漂浮處理河床的製作方法

2023-10-23 20:42:47 3

專利名稱：漂浮處理河床的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及水處理領域，並且更具體地，涉及利用可滲透無紡基質以實現對 於處理水的過濾並且允許調節進水和排水深度的漂浮河床。
背景技術：
許多湖和池塘含有分層的水層，其中較冷的下層常常缺乏溶解的氧，並且因此不 能為魚和其他水生野生物種提供棲息地。有時，這些水體趨於含有來自農業或城市廢物的 過量的溶解營養物，諸如氮和磷。在許多這些湖中，上部較溫暖的水層趨於被藻類和其他有 害的植物諸如浮萍(浮萍屬物種(Lemna sp.))阻塞，該藻類和其他有害的植物在相對地被 日光照射的且富營養的上部區域中茁壯成長，然後死亡並且下降到底部，在底部它們的腐 爛有助於較深區域中的缺氧問題。常常，這些水體中的大部分的水體積不能維持魚的生活， 這是因為上層由於升高的水溫而缺乏溶解的氧，並且下層由於缺少循環同時也缺乏溶解的 氧。水溫與溶解氧的水平相結合也能限制水路中可能出現的魚的種類。因為存在由循 環不良和缺乏微生物活動而產生的毒素和懸浮固體，所以除顯著地減少了魚之外，這些分 層的水也減少了用於市政、農業以及娛樂用途的潛能。因此，本發明的目的在於提供一種漂浮河床，該漂浮河床能用於消除分層並且從 水體中除去汙染物。本發明的另一個目的在於為微生物群集提供棲息地，以及為魚、貝類、 岸禽類、昆蟲類、甲殼類以及其他與水路有關的生物群提供棲息地。又一個目的在於提供具 有可調節深度的進水系統和可調節深度的排水系統的漂浮河床。還有另一個目的在於提供 具有走道的漂浮河床，該走道使得人易於為操作、維護和/或測量目的而在該漂浮河床的 頂部上行走。

發明內容
本發明是一種漂浮河床，所述漂浮河床包括循環泵，所述循環泵具有進口軟管 或進口管；進口軟管或進口管深度調節器；以及由可滲透基質組成的一個或更多個處理溝 槽；其中，所述漂浮河床在水體上漂浮；其中，水從所述水體進入所述進口軟管或進口管並 且被所述循環泵泵送入所述處理溝槽內；並且其中，所述處理溝槽由可滲透基質組成，並且 進入所述處理溝槽的水不但水平地流過所述處理溝槽並進入到所述水體內，而且也豎直地 向下流過所述處理溝槽的所述可滲透基質。在替代實施方式中，本發明是一種漂浮河床，所述漂浮河床包括具有進口軟管或 進口管的循環泵；進口軟管或進口管深度調節器；以及由可滲透基質組成的一個或更多個 處理溝槽；其中，所述漂浮河床在分層的水體上漂浮，所述分層的水體包括表面層、中間層 以及深層；其中，水從所述水體的所述表面層、所述中間層或所述深層進入所述進口軟管或 進口管，並且被所述循環泵泵送入所述處理溝槽內；並且其中，所述處理溝槽由可滲透基質 組成，並且進入所述處理溝槽的水不但水平地流過所述處理溝槽並進入到所述水體的所述
5表面層內，而且豎直地向下流過所述處理溝槽的所述可滲透基質。在優選實施方式中，每個處理溝槽均具有由可滲透基質組成的至少兩個側部，並 且進入所述處理溝槽的水也水平地流過所述處理溝槽的任一側部上的所述可滲透基質。優 選地，每個處理溝槽均有至少兩個側部，並且本發明還包括定位在每個處理溝槽的一個側 部或兩個側部上的走道。所述走道優選地由模製的玻璃纖維增強塑料格柵組成。在優選實施方式中，發明還包括多個漂浮單元，所述漂浮單元一體成形到所述處 理溝槽。優選地，所述漂浮單元由聚氨酯樹脂組成，所述聚氨酯樹脂在壓力下以液體形式注 入到所述可滲透基質內並且隨後就地膨脹並固化。在優選實施方式中，本發明還包括排放管，所述排放管將來自所述處理溝槽的水 的一部分排放到所述水體的所述中間層或所述深層內。優選地，所述排放管的深度是可調 節的。在優選實施方式中，本發明還包括位於所述進口軟管或進口管內或位於所述處理 溝槽內的起泡器，所述起泡器使空氣起泡進入到被泵送入所述處理溝槽內的水中。