污染物和強(qiáng)化水體自?xún)裟芰?，采用了一種不會(huì)造成二次污染的低成本的水處理新技術(shù)。
本實(shí)用新型巧妙地應(yīng)用了生態(tài)學(xué)的基本原理，將富營(yíng)養(yǎng)化水體作為營(yíng)養(yǎng)液，采用水培技術(shù)栽培經(jīng)濟(jì)植物，結(jié)合生物措施和工程措施提高太陽(yáng)能的利用效率，強(qiáng)化植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的吸收和轉(zhuǎn)化，從而提高單位面積的水凈化效率，以較少的能量和物質(zhì)投入獲得高效的產(chǎn)出，取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
本實(shí)用新型主要包括浮床、定植缽及固定裝置，其特征是浮床由浮架、網(wǎng)片、親水布組成，在上面按植物的行株距要求設(shè)置定植孔。
上述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是浮床由浮架和網(wǎng)片組成主體，上面覆蓋親水布，兩側(cè)垂入水中。
上述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是浮床由浮架和網(wǎng)片組成主體，定植孔內(nèi)設(shè)置親水布套筒，下端垂入水中。
上述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是定植缽缽體穿孔，其兩側(cè)上部設(shè)有缽耳，下部設(shè)起固定作用的卡片。
上述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是定植孔由上網(wǎng)片和下網(wǎng)片相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)網(wǎng)孔形成，孔形為長(zhǎng)方形。定植缽插入定植孔后將缽體旋轉(zhuǎn)90°，缽體的卡片卡在相應(yīng)的網(wǎng)片下方，把定植缽固定于浮床，缽耳使定植缽不能往下，卡片使定植缽不能往上；當(dāng)要拔出定植缽時(shí)，只須將缽體反旋轉(zhuǎn)90°，就可輕松拔起。
本實(shí)用新型的浮架可用具有抗風(fēng)能力的浮筒或框架加浮子組成，簡(jiǎn)易式的可采用毛竹或木條作材料，也可用角鋼作為框架的骨架材料，結(jié)構(gòu)一定要牢固結(jié)實(shí)，形狀可為圓形、方形或多邊形等，也可根據(jù)材料和實(shí)際需要而定；網(wǎng)片可為塑料帶，也可用木片、竹片、尼龍帶等組成，網(wǎng)目的大小可根據(jù)定植缽而定；親水布可為親水性的無(wú)紡布，兩側(cè)或下端垂入水中，通過(guò)毛細(xì)管作用，使浮床表面呈濕潤(rùn)狀態(tài)，植物上部的部分根系在浮床表面吸收氧氣和水分。固定裝置一般用拋錨式固定，也可用纜繩固定于岸邊。
本實(shí)用新型具有以下的特點(diǎn)(1)具有浮板毛管作用，能增加植物根部的氧氣供應(yīng)量，除了可以栽培水生植物外，尤其可栽培非水生植物。
(2)網(wǎng)片結(jié)構(gòu)有利于根系微生物群落和浮游動(dòng)物群落的形成，使本實(shí)用新型具有植物凈化、微生物凈化與浮游動(dòng)物凈化等的多重復(fù)合凈化作用，強(qiáng)化了其綜合凈化除污效果。
(3)操作簡(jiǎn)便，采收時(shí)，只要將定植缽旋轉(zhuǎn)90°，就可輕松地連根拔起。
(4)采收徹底，能將栽培植物的根、莖、葉以及吸附在根系的污染物(包括懸浮顆粒物、細(xì)菌、浮游動(dòng)物、藻類(lèi)等)全部轉(zhuǎn)移出水體，更有效地改善了水質(zhì)和凈化了水體。
(5)漂浮于水面，但具有很強(qiáng)的、可操作的移動(dòng)性，不受水體地理環(huán)境及區(qū)域的限制，可覆蓋較大的水域，能有效提高水質(zhì)凈化效率。
(6)任意組合，美化景觀。本實(shí)用新型的形狀可為各式各樣，既可單獨(dú)分散放置，也可多個(gè)單元體串聯(lián)放置，或可任意組合。配合水上園林藝術(shù)設(shè)計(jì)，可將本實(shí)用新型作為水上花園，栽培各種具有觀賞性的經(jīng)濟(jì)植物，通過(guò)藝術(shù)組合，形成美麗的水上景觀。
(7)具有攔截藻類(lèi)水華的作用多個(gè)單元體串聯(lián)在一起，可形成藻類(lèi)水華防護(hù)攔截帶，用于取水口和用于水華水域的航道。
