專利名稱：一種自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，特別涉及適于湖泊入湖和出湖河道水體的原位生態(tài)修復(fù)裝置，其利用人工生態(tài)生物膜原位修復(fù)技術(shù)消除自然水體中的有機(jī)污染物、氮和磷。
背景技術(shù)：
隨著國家城鎮(zhèn)和工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，我國水體污染狀況相當(dāng)嚴(yán)重，使許多河流湖泊水體都處于嚴(yán)重的污染狀態(tài)，且仍有繼續(xù)加劇的趨勢。全國主要河道呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)脆弱、污染種類多樣、類型齊全等特點(diǎn)，水體處于中度富營養(yǎng)狀態(tài)。如何有效地修復(fù)自然水體的污染和解決水體富營養(yǎng)狀態(tài)是我國面臨的一個急待解決的問題。目前國內(nèi)外自然污染水體的生物修復(fù)技術(shù)主要采用生物膜原位技術(shù)，通過生物和微生物的吸收、轉(zhuǎn)化和降解，去除水體中氮、磷和有機(jī)污染物，達(dá)到修復(fù)受污染自然水體的目的。生物膜法是一種高效的廢水生物處理方法，在城市污水處理中廣泛應(yīng)用。在生物反應(yīng)器內(nèi)，微生物吸附在載體的表面，形成一層生物膜。在廢水處理過程中，廢水中的有機(jī)物和氧進(jìn)入生物膜，被生物膜上的細(xì)胞分解。廢水中的有機(jī)物不斷地被吸附到生物膜上，生物膜上的微生物對這些有機(jī)物分解，并不斷新陳代謝，從而達(dá)到連續(xù)處理廢水的目的。生物膜由于固著在濾料或載體上，因此能在其中生長時間較長的細(xì)菌和較高級的微生物，這使得生物膜法在去除有機(jī)物的同時具有脫氮除磷作用，尤其是對受有機(jī)物及氨氮污染的河流有明顯的凈化效果。另外，在生物膜上還可能大量出現(xiàn)絲狀菌、輪蟲、線蟲等，從而使生物膜凈化能力大大增強(qiáng)。雖然生物膜法具有上述的很多優(yōu)點(diǎn)，然而，將其應(yīng)用于自然水體的原位修復(fù)時效果并不是特別理想。這主要是由于受污染的自然水體中，溶解氧比較低(< 2 mg/L)而影響了異氧菌及硝化菌等微生物的生長，使得微生物不能發(fā)揮相應(yīng)的作用。另外，在原位處理過程中，外層的微生物膜會陸續(xù)發(fā)生脫落，脫落的微生物對水體構(gòu)成了二次污染，影響了水質(zhì)改善效果(現(xiàn)有的原位生態(tài)修復(fù)裝置和方法均忽視了這一點(diǎn))。中國發(fā)明專利ZL200610076417. 1公開了一種水體原位修復(fù)生態(tài)反應(yīng)器，其包括旋轉(zhuǎn)植被基系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)生物填料組件，風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，水動生物膜旋轉(zhuǎn)盤，基架等。該裝置將富營養(yǎng)化水體作為營養(yǎng)液，采用水培技術(shù)栽培水生植物，通過太陽能光合作用，強(qiáng)化水植物對營養(yǎng)液的吸收和轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到降解水中氮磷等含量的目的。同時，采取微生物對水中的有機(jī)物進(jìn)行高強(qiáng)度的降解清除。該裝置的不足在于，設(shè)置較復(fù)雜，運(yùn)行成本較高，而且同樣沒有解決水體中溶解氧較低和微生物脫落造成的二次污染問題。綜上，現(xiàn)有技術(shù)還無法以較低的成本從根本上解決河道水體富營養(yǎng)化問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行成本低且水體修復(fù)效果好的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案
一種自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，所述自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置包括浮閥、連接在浮閥底部且相間隔排列的多個生物膜組件、連接在所述生物膜組件下方能夠截留從生物膜組件脫落的微生物的擋體以及自動曝氧裝置，其中，
所述生物膜組件包括上端部連接在浮閥底部的連接繩和串接在連接繩上的多個微生物填料環(huán)，所述的擋體連接在連接繩的下端部上，所述連接繩和擋體的總高度與該修復(fù)裝置應(yīng)用的水體的水深相當(dāng)；