優選地， 所述處理溝槽中的至少一個包括頂蓋。在優選實施方式中，每個處理溝槽均包括底部和側部，並且所述處理溝槽中的至 少一個包括在所述處理溝槽的所述底部和所述側部上的固著生物層。優選地，本發明還包 括可拆卸襯墊以有助於移動和收穫所述固著生物。在替代實施方式中，每個處理溝均包括 底部和側部，並且所述處理溝槽中的至少一個包括在所述處理溝槽的所述底部和所述側部 上的防滲襯墊。在優選實施方式中，所述可滲透基質由無紡聚合物纖維組成。在一個實施方式中， 所述無紡聚合物纖維是聚酯纖維，該聚酯纖維被纏繞以形成隨機指向的毯。在替代實施方 式中，所述無紡聚合物纖維是再生廢料地毯纖維。在優選實施方式中，水生植物、岸棲植物和/或陸生植物被加入到所述處理溝槽， 以加強從所述處理溝槽的水中除去過量的營養物。在替代實施方式中，每個處理溝槽均具 有由帶頂面的可滲透基質組成的至少兩個側部，並且水生植物、岸棲植物和/或陸生植物 被加入到所述處理溝槽的所述側部的所述可滲透基質的所述頂面，以加強從所述水體中的 水或進入所述水體中的水中除去過量的營養物。在替代實施方式中，每個處理溝槽均包括底部和側部，並且發明還包括附接於所 述處理溝槽的所述底部和/或所述側部的草皮。在又一個替代實施方式中，花壇植物或小 塊草皮(Plug)和/或種子被插入所述處理溝槽的所述可滲透基質內的預裁切孔內。在替代實施方式中，至少一個處理溝槽包括一個或更多個三維擋板，並且所述擋 板為所述處理溝槽中的水提供較長的流動路徑。在又一個替代實施方式中，每個處理溝槽 均包括兩個側部，至少一個處理溝槽包括由可滲透基質組成的過濾器，並且所述過濾器從 所述處理溝槽的一個側部延伸到另一個側部。在又一個替代實施方式中，每個處理溝槽均 包括兩個側部，至少一個處理溝槽包括由外支撐框架和吸收填料組成的吸收性過濾器，並 且所述過濾器從所述處理溝槽的一個側部延伸到另一個側部。優選地，所述外支撐框架由 可滲透基質組成。在替代實施方式中，每個處理溝槽均包括兩個側部，所述處理溝槽中的至少一個 包括處理浮島、多個漂浮單元以及繫繩索，所述處理浮島在所述處理溝槽中的水上漂浮且由可滲透基質組成，所述繫繩索將所述處理浮島拴系在所述處理溝槽的所述側部之間。在 又一個替代實施方式中，每個處理溝槽均包括兩個側部，所述處理溝槽中的至少一個包括 懸突處理岸、多個漂浮單元以及繫繩索，所述懸突處理岸在所述處理溝槽中的水上漂浮並 由可滲透基質組成，所述繫繩索將所述懸突處理岸拴系至所述處理溝槽的一個側部，使得 所述懸突處理岸向上緊靠所述處理溝槽的所述側部。在替代實施方式中，每個處理溝槽均包括兩個側壁，並且至少一個處理溝槽包括 側出口溝槽和較低高度的側壁，以提供相較於所述處理溝槽中的水而言相對淺的水流截 面。在又一個替代實施方式中，所述進口軟管或進口管具有進口端，並且本發明還包括圍繞 所述進口軟管或進口管的所述進口端或在所述進口軟管或進口管的所述進口端內的進口 過濾器，其中，所述進口過濾器由可滲透基質組成。在替代實施方式中，所述水體具有底部，並且本發明還包括汙泥輸入系統，所述汙 泥輸入系統包括汙泥泵和在所述水體的所述底部具有進口端的汙泥進口管或進口軟管，其 中所述汙泥泵從所述水體的所述底部泵送汙泥並且將其與被泵送入所述處理溝槽內的水 混合。在又一個替代實施方式中，所述水體具有底部，並且本發明還包括表面水輸入系統， 所述表面水輸入系統包括表面水泵和在所述水體的所述表面層中具有進口端的表面水進 口軟管或進口管，其中所述表面水泵從所述水體的所述表面層泵送表面水並且將其與被泵 送入所述處理溝槽的水混合。在優選實施方式中，每個處理溝槽均包括底部和側部，所述處理溝槽的所述底部 和所述側部由具有一定厚度的可滲透基質組成，進入所述處理溝槽的水在所述處理溝槽中 停留一定的停留時間，並且通過改變所述處理溝槽的所述底部和/或所述側部的所述可滲 透基質的厚度而調節水在所述處理溝槽中的所述停留時間。