一種模塊化水體生態淨化裝置的製作方法
2023-07-14 15:26:57 1
本實用新型屬於環境生態工程領域，具體涉及一種模塊化水體生態淨化裝置。
背景技術：
近些年來，隨著經濟的發展，生活汙水和工業汙水的排放量越來越多，河流和湖泊受到不同程度的汙染和破壞，水汙染修復成為當前亟待解決的問題。國務院2015年4月16日正式頒發《水汙染防治行動計劃》(簡稱「水十條」)，明確提出整治城市水體，要求到2020年，我國地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10％以內，到2030年，城市建成區黑臭水體總體得到消除。
國內外水汙染處理技術繁多，但針對河流或湖泊主要有氧化塘、人工曝氣和人工生態浮床等技術。相比之下，人工生態浮床技術因不會產生二次汙染，對水體的淨化效果好，而被廣泛採用。生態浮床是一種針對富營養化的水質，利用生態學原理，通過浮床上種植的植物吸收水體中的氮、磷等汙染物，並通過光合作用使其成為生長的營養物質，同時植物根係為水體中的魚類提供營養物質，加速水質的淨化效率，它能使水體透明度大幅度提高，同時水質也得到有效的改善，特別是對藻類有很好的抑制效果。
目前公開文獻查詢到的使用人工生態浮床淨化水質的專利較多，如一種用於湖泊水體汙染修復的生態浮床裝置(201510397364.2)，生態浮床裝置包括了浮床框架、浮條、平衡塊、種植填充料、固定繩和植物。
一種一體化生態浮床及淨化問道水體的方法(201510622977.1)，生態浮床包括漂浮框架、植物栽培基質、彈性填料、水柱曝氣系統和微生物罐。
一種用於城市黑臭問道水質強化淨化的三維立體式生態浮床(201510577900.7)，其結構包括浮床結構主體、生物填料以及生物石。
但是生態浮床還存在如下問題：
1.現有的生態浮床均專注於單個浮床，但對於河道與湖泊，流域面積大，需若干個體的生態浮床有機結合成一整體，而公開的文獻資料並未涉及。
2.生態浮床植物吸收和代謝過程實現汙染水體中N、P等營養鹽的去除能力有限，需依靠複合微生物在充足氧時生物降解，但每個浮床都設置充氧、投
加菌劑系統，則造成結構複雜，管理麻煩。
技術實現要素：
根據上述現有技術存在的問題，本實用新型的主要目的在於提供一種模塊化水體生態淨化裝置，可方便快捷的組合、便於安裝和存放，維護和更換浮床材料便捷，重複使用性好，且不造成二次汙染。本實用新型所採用的技術方案如下：
模塊化水體生態淨化裝置，包括一個物料輸入模塊單元和若干個水體淨化模塊單元組成；所述的水體淨化模塊單元中開設有用於種植水生植物的種植孔，且水體淨化模塊單元中與水體接觸部分填充有微生物固定載體；所述的物料輸入模塊單元包括菌劑貯存投加裝置和鼓風供氣裝置，分別用於向各水體淨化模塊單元中補充菌劑和空氣。
作為優選，所述的水體淨化模塊單元包括浮框主體，其上頂面為帶種植孔的浮板，種植孔中鑲嵌種植籃，浮板下方通過緊固支架固定有微生物固定載體；微生物固定載體下部設置有與物料輸入模塊相連的微孔曝氣管和菌劑投加擴散管。
進一步的，所述的緊固支架及浮框主體下底面上均設置多個固定支點，固定支點上垂直設置若干條固定繩，每條固定繩上串聯有若干個微生物固定載體。