(8)具有消浪、促進(jìn)水中懸浮顆粒物的沉積以及減少水流對(duì)底泥的攪動(dòng)等作用，有利于提高水體透明度。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型定植缽結(jié)構(gòu)示意圖。
1浮床；2浮架；3網(wǎng)片；4親水布；5定植孔；6固定裝置；7定植缽；8缽耳；9卡片。
具體實(shí)施方案實(shí)施例一種浮床式水凈化生物反應(yīng)器。
浮床(1)為本實(shí)用新型的主體，形狀為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)200cm寬120cm高15cm，由浮架(2)、網(wǎng)片(3)及親水布(4)組成。浮架(2)的兩端下部為2條橫放直徑為10cm的毛竹，上部為4條豎放直徑為5cm的篙竹，用8號(hào)鐵絲扎牢。在浮架(2)的上部用塑料打包帶編織成兩層網(wǎng)，橫14條，豎24條，織成有7×12行株規(guī)格的定植孔(5)的網(wǎng)片(3)，定植孔(5)長(zhǎng)5cm寬3cm深5cm。然后在網(wǎng)片(3)上覆蓋親水布(4)，兩側(cè)垂入水中。親水布(4)為50克/m2的親水性無(wú)紡布，在和定植孔(5)相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)長(zhǎng)5cm寬3cm的孔。
固定裝置(6)用拋錨式固定，錨繩長(zhǎng)為水深的1.5倍以上，錨繩一端固定于浮床(1)，另一端固定于錨。
定植缽(7)為帶孔塑料缽，主體長(zhǎng)5cm寬3cm高8cm，在缽體窄的兩側(cè)上部設(shè)有缽耳(8)凸出2cm，下部設(shè)卡片(9)凸出1cm。
本實(shí)用新型是一種受污染水體水質(zhì)改善的新方法、新技術(shù)。通過(guò)栽培各種植物，營(yíng)造有利于根系微生物群落和浮游動(dòng)物群落生長(zhǎng)的微生態(tài)環(huán)境，利用植物、微生物及浮游動(dòng)物等對(duì)受污染水體的污染物的吸附、分解和轉(zhuǎn)化作用，實(shí)現(xiàn)受污染水體中營(yíng)養(yǎng)物的資源化利用，在水環(huán)境修復(fù)的過(guò)程中產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，從而達(dá)到產(chǎn)業(yè)化治污的目的。
權(quán)利要求1.一種浮床式水凈化生物反應(yīng)器，主要包括浮床、定植缽及固定裝置，其特征是浮床由浮架、網(wǎng)片、親水布組成，按栽培植物的行株距要求設(shè)置定植孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是浮床由浮架和網(wǎng)片組成主體，上面覆蓋親水布，兩側(cè)垂入水中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是浮床由浮架和網(wǎng)片組成主體，定植孔內(nèi)設(shè)置親水布套筒，下端垂入水中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮床式水凈化生物反應(yīng)器，其特征是定植缽的缽體穿孔，其兩側(cè)上部設(shè)有缽耳，下部設(shè)卡片。
專(zhuān)利摘要一種受污染水體水質(zhì)改善的新方法——浮床式水凈化生物反應(yīng)器，屬于水處理領(lǐng)域。它由浮床、定植缽及固定裝置組成，其特征是浮床由浮架、網(wǎng)片、親水布組成，能增加植物根部的氧氣供應(yīng)量，除了可以栽培水生植物外，尤其可栽培非水生植物；定植缽設(shè)置缽耳和起固定作用的卡片，定植和采收時(shí)操作簡(jiǎn)單容易。本實(shí)用新型適用于湖泊、水庫(kù)、河道等受污染水體的水質(zhì)改善和水環(huán)境治理，能快速清除水體污染物、強(qiáng)化水體自?xún)裟芰?，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷、低成本、高效率，且可實(shí)現(xiàn)資源化、產(chǎn)業(yè)化的水處理新裝置，具有受污染水體凈化、攔藻、抑藻、消浪、美化景觀及生態(tài)修復(fù)等多種功能。
文檔編號(hào)C02F3/32GK2633877SQ03261038
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者吳為中, 李旭海 申請(qǐng)人:吳為中, 李旭海