在另一個優選實施方式中，每 個處理溝槽均具有長度，進入所述處理溝槽的水在所述處理溝槽中停留一定的停留時間， 並且通過改變所述處理溝槽的長度而調節水在所述處理溝槽中的所述停留時間。在又一個 優選實施方式中，所述循環泵以一定速率將水泵送入所述處理溝槽，進入所述處理溝槽的 水在所述處理溝槽中停留一定的停留時間，並且通過改變所述循環泵將水泵送入所述處理 溝槽的速率而調節水在所述處理溝槽中的所述停留時間。在替代實施方式中，本發明是一種漂浮河床系統，所述漂浮河床系統包括具有至 少一個處理溝槽的漂浮河床，所述處理溝槽具有由可滲透基質組成的底部和側部；一個或 多個進口閥，所述進口閥位於上水體中；以及(C)進口軟管或進口管，所述進口軟管或進口 管將所述進口閥連接至所述處理溝槽；其中，所述漂浮河床在下水體上漂浮；並且水利用 重力從所述上水體流入所述進口軟管或進口管並且進入到所述處理溝槽內，其中水水平地 流過所述處理溝槽，水平地流過所述處理溝槽的所述側部的所述可滲透基質並且/或者豎 直地向下流過所述處理溝槽的所述可滲透基質的所述底部進入到所述下水體中。


圖1是本發明的示意性側視圖。圖2是本發明的示意性俯視圖。圖3是處理溝槽的第一實施方式的示意性剖視圖。圖4是結合有防滲溝槽襯墊和頂蓋的處理溝槽的第二實施方式的示意性剖視圖。
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圖5是結合有水生植物、岸棲植物和/或陸生植物的處理溝槽的第三實施方式的 示意性剖視圖。圖6是結合有三維擋板的處理溝槽的第四實施方式的示意性俯視圖。圖6A是圖6示出的處理溝槽的示意性剖視圖。圖7是處理溝槽的第五實施方式的示意性俯視圖。圖7A是圖7示出的吸收性溝槽過濾器的立體圖。圖8是包括流內(in-stream)處理浮島的處理溝槽的第六實施方式的示意性側剖 視圖。圖9是包括懸突處理岸的處理溝槽的第七實施方式的示意性側剖視圖。圖10是結合有側出口溝槽的處理溝槽的第八實施方式的示意性俯視圖。圖IOA是圖10示出的處理溝槽的示意性側剖視圖。圖11是具有可選的汙泥輸入系統和可選的表面水輸入系統的本發明的示意性側 視圖。圖12是圖1示出的可調節深度進水系統的第一實施方式的示意性側視圖。圖12A是在較淺深度具有進口軟管/進口管的進口端的圖12的可調節深度進水 系統的示意性側視圖。圖13是可調節深度進水系統的第二實施方式的示意性側視圖。圖14是可調節深度進水系統的第三實施方式的示意性側視圖。圖15是可調節深度進水系統的第四實施方式的示意性側視圖。圖16是具有可選的進口過濾器的圖12的可調節深度進水系統的示意性側視圖。圖17是具有進口軟管深度調節器和出口軟管深度調節器的本發明的示意性側視 圖。圖18是利用重力流而不是泵來使處理水通過系統循環的本發明的替代實施方式 的示意性局部側視圖。附圖標記
1漂浮處理河床
2分層的水體
3表面層
4中間層
5深層
6循環泵
7進口軟管/進口管
8進口軟管深度調節器
9處理溝槽
10走道
11排放管
12來自泵出口的徑向水流
13處理水
14可滲透基質
15固著生物層16漂浮單元17鋼纜/聚合物繩索/聚合物帶子18防滲溝槽襯墊19頂蓋20水生植物21岸棲植物/陸生植物22溼地草皮23擋板24可滲透基質溝槽過濾器25吸收性溝槽過濾器26外支撐框架27吸收性填料28處理浮島29繫繩索30懸突處理岸31側出口溝槽32岸禽類33汙泥輸入系統34表面水輸入系統35汙泥泵36汙泥進口管/軟管37表面水泵38表面水進口軟管/管39水進口軟管/管的進口端40纜索/繩41絞盤42重物43柔性接頭44內管45外伸縮管46液封47管接頭48短延伸管49長延伸管50進口過濾器51出口管深度調節器52分層的上水體53下水體