進一步的，所述的微孔曝氣管與菌劑投加擴散管安裝在浮框主體下底面的固定支點上方，微孔曝氣管進氣管與菌劑投加管進料管分別固定在平行的兩條稜邊上。
進一步的，所述的浮框主體由萬能角鐵拼接成多面體結構，不同的水體淨化模塊單元和物料輸入模塊單元相互拼接成實現擴展，物料輸入模塊單元同時向多個水體淨化模塊單元補充空氣和菌劑。
進一步的，所述的微孔曝氣管選用聚氯乙烯和橡膠合成軟管，孔徑微米或納米級。
進一步的，所述的浮板為聚乙稀空心板。
進一步的，所述的菌劑投加擴散管採用聚乙稀穿孔管。
作為優選，所述的微生物固定載體為親水性聚氨脂或輕質陶粒。
作為優選，所述的能源輸入模塊單元包括電氣控制裝置、鼓風機、菌劑貯存桶及輸送泵；所述的菌劑貯存桶通過輸送泵與菌劑投加擴散管相連，所述的鼓風機與微孔曝氣管相通，所述的電氣控制裝置用於對整個裝置進行中央控制。
本實用新型中水體淨化模塊單元懸掛微生物固定載體，比表面積大，極易附著微生物，實現微生物相的高密度化，同時可以減緩水流，對水體中的汙染物質進行截留、沉澱、吸附、過濾，提高處理效果。曝氣充氧促進了植物根系和固定載體上微生物的生長，進一步促進微生物系統和水生植物系統的協同作用。微生物固定載體上附著的生物膜可去除部分COD、NH3-N和TN，生物膜為反硝化細菌的厭氧反硝化過程提供適當條件，可在具有NH3-N和TP 去除率的前提下，獲得更為有效的TN去除率。微生物投加管中功能性茵通過管壁上的小孔向外擴散，增加周圍水體中及生長基上的微生物含量，進一步提高水體淨化效果。
本實用新型模塊化水體生態淨化方法與裝置集成了現有生態浮床的優點，特別適用於湖泊、河道汙染源流入處，對流入湖泊河道的水源進行預處理，並由能源補充模塊單元統一控制，形成局部的汙染源控制處理設施，可對水體中的汙染物質進行截留、沉澱、吸附和過濾，淨化水體。
附圖說明
圖1為一種模塊化水體生態淨化裝置；
圖2為水體淨化模塊的剖面圖；
圖3為水體淨化模塊底平面布置圖；
圖4為浮框主體與浮板固定局部圖。
圖中：水體淨化模塊單元1、物料輸入模塊單元2、菌劑貯存投加裝置3、鼓風供氣裝置4、電氣控制裝置5、水生植物6、種植籃7、浮板8、浮框主體9、微生物固定載體10、菌劑投加擴散管11、微孔曝氣管12、進氣管13、進料管14、固定繩15和緊固支架16。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，本實用新型中各個實施方式的技術特徵在沒有相互衝突的前提下，均可進行相應組合。
如圖1-3所示，一種模塊化水體生態淨化裝置，包括一個物料輸入模塊單元2和若干個水體淨化模塊單元1組成；所述的水體淨化模塊單元1中開設有用於種植水生植物6的種植孔，且水體淨化模塊單元1中與水體接觸部分填充有微生物固定載體10；所述的物料輸入模塊單元2包括菌劑貯存投加裝置3和鼓風供氣裝置4，分別用於向各水體淨化模塊單元1中補充菌劑和空氣。微生物固定載體10用於附著微生物，同時可以減緩水流，對水體中的汙染物質進行處理。多孔微生物載體採用垂掛或自然堆積。曝氣充氧促進了植物根系和固定載體上微生物的生長。
上述為本實用新型的基礎方案，進一步的，水體淨化模塊單元1可採用如下方案：該單元包括浮框主體9，浮框主體9由萬能角鐵拼接成多面體結構，優選材質不鏽鋼，優選的呈六面體，尺寸為1m×1m×1m。不同的水體淨化模塊單元1和物料輸入模塊單元2相互拼接成實現擴展，物料輸入模塊單元2同時向多個水體淨化模塊單元1補充空氣和菌劑，保證水體淨化模塊單元1按需獲得氧及功能性菌劑。
