本實用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國城市化與工業(yè)化進(jìn)程的飛速發(fā)展，由于水污染控制與治理措施的滯后，或者能力有限或者水平較低，一些城市水體尤其是中小城市水體，直接成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活污水的主要排放通道與場所，導(dǎo)致城市水體大面積污染，引起水體富營養(yǎng)化，最終形成水體黑臭，對城市生態(tài)人文景觀造成嚴(yán)重不利影響，越來越引起人們的關(guān)注。

目前采用的黑臭水體治理修復(fù)技術(shù)主要有截污、底泥清淤、曝氣充氧、化學(xué)加藥、調(diào)水稀釋、改變流態(tài)、水生動植物生態(tài)修復(fù)等手段，能夠取得一定的處理效果，但是存在立足點零散而導(dǎo)致的處理效果不佳、工程量大、能耗高、費用貴、可能造成二次污染等缺陷，亟待開發(fā)一種新技術(shù)以提高修復(fù)治理效果。

中國專利200810120129.0提供了一種生態(tài)浮島及其建造方法，其更偏向于生物方法進(jìn)行的水處理，因而對水體污染的接納程度有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，改善傳統(tǒng)方法在黑臭水體修復(fù)治理中對COD、氨氮、磷、重金屬去除效率不高；對水體溶解氧、氧化還原電位、透明度和氣味指標(biāo)改善程度不大；工程量大、能耗高、費用貴、可能造成二次污染等現(xiàn)狀，本實用新型提供了一種黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島，從點源、面源污染治理著手，配合內(nèi)源污染治理工藝，形成立體效應(yīng)，以消除水體富營養(yǎng)化導(dǎo)致的黑臭現(xiàn)象。

一種黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島，包括承托載體，在所述承托載體內(nèi)設(shè)置有土壤層，在所述土壤層內(nèi)填充有多功能納米復(fù)合材料顆粒，或者，在所述土壤層內(nèi)埋置有多功能納米材料復(fù)合層。

進(jìn)一步的，所述土壤層設(shè)置有穿過所述土壤層的供植物根系穿過的通道。

具體的，所述多功能納米復(fù)合材料顆粒的粒徑為15～25mm，所述多功能納米復(fù)合材料顆粒的填充率為50～75％。

具體的，所述多功能納米復(fù)合材料顆粒包括以下重量份的各組分：4～6份的除COD材料，8～12份的除重金屬材料，30～40份的除氨氮材料，40～60份的精度除磷納米材料。將各組分的原料混合、造粒，即得到多功能納米復(fù)合材料顆粒。

具體的，所述多功能納米材料復(fù)合層從上到下依次包括：1～2cm的除COD材料層、3～4cm的除重金屬材料層、7～14cm的除氨氮材料層以及10～20cm的精度除磷納米材料層。

進(jìn)一步的，在所述土壤層的上方設(shè)置有植物生長區(qū)域。

進(jìn)一步的，在所述土壤層的上方設(shè)置有昆蟲活動區(qū)域。

進(jìn)一步的，在所述土壤層的上方設(shè)置有兩棲動物活動區(qū)域。

進(jìn)一步的，在所述土壤層的下方設(shè)置有水生動物活動區(qū)域。

在上述技術(shù)方案中：

精度除磷納米顆粒可通過現(xiàn)有技術(shù)獲得，也可以通過下述方法制備得到。優(yōu)選的，通過下述方法制備得到：

1)將20～50份的蒙脫石、30～60份的膨潤土和10～30份的活性白土投入到高速混料機(jī)中混合，得到干混料。

優(yōu)選的，蒙脫石的細(xì)度在5微米以下，純度在98％以上；膨潤土的細(xì)度在10微米以下，純度在95％以上；活性白土的細(xì)度在8微米以下，純度在95％以上。