5455565具體實施例方式本發明在水體中產生若干有益效果。第一，它通過創造充氣的深區域和較冷的淺 區域而增大能供養魚類種群的水的百分率。第二，它通過抑制藻類和其他有害的植物的過 度生長而淨化水。第三，它通過將過量營養物轉變成通過食物鏈向上移的食物源而促進魚 和其他野生動植物的生長。通過結合水循環和生物整治而減輕了所述的缺氧和富營養化問 題。本發明提供可調整來為具體場所創造最適宜的矯正條件的多步驟、綜合的工藝。通常，本發明涉及從特定深度區域抽取需要處理的水；將水運送至表面；可選 地將水分入多個流動路徑並且可選地將水暴露於空氣；可選地將水與來自其他區域的水 混合；可選地將水與來自水體的水底區域的有機沉積物混合；迫使水沿一條或多條路徑流 動，使水暴露於機械過濾、陽光(或缺少光)、固著生物、有益微生物、水生植物、岸棲植物以 及陸生植物，曝氣(或缺少曝氣)、碳、與PH調節有關的化學藥品或化合物的希望的組合； 以及將處理過的水排放到希望的深度區域。在處理過程期間，水可以被取樣並且分析，並且可以改進處理過程以提高用於去 除特殊汙染物的過程的效率。當為處理而從特定區域除去水時(例如，當從水體的底部的 附近的深厭氧區域提取水時)，來自其他區域的水自然地進入以填充空出的體積，從而將新 鮮的水抽取到以前的停滯的區域中。另外，當長時期地(例如幾天)以循環模式在水體中 泵送水時，移動的水引起附近水的移動，放大了泵送的循環水的效應。例如，一些研究已示 出以3000加侖/分鐘(gpm)的速率泵送水能引起大約10，OOOgpm的總流量。可以根據需要通過改變處理溝槽的長度、處理溝槽的底部和側部上的基質的厚度 以及泵流速來調節處理的水在處理溝槽中的停留時間。例如，通過脫氮生物薄膜細菌能相 對迅速地去除一些汙染物(諸如硝酸鹽)；因此，處理溝槽能相對短並且/或者通過處理溝 槽的處理水的流速能相對快。相反地，通過自養硝化細菌的脫氨相對緩慢並且可能需要相 對長的處理溝槽和/或相對緩慢的流速，從而導致在水離開該結構之前有更長的時間用於 待處理的水。本發明的泵的速率可以為某些應用而周期性變化。例如，泵可以以最大流量的 50%正常運行，並且流量可以每天一次地暫時增加至最大流量的100%達10分鐘。流量的 此周期性波動對從處理溝槽中的生長表面清除過度的固著生物生長是有用的，從而防止了 對於可滲透部件造成不希望的淤塞或堵塞。另外，此周期性波動對驅逐水生動物(諸如昆 蟲幼蟲和甲殼類動物)是有用的，該水生動物可以用作以被衝洗的植物群和動物群為食的 魚的有價值的食物來源。本發明可以通過為諸如虹鱒魚的物種提供相對快速移動的淺水而可選地被用作 魚的產卵棲息地，其中虹鱒魚由於它們的卵需要流動的水來存活而通常不能在湖和池塘中 繁殖。本發明也可以被用作更喜歡流動的水的魚類的生長棲息地，並且可以加上頂蓋以保 護魚不受鳥的捕食，或者，替代性地，將藻類生長減到最小以有利於生物薄膜的生長。
表面層進口控制閥 中間層進口控制閥 深層進口控制閥 歧管
在變化的季節條件下，可以根據需要而為了最佳功效來改進本發明的結構。例如， 在較熱的夏季月份期間，細菌生物薄膜和固著生物可能趨於活躍並且提供了對於諸如硝酸 鹽和磷的很多汙染物的相對迅速和完全的去除；然而，在較冷的冬季月份期間，通過細菌和 固著生物去除汙染物的效率可能較低，並且需要的話可以通過在處理溝槽內增加非生物吸 收性過濾器而改善本發明提供的處理。以下陳述的是具體參照附圖的本發明的詳述。圖1是本發明的示意性側視圖，本發明在此稱作「漂浮河床」或「FTS」。如所示， FTS 1在分層的水體2的表面漂浮，該分層的水體2由表面層3、中間層4以及深層5組成。 FTS 1的主要部件包括具有進口軟管或進口管7的循環泵6、進口軟管深度調節器8、具有 走道10的多個處理溝槽9、以及可選的排放管11。