專利名稱：一種凈化水質(zhì)生物沉床的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)涉及污水凈化，更具體涉及一種凈化水質(zhì)生物沉床的方法，適用于富營養(yǎng)化的湖泊、小型水庫、河流以及水質(zhì)較差的公園水體、城市景觀水體等開放性水體水質(zhì)的改善。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在環(huán)境問題越來越受到人們的重視，環(huán)境污染是人們急需解決的重大問題。要解決環(huán)境污染就必須解決水體污染問題，目前世界水域絕大部分受富營養(yǎng)化的困擾，水體的污染更加嚴重，制約著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，因此解決水體富營養(yǎng)化問題顯得日益突出。
水生高等植物具有生長快的特點，在生長過程中能夠?qū)⒁徊糠秩芙庑浴腋⌒院统练e性的營養(yǎng)物質(zhì)吸收固定在植物體內(nèi)，為水中營養(yǎng)物質(zhì)提供了輸出的渠道；水生高等植物提高水體溶解氧，為其他物種提供或改善了生存條件；提高透明度，改善景觀；同時，植物還能通過與藻類競爭營養(yǎng)，遮擋光線能量，抑制藻類的生長，起到改善水質(zhì)的作用。生物膜被定義為一種活躍地生長發(fā)育著的單一或混合的微生物群體，如固著細菌、原生動物、真菌和藻類，其不可逆地附著到一種活性的或非活性的固體表面。腐殖酸物質(zhì)和生物膜，強烈地改變礦物顆粒的吸附行為，這種表面吸附作用在廢水污染物的遷移過程中起著決定性作用。有機污染物可以在微生物作用下分解為簡單的無機物、二氧化碳和水，但是在分解過程需要消耗大量的氧氣，光合過程放出氧氣，從而改變水體氧化還原電位；通過生物有機外殼結(jié)構(gòu)上的微生物吸收、吸附來削減其污染物質(zhì)濃度，或者通過改變微環(huán)境來改變污染物質(zhì)的化學(xué)形態(tài)，從而減小污染物質(zhì)的生物可利用性，遏制藻類的生長。經(jīng)檢索中國專利其申請?zhí)朇N200410099196.0發(fā)明是用于景觀水體治理的生態(tài)吸附景觀浮床，采用輕質(zhì)漂浮材料構(gòu)成浮床的漂浮支撐基板，漂浮支撐基板上設(shè)若干個圓孔，各個圓孔下方利用包覆的網(wǎng)袋設(shè)置生態(tài)吸附層，生態(tài)吸附層與景觀水面直接接觸，其中裝填高效磷吸附材料和氨氮吸附材料，也可適當(dāng)加入一定量的生物陶粒等基質(zhì)以供微生物掛膜之用，在生態(tài)吸附層上種植具有高附加值的水培花卉、觀賞性水生植物、經(jīng)濟作物等。其不足之處在于，占據(jù)了水面很大的面積，影響陽光照射和漁業(yè)養(yǎng)殖，水位發(fā)生變化時，處理效果會受到影響。還有一種專利申請其申請?zhí)枮镃N200510037698.5發(fā)明是一種浮床植物及生物膜復(fù)合技術(shù)原位凈化受污染河水的方法。本發(fā)明采用浮床上部種植浮床植物，浮床下部懸掛填料，填料是聚烯烴、聚酰胺的合成物，將浮床放置于水面上，填料呈自然下垂?fàn)?，放射狀，浮床中間設(shè)置鏤空的水氣交換區(qū)。解決過去浮床載體是非環(huán)保產(chǎn)品的缺陷，在浮床上設(shè)置水氣交換區(qū)，使水面與大氣之間可以進行水氣交換，有利于水體的自然復(fù)氧，下部荷載的仿生型填料能有效地截留水體中大量的懸浮物，其形成的生物膜還能有效去除水體中的有機物及氮、磷，同時利用優(yōu)選的浮床植物將營養(yǎng)型污染物氮、磷等移出水體中，立體全方位凈化受污染河水體，木材等天然材料制作的浮床使用壽命長，方便植物的更替。其不足之處在于，水位變化時，處理效果受到影響，而且聚烯烴、聚酰胺的合成物安全性能和安全評價有待進一步研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種凈化水質(zhì)生物沉床方法。本發(fā)明可以改善受富營養(yǎng)化污染水體的質(zhì)量，提高水體的透明度，遏止“藻華”的爆發(fā)，促進水域中生物多樣性的恢復(fù)，制作簡單，成本低，可循環(huán)使用的環(huán)保型水體凈化沉床。