所述的自動曝氣裝置包括鋪設(shè)在所述浮閥頂部的承托減震層、設(shè)置在承托減震層上的光能電板蓄電裝置、與光能電板蓄電裝置通過電線連接的曝氣泵、一端與所述曝氣泵連通的曝氣管、連接在曝氣管另一端的曝氣頭以及控制裝置，所述控制裝置對水體中的溶解氧含量進(jìn)行測定，并在溶解氧含量小于ang/L時啟動所述曝氣泵。優(yōu)選地，將所述的擋體設(shè)計(jì)為籠網(wǎng)狀，能夠用作貝類動物的養(yǎng)殖場所。在所述承托減震層上設(shè)置有對電線進(jìn)行防水保護(hù)的防水線槽。優(yōu)選地，所述的曝氣頭的高度低于浮閥、高于擋體，在曝氣管與浮閥之間設(shè)有支
^K O優(yōu)選地，所述多個生物膜組件沿著水體的流動方向和與水體的流動方向垂直的方向間隔排列。根據(jù)本發(fā)明，所述微生物填料環(huán)采用的掛膜材料優(yōu)選為粘結(jié)有納米級硅酸鹽類無機(jī)物質(zhì)的聚酰胺，其中所述納米級硅酸鹽類無機(jī)物質(zhì)在所述掛膜材料中占的比例為 1% 20% (重量百分比)。關(guān)于該掛膜材料更加具體的內(nèi)容可參考中國發(fā)明專利公開CN 01671077A,在此將不再詳細(xì)描述。本發(fā)明還涉及一種采用上述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置進(jìn)行水體修復(fù)的方法， 其中，將所述擋體設(shè)計(jì)為籠網(wǎng)狀，并在其中養(yǎng)殖貝類動物，通過貝類動物對脫落的微生物的食用達(dá)到截留的目的。此外，本發(fā)明還特別涉及上述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置用于湖泊入湖和/或出湖河道水體修復(fù)的用途。由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙，能夠自動調(diào)節(jié)水體中的溶解氧的濃度至適于滿足微生物生長。特別是，其能夠有效避免脫落的微生物對水體造成的二次污染，在與現(xiàn)有技術(shù)達(dá)到相同的修復(fù)效果時，成本更低；在相同的成本條件下，達(dá)到的修復(fù)效果更好。


下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為根據(jù)本發(fā)明的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置的主視示意圖； 圖2為圖2的俯視示意其中1、浮閥；2、生物膜組件；20、連接繩；21、微生物填料環(huán)；3、擋體；4、自動曝氧裝置；40、承托減震層；41、光能電板蓄電裝置；42、曝氣泵；43、曝氣管；44、曝氣頭；45、支架；5、防水線槽。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置。如圖1和2示，修復(fù)裝置包括浮閥1連接在浮閥1部且相間隔排列的多個生物膜組件2、連接在所述生物膜組件2下方能夠截留從生物膜組件2脫落的微生物的擋體3以及自動曝氧裝置4。下面對構(gòu)成本發(fā)明的部件進(jìn)行詳細(xì)的說明。本例中，多個生物膜組件2沿著水體的流動方向和與水體的流動方向垂直的方向間隔排列。各生物膜組件2進(jìn)一步包括上端部連接在浮閥1底部且沿豎直方向延伸的連接繩20和串接在連接繩20上的多個微生物填料環(huán)21，微生物填料環(huán)21采用的掛膜材料是中國發(fā)明專利公開CN 01671077A所公開的掛膜材料，該掛膜材料的使用使得在水體中溶解氧較高(7 8mg/l，自然湖泊水體中溶解氧含量一般在此范圍)時，仍然具有高的脫氮效果。擋體3為籠網(wǎng)狀，其連接在連接繩20的下端部上、能夠用作貝類動物的養(yǎng)殖場所，如此，可通過在擋體3內(nèi)養(yǎng)殖貝類動物，利用其對脫落的微生物的食用達(dá)到截留目的，避免脫落的微生物對水體的二次污染。此外，連接繩20和擋體3的總高度還應(yīng)與該修復(fù)裝置應(yīng)用的水體的水深相當(dāng)，如此，使得浮閥1浮在水面上。本例中，自動曝氣裝置4包括鋪設(shè)在所述浮閥1頂部的承托減震層40、設(shè)置在承托減震層40上的光能電板蓄電裝置41、與光能電板蓄電裝置41通過電線連接的曝氣泵42、 一端與所述曝氣泵42連通的曝氣管43、連接在曝氣管43另一端的曝氣頭44、設(shè)置于曝氣管43與浮閥1之間的支架45以及控制裝置，該控制裝置對水體中的溶解氧含量進(jìn)行測定， 并在溶解氧含量小于ang/L時啟動所述曝氣泵42。曝氣頭44處于浮閥1與擋體3之間的高度位置，能夠快速調(diào)節(jié)微生物填料環(huán)處的溶解氧的濃度。所述控制裝置的設(shè)置可由專業(yè)人員根據(jù)要求來設(shè)計(jì)完成，在本申請中不予詳細(xì)描述。另外，在承托減震層40上還設(shè)置有對電線進(jìn)行防水保護(hù)的防水線槽5 ；或者還可以在整個浮閥1水面以上部分進(jìn)行外觀裝飾 (如龍，水鳥等)以保護(hù)曝氣泵42和電路不受雨水等侵蝕。實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種在采用實(shí)施例1的修復(fù)裝置對湖泊入水河道的水體進(jìn)行修復(fù)的方法，處理結(jié)果參見表1 (評定標(biāo)準(zhǔn) GB 3838-2002)。表1入湖水質(zhì)處理前后比較