2)將18～22％的醋酸鈣溶液與步驟1)得到的干混料按照0.2～0.4：1的質(zhì)量比進(jìn)行濕混，濕混后練泥，得到泥塊。

具體的，練泥時間為20～30分鐘。

3)將步驟2)得到的泥塊擠出成型成顆粒。

優(yōu)選的，顆粒的粒徑為3～10毫米。

4)將步驟3)得到的顆粒在干燥窯中烘干，得到干燥成型品。

優(yōu)選的，干燥成型品的含水率低于8％。

5)將步驟4)得到的干燥成型品經(jīng)過0.5～1.5小時升溫至燒成溫度700～850℃燒制0.5～1.5小時，得到精度除磷納米顆粒材料。

所述除COD材料可由現(xiàn)有技術(shù)提供，優(yōu)選的，所述除COD材料選自由格豐環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)所提供的SAMMNS-CT03納米陶瓷材料、SAMMNS-CT06納米陶瓷材料或SAMMNS-CT016納米陶瓷材料中的任意一種。

所述除重金屬材料可由現(xiàn)有技術(shù)提供，優(yōu)選的，所述除重金屬材料選自由格豐環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)所提供的SAMMNS-MSX01-P200、SAMMNS-MSX02-P200或SAMMNS-MSX03-P200中的任意一種。

所述除氨氮材料可由現(xiàn)有技術(shù)提供，優(yōu)選的，所述除氨氮材料為格豐環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)所提供的SAMMNS-NH1陶瓷納米材料。

本實用新型所提供的黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島主要針對較大面積黑臭水體進(jìn)行原位強化修復(fù)。黑臭水體往往是一個流域面的整體污染，因此如何針對廣闊區(qū)域的污染同步進(jìn)行治理，是個難題。采用生態(tài)浮島，均勻分布在黑臭水體當(dāng)中，相當(dāng)于多個獨立生態(tài)鏈環(huán)境，有著豐富的微生物、植物、水生動物、昆蟲和兩棲動物棲息，充分發(fā)揮循環(huán)生態(tài)鏈的作用進(jìn)行水體修復(fù)治理。多功能納米材料與土壤基質(zhì)有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮污染因子吸附、生物附著等功效，為該生態(tài)鏈的高效作用奠定了強有力的基礎(chǔ)。

總體上，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、不同于傳統(tǒng)基材，具有很高的機(jī)械強度，很好的耐酸堿腐蝕性，適應(yīng)各種污染水質(zhì)，使用壽命長；

2、從點源、面源立體著手；原位修復(fù)與異位治理靈活使用，全方位解決水體黑臭問題；

3、無需換水加藥，大大減少工程量與費用花銷；

4、在治理水體黑臭的同時生態(tài)護(hù)坡可以形成優(yōu)美的景觀，創(chuàng)造人文景觀效益。

本實用新型所提供的黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島，將納米材料的物理化學(xué)作用、微生物、動植物的生態(tài)作用、土壤與基材的物理作用有機(jī)結(jié)合，用于黑臭水體修復(fù)治理，COD去除率≥88％，SS去除率≥75％，重金屬去除率≥90％，磷和氮的去除率在90％以上，經(jīng)過處理后的水中污染因子得到大幅削減去除，能夠有效配合其他黑臭水體治理手段，發(fā)揮高效協(xié)同作用。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島的結(jié)構(gòu)圖。

附圖1中，各標(biāo)號所代表的結(jié)構(gòu)列表如下：

1、承托載體，2、土壤層，4、通道，5、植物生長區(qū)域，6、水生動物活動區(qū)域，7、昆蟲活動區(qū)域，8、兩棲動物活動區(qū)域。

具體實施方式

以下對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實施例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。

在一個具體實施方式中，如圖1所示，一種黑臭水體修復(fù)治理的生態(tài)浮島，包括承托載體1，在承托載體1內(nèi)設(shè)置有土壤層2。土壤層2設(shè)置有穿過土壤層2的供植物根系穿過的通道4。

在土壤層2的上方設(shè)置有植物生長區(qū)域5、昆蟲活動區(qū)域7和兩棲動物活動區(qū)域8。在土壤層2的下方設(shè)置有水生動物活動區(qū)域6。