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種凈化水質(zhì)生物沉床的方法由“沸石床“和沉水植物(可搭配種植也可根據(jù)水體特性選擇)構(gòu)成；A、沉床基本框架的制作采用塑料材料制模，將所述塑料材料直接制成1m×1m×2cm的網(wǎng)狀板，表面留有圓形植物種植孔，孔均勻分布，孔數(shù)及孔徑可根據(jù)實際需要確定，利用鐵絲或細繩，將其制成長方體網(wǎng)筐，厚度約8-12cm，長寬根據(jù)需要而定；B、沸石的處理沸石(產(chǎn)地不限，但多孔性能高的最佳)，沸石在使用前先用濃度為3-6％(W/W)的生物絮凝劑(市場有售)溶液浸泡1-2天即可，溶液濃度配制根據(jù)所購生物絮凝劑說明書確定；C、沸石床的制作將處理好的沸石裝入制做好的網(wǎng)筐，制成沸石床；D、在沸石床的四個角或在沸石床的四個角和兩邊的中間加裝由鐵或石頭為材料制成的調(diào)節(jié)砝碼來調(diào)節(jié)沸石床在水面下的深度，即沉水植物距離水面的距離；E、沉水植物(金魚藻、苦草、黑藻、狐尾藻及馬來眼子菜等常見沉水植物均可)栽種在沸石床的每個種植孔栽種一棵沉水植物(最初需少量泥土)，用彈性材料(海綿等有彈性材料均可)固定??；F、沸石床均可固定或不固定，如需固定，可以通過拋錨的方式，將沉床限定在某一個位置，進行水體修復(fù)；在無水流流動或受風(fēng)浪影響較小的水體中，無須固定；可按照水質(zhì)變化情況，移動沸石床的位置(在水質(zhì)得到改善后，可將沉床移動到水質(zhì)較差的地方，使沉床能夠有效的凈化水質(zhì))；G、沸石床的調(diào)節(jié)隨著所栽種沉水植物植株增高或水位下降，增加調(diào)解砝碼逐步將沸石床降低；如水位升高或水質(zhì)變差，可減少砝碼，使沸石床升高，以保持沉水植物的生長和水體的景觀。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、可以改善受富營養(yǎng)化污染水體的質(zhì)量，提高水體的透明度，使富營養(yǎng)化的水體在7～15天得到明顯的改善，能在較短時間使水體達到景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求；2、對于已經(jīng)或者即將出現(xiàn)藻類“水華”的水體，本發(fā)明可以遏止藻類“水華”的爆發(fā)；3、本發(fā)明在改善水質(zhì)的同時，也可以促進水域中生物多樣性的恢復(fù)，可解決沉水植物生長對光照、水深的限制；4、本發(fā)明整體均在水面以下，可根據(jù)水深調(diào)節(jié)沸石床的深度，通過沉水植物不同品種的搭配，站在岸邊，給人以水中盆景的感覺；5、本發(fā)明可以把沸石床設(shè)計成不同的形狀，栽種沉水植物后，就像陸地上的草坪，在城市水體和湖泊水體修復(fù)的過程中，也能為其增添一道獨特的風(fēng)景；6、本發(fā)明因在水面以下，不會覆蓋水面，不遮擋陽光照射，也不影響水體中植物和生物的生長；7、沉水植物對水深的要求很高，通過本發(fā)明可以起到恢復(fù)沉水植被的作用，收割方便，能更好的起到凈化水體的作用；8、本發(fā)明的特色是在淺水湖泊和無風(fēng)浪及水流的水體中，無需固定；否則，可增加一個錨，可拋錨，將沉床限定在某一特定位置，進行水體生態(tài)修復(fù)；根據(jù)水質(zhì)的變化情況，來移動位置；受風(fēng)浪影響小，對環(huán)境適應(yīng)能力強。
9.本發(fā)明對水體污染物存在一個較快的降解過程，能夠在短時間內(nèi)使受損水體得到恢復(fù)，應(yīng)用本發(fā)明一個月后，沉床附近水體中污染物指標(biāo)可看出明顯降低，總磷去除可達10-30％，總氮可達45-50％，氨氮去除率達35～45％，其它有機污染物等均有不同程度的降低；水體生物多樣性指標(biāo)可增加3-5％。