權(quán)利要求
1.一種自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其特征在于所述自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置包括浮閥(1)、連接在所述浮閥(1)底部且相間隔排列的多個生物膜組件(2)、連接在所述生物膜組件(2)下方能夠截留從生物膜組件(2)脫落的微生物的擋體(3)以及自動曝氧裝置 (4)，其中，所述生物膜組件(2 )包括上端部連接在所述浮閥(1)底部的連接繩(20 )和串接在所述連接繩(20)上的多個微生物填料環(huán)(21)，所述的擋體(3)連接在所述連接繩(20)的下端部上，所述連接繩(20)和擋體(3)的總高度與該修復(fù)裝置應(yīng)用的水體的水深相當(dāng)；所述的自動曝氣裝置(4)包括鋪設(shè)在所述浮閥(1)頂部的承托減震層(40)、設(shè)置在所述承托減震層(5 )上的光能電板蓄電裝置(41)、與所述光能電板蓄電裝置(41)通過電線連接的曝氣泵(42)、一端與所述曝氣泵(42)連通的曝氣管(43)、連接在所述曝氣管(43)另一端的曝氣頭(44)以及控制裝置，所述控制裝置對水體中的溶解氧含量進(jìn)行測定，并在溶解氧含量小于2mg/L時啟動所述曝氣泵(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其特征在于所述的擋體(3) 為籠網(wǎng)狀，其能夠用作貝類動物的養(yǎng)殖場所。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其特征在于在所述承托減震層(5)上設(shè)置有對電線進(jìn)行防水保護(hù)的防水線槽(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其特征在于所述的曝氣頭 (43)的高度低于所述浮閥(1)、高于所述的擋體(3)，在所述曝氣管(43)與所述浮閥(1)之間設(shè)有支架(45)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其特征在于所述多個生物膜組件(2)沿著水體的流動方向和與水體的流動方向垂直的方向間隔排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其特征在于所述微生物填料環(huán)(21)采用的掛膜材料為粘結(jié)有納米級硅酸鹽類無機(jī)物質(zhì)的脫氮填料，其中所述納米級硅酸鹽類無機(jī)物質(zhì)在所述掛膜材料中占的比例為1% 20% (重量百分比)。
7.一種采用權(quán)利要求1所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置進(jìn)行水體修復(fù)的方法，其特征在于將所述擋體(3)設(shè)計(jì)為籠網(wǎng)狀，并在其中養(yǎng)殖貝類動物，通過貝類動物對脫落的微生物的食用達(dá)到截留的目的。
8.權(quán)利要求1所述的自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置用于湖泊入湖和/或出湖河道水體修復(fù)的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自然水體原位生態(tài)修復(fù)裝置，其包括浮閥、多個生物膜組件、能夠截留從生物膜組件脫落的微生物的擋體以及自動曝氧裝置，各生物膜組件包括上端部連接在浮閥底部的連接繩和串接在連接繩上的多個微生物填料環(huán)；擋體連接在連接繩的下端部上；自動曝氣裝置包括承托減震層、光能電板蓄電裝置、曝氣泵、曝氣管、曝氣頭以及控制裝置，該控制裝置對水體中的溶解氧含量進(jìn)行測定，并在溶解氧含量小于2mg/L時啟動所述曝氣泵。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙，能夠自動調(diào)節(jié)水體中的溶解氧的濃度至適于滿足微生物生長。特別是，其能夠有效避免脫落的微生物對水體造成的二次污染。
文檔編號C02F3/02GK102249400SQ20111020320
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者俞晟, 劉景明, 史樂, 徐巖, 王紅專, 陳艷艷 申請人:江蘇蘇凈集團(tuán)有限公司