實施例1

在土壤層內(nèi)填充多功能納米復(fù)合材料顆粒，其材料設(shè)置如下：

多功能納米復(fù)合材料顆粒的粒徑為20mm，填充率為65％；

多功能納米復(fù)合材料顆粒包括以下重量份的各組分：5份的除COD材料，10份的除重金屬材料，35份的除氨氮材料層，50份的精度除磷納米材料；

精度除磷納米材料有下述方法制備得到：

1)將35份的蒙脫石、45份的膨潤土和20份的活性白土投入到高速混料機(jī)中混合，得到干混料，其中，蒙脫石的細(xì)度在5微米以下，純度在98％以上；膨潤土的細(xì)度在10微米以下，純度在95％以上；活性白土的細(xì)度在8微米以下，純度在95％以上；

2)將20％的醋酸鈣溶液與步驟1)得到的干混料按照0.3：1的質(zhì)量比進(jìn)行濕混，濕混后練泥，練泥時間為25分鐘，得到泥塊；

3)將步驟2)得到的泥塊擠出成型成顆粒，顆粒的粒徑為8毫米；

4)將步驟3)得到的顆粒在干燥窯中烘干，得到含水率低于8％的干燥成型品；

5)將步驟4)得到的干燥成型品經(jīng)過1小時升溫至燒成溫度775℃燒制1小時，得到精度除磷納米材料；

除COD材料為SAMMNS-CT016納米陶瓷材料；

除重金屬材料為SAMMNS-MSX02-P200；

除氨氮材料為SAMMNS-NH1陶瓷納米材料。

實驗設(shè)置：

1m²生態(tài)浮島中試。

實驗數(shù)據(jù)：

試驗在某黑臭河到水流平穩(wěn)的角落進(jìn)行靜態(tài)試驗。根據(jù)分析，該河水COD≤80mg/L、Cr³⁺≤0.8mg/L、氨氮≤18mg/L、總磷≤2.8mg/L、SS≤110mg/L，污染較為嚴(yán)重。

實驗結(jié)果：

經(jīng)過8月份整月的運行，獲取生態(tài)浮島周邊10平米的水質(zhì)數(shù)據(jù)，綜合得出，經(jīng)過生態(tài)浮島凈化處理的水質(zhì)，COD≤10mg/L、Cr³⁺≤0.08mg/L、氨氮≤1.5mg/L、總磷≤0.25mg/L、SS≤25mg/L，取得了理想效果，對于較大流域黑臭水體的原位凈化有較大幫助，能夠有效配合其他治理措施發(fā)揮高效協(xié)同作用。

實施例2

在土壤層內(nèi)埋置多功能納米材料復(fù)合層，復(fù)合層從上到下依次包括：2cm的除COD材料層、3cm的除重金屬材料層、10cm的除氨氮材料層以及15cm的精度除磷納米材料層，各層的材料設(shè)置同實施例1。本次1m²生態(tài)浮島中試裝置，選取水流較為活躍的河道作為靜態(tài)試驗的參照對比試驗。根據(jù)實驗結(jié)果顯示，針對COD、Cr³⁺、氨氮、總磷與SS的去除效率與靜態(tài)試驗結(jié)果極為相似，證明在水體流動條件下，該生態(tài)浮島同樣可以獲得理想的處理效果。

應(yīng)用例

項目：安徽省蕪湖市三山區(qū)某黑臭河道治理工程。

項目數(shù)據(jù)：經(jīng)過分析，該黑臭水體COD≤95mg/L、Cr³⁺≤2.3mg/L、氨氮≤20mg/L、總磷≤5.4mg/L、SS≤120mg/L。

項目分析：該水體流域較廣，河流長度達(dá)到3km，河面平均寬度10m，沿著水流方向，按照合適的間距均布生態(tài)浮島，根據(jù)3-11月份獲取的平均數(shù)據(jù)，生態(tài)浮島周邊水體COD≤12mg/L、Cr³⁺≤0.2mg/L、氨氮≤2mg/L、總磷≤0.5mg/L、SS≤30mg/L，有效配合其他黑臭水體治理工藝協(xié)同高效發(fā)揮作用。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。