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的作進一步的說明一種凈化水質(zhì)生物沉床的方法由“沸石床“和沉水植物(可搭配種植也可根據(jù)水體特性選擇)構(gòu)成；A、沉床基本框架的制作采用塑料材料制模，將所述塑料材料直接制成1m×1m×2cm的網(wǎng)狀板，表面留有呈均勻分布的圓形植物種植孔，利用鐵絲或細繩，將其制成長方體網(wǎng)筐，厚度約8-12cm，長寬根據(jù)需要而定；B、沸石的處理沸石(產(chǎn)地不限，但多孔性能高的最佳)在使用前先在濃度為3-6％的(W/W)生物絮凝劑溶液中浸泡2天；C、沸石床的制作將處理好的沸石裝入制做好的網(wǎng)筐，制成沸石床；D、在沸石床的四個角或在沸石床的四個角和兩邊的中間加裝由鐵或石頭為材料制成的調(diào)節(jié)砝碼來調(diào)節(jié)沸石床在水面下的深度，即沉水植物距離水面的距離；E、沉水植物栽種沉水植物為金魚藻、苦草、黑藻、狐尾藻及馬來眼子菜，在沸石床的每個種植孔栽種一棵沉水植物(最初需少量泥土)，用海綿固定住；F、沸石床無需固定，可根據(jù)水質(zhì)變化情況，移動沸石床的位置；G、沸石床的調(diào)節(jié)隨著所栽種沉水植物植株增高或水位下降，增加調(diào)解砝碼逐步將沸石床降低；如水位升高或水質(zhì)變差，可減少砝碼，使沸石床升高，以保持沉水植物的生長和水體的景觀。
將本發(fā)明放入水體后，初期注意觀察沉水植物的生長狀況，可調(diào)節(jié)沉床離水面的距離；沸石骨架中存在著空洞和孔道，在沸石與水體接觸的固液兩相界面是各種過程最為活躍的場所，為生物硝化和反硝化作用提供了營養(yǎng)源，同時還為生物的生長提供了附著表面，經(jīng)過一段時間后，沸石表面會形成生物膜；同時，沉水植物在生長過程中能夠?qū)⒁徊糠秩芙庑?、懸浮性和沉積性的營養(yǎng)物質(zhì)吸收固定在植物體內(nèi)，為水中營養(yǎng)物質(zhì)提供了輸出的渠道；利用沸石床-微生物-沉水植物系統(tǒng)的自我調(diào)控機制和污染物的綜合凈化功能，實現(xiàn)對水體的生態(tài)修復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種凈化水質(zhì)生物沉床的方法，它包括下列步驟A、沉床基本框架的制作采用塑料材料制模，將所述塑料材料直接制成網(wǎng)狀板，表面留有圓形植物種植孔，孔均勻分布，利用鐵絲或繩，將其制成長方體網(wǎng)筐，厚度8-12cm；B、沸石的處理沸石在使用前先在濃度為3-6％/W/W的生物絮凝劑溶液中浸泡1-2天；C、沸石床的制作將處理好的沸石裝入制做好的網(wǎng)筐，制成沸石床；D、在沸石床的四個角或在沸石床的四個角和兩邊的中間加裝由鐵或石頭為材料制成的調(diào)節(jié)砝碼來調(diào)節(jié)沸石床在水面下的深度，即沉水植物距離水面的距離；E、沉水植物栽種沉水植物為金魚藻、苦草、黑藻、狐尾藻及馬來眼子菜，在沸石床的每個種植孔栽種一棵沉水植物，用彈性材料固定?。籉、沸石床均固定或不固定，通過拋錨的方式，將沉床限定在某一個位置，進行水體修復(fù)；在無水流流動或受風(fēng)浪影響較小的水體中，無須固定；在水質(zhì)得到改善后，可將沉床移動到水質(zhì)較差的地方，使沉床能夠有效的凈化水質(zhì)；G、沸石床的調(diào)節(jié)隨著所栽種沉水植物植株增高或水位下降，增加調(diào)解砝碼逐步將沸石床降低；如水位升高或水質(zhì)變差，可減少砝碼，使沸石床升高，以保持沉水植物的生長和水體的景觀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凈化水質(zhì)生物沉床的方法，它包括下列步驟A.沉床基本框架的制作；B.沸石的處理；C.沸石床的制作；D.調(diào)節(jié)沸石床在水面下的深度；E.沉水植物的栽種；F.沸石床可固定或不固定；G.調(diào)節(jié)沸石床，以保持沉水植物的生長和水體的景觀。本發(fā)明改善了受富營養(yǎng)化污染水體的質(zhì)量，提高了水體的透明度，遏止了“藻華”的爆發(fā)，促進了水域中生物多樣性的恢復(fù)，制作簡單，成本低，可循環(huán)使用的環(huán)保型水體凈化沉床。
文檔編號C02F3/32GK1982235SQ20061014601
公開日2007年6月20日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者方濤, 付長營, 敖鴻毅, 高鏡清 申請人:中國科學(xué)院水生生物研究所