浮框主體9的上頂面固定聚乙稀空心浮板8，浮板8四邊卡在角鐵內，浮板8上頂面中間設置不鏽鋼萬能角鐵壓緊，浮板8下底面的兩端用在浮框主體9的稜柱固定不鏽鋼萬能 角鐵緊固支架16，浮板8上開有間隔距離相同的種植孔，種植孔的優選直徑Φ100mm，種植孔中鑲嵌種植籃7，種植籃7內填充水生植物6種植基並種植水生植物6，水生植物6包括但不限美人蕉、菖蒲、蘆葦等。浮板8下方設有緊固支架16，緊固支架及浮框主體9下底面上均設置兩兩相應的多對固定支點，每對固定支點上緊繃連接一條尼龍固定繩15，每條固定繩15上串聯有多個微生物固定載體10。微生物固定載體10可選擇為親水性聚氨脂或輕質陶粒。
微生物固定載體10下部設置有與物料輸入模塊相連的微孔曝氣管12和菌劑投加擴散管11。微孔曝氣管12與菌劑投加擴散管11安裝在浮框主體9下底面的固定支點上方，且可分布平行布設多條，具體條數視實際情況而定。微孔曝氣管12的進氣管13與菌劑投加擴散管11的進料管14分別固定在平行的兩條稜邊上，用於為微孔曝氣管12與菌劑投加擴散管11提供進料或空氣。微孔曝氣管12選用聚氯乙烯和橡膠合成軟管，孔徑微米或納米級。菌劑投加擴散管可採用聚乙稀穿孔管。
能源輸入模塊單元包括電氣控制裝置5、鼓風機、菌劑貯存桶及輸送泵；所述的菌劑貯存桶通過輸送泵與菌劑投加擴散管11相連，所述的鼓風機與微孔曝氣管12相通，可按需按時向水體補充氧氣或功能性的菌劑。電氣控制裝置5用於對整個裝置進行中央控制。
實施例1：
如圖1所示，本實施例選用了一個漂浮的物料輸入模塊單元2與四個水體淨模塊單元1拼成一個「十」字形，物料輸入模塊單元2位於中心位置。物料輸入模塊單元2佔地面積1m×1m，底板採用500mm×500mm×80mm聚乙稀浮板4塊與40mm×40mm×2mm的不鏽鋼萬能角鐵拼接而成，物料輸入模塊單元2安裝一個0.4KW的旋渦風機、容量20L的菌劑加藥裝置及一個防水電氣控制箱，風機輸出主管DN50的UPVC管，菌劑投加管直徑Φ10mmPE管。
4個水體淨化模塊單元1外形尺寸為1m×1m×1m，水體淨化單元1的浮框主體9採用1m長的6支30mm×30mm×1.5mm的萬能不鏽鋼角鐵拼接而成，2塊尺寸1000mm×500mm×40mm的聚乙稀材質浮板8，浮板8三個邊卡在角鐵內，浮板上頂面中間設置了一支30mm×30mm×1.5mm不鏽鋼萬能角鐵壓緊，浮板8下底面的兩端用在浮框主體9的稜柱固定30mm×30mm×1.5mm不鏽鋼萬能角鐵緊固。浮板8共開孔直徑Φ100mm的種植孔16個，種植籃7採用鏤空的塑料盤，填充重質陶粒，種植水生植物6主要是美人蕉和黃菖蒲。
用直徑Φ6mm尼龍繩在浮板8下底面固定件與浮框主體9底面稜拉相等間矩平行的微生物固定載體10的固定繩，微生物固定載體10選用直徑Φ100mm球狀的親水聚氨脂載體。
浮框主體9底部安裝DN50的微孔軟管曝氣管12共2支，間矩500mm，矩底邊250mm，微孔曝氣軟管的進氣管採用DN50的UPVC管，空氣接口13為DN50的法蘭。菌劑投加管直徑Φ10mmPE管，採用快速卡箍接口。