通過圖中的虛線箭頭示意性表示了由循 環泵6產生的水流動模式。當循環水進入和流出FTS之時，此移動的水引起有助於消除水 體分層的遍及水體的另外的水流。當啟動循環泵6時，來自深層5的水進入入口管7並且從泵6排出，隨後在該處進 入處理溝槽9。一部分水豎直地向下穿過處理溝槽9的可滲透底部並且被排入表面層3。另 一部分水水平地穿過處理溝槽9並且被排入表面層3。最後一部分水可以可選地被允許流 過可選的排放管11且之後被排入中間層4。當水穿過處理溝槽9之時，它被機械地過濾並且被以生物方式處理，以在被排入 水體2之前除去營養物和其他汙染物。如虛線箭頭所指出的，FIS導致水在表面層3、中間 層4以及深層5之間循環。為了使效率最大化，循環泵優選被設計成以相對低的輸出壓力 產生相對高的流速(即，「高流速、低水頭」泵)。用於此應用的一種可接受的市場可購的泵 是由內布拉斯加州列剋星敦的Absolute Aeration製造的BLUE FROG 泵。據報告，該泵 具有在大約六英寸的輸出水頭下5，000加侖/分鐘的輸出，並且由3馬力、變速、230-VAC電 機提供動力。本發明構造成使得入口和排放的深度是可調節的。圖9-13示出了可調節深度的 部件的細節。圖2-7中呈現了處理溝槽9的結構和操作的細節。圖2是本發明的示意性俯視圖。在本實施方式中，本發明包括四個獨立的處理溝 槽9、進口軟管深度調節器8以及循環泵6。沿每個處理溝槽9的兩側示出走道10。走道 10的目的在於允許人員為操作、檢查以及維修處理溝槽9而進入。通過虛線箭頭示出了穿 過FTS 1的表面流動的水流模式。如所示，來自循環泵6的一部分徑向水流12轉移到每個 處理溝槽9內。流過處理溝槽9的水稱作處理水13。雖然圖2示出了具有四個處理溝槽的 FTS，但是處理溝槽的數量的範圍能從一到十或更多。通過調節泵的流速、溶解的氧濃度、溝槽過濾器的數量和類型，以及混合的添加物 (表面水和水底汙泥)，可以對於一組特定汙染物來優化處理功效。通過使空氣起泡進入到 進口管或處理溝槽內的處理水中，可以增加處理水中溶解的氧。相反地，假如希望在處理水 中維持低的溶解氧濃度(例如，為了生物脫氮)，則可以用低滲透性的頂蓋覆蓋處理溝槽， 以使處理水對於大氣的氧的暴露減到最小。當本發明包括多個處理溝槽9時，每個處理溝槽9可以被不同地構造。例如，一個 處理溝槽9可以通過使頂面對大氣和陽光開放而被最優化用於需氧地去除氨和有機碳，然 而同時地，另一個處理溝槽9可以通過安裝隔絕大氣的不可滲透的頂蓋而被最優化用於缺 氧地去除硝酸鹽。
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圖3是處理溝槽9的第一實施方式的示意性剖視圖。在此實施方式中，走道10定 位在處理溝槽9的任一側上。此圖也示出了可滲透基質14、固著生物層15、處理水13以及 漂浮單元16。示出了處理溝槽9在分層的水體2中漂浮。圖3中的虛線箭頭表示滲透通過 固著生物層15和可滲透基質14的部分處理水13。注意，水可以向下滲透通過處理溝槽的 底部並且也可以水平地滲透通過處理溝槽的側部。固著生物層15在典型的池塘環境條件 下在每個處理溝槽的底部和側部上自然地生長。固著生物典型地是藻類、藍細菌、細菌以及它們的殘渣和碎屑的混合物。因為藻類 需要陽光來生存，所以固著生物層15典型地將被限於可滲透基質14的外表面。細菌生物 薄膜不需要陽光並且將很適合於可滲透基質14的內部區域內的移殖(colonization)；因 此，當水流過固著生物層15並隨後流過可滲透基質14時，營養物和其他汙染物被機械地過 濾並且被藻類和細菌以生物方式轉化。若需要，溝槽的側部和底部可選地可以被構造成具 有可拆卸的襯墊(未示出)，以易於除去並收穫固著生物。可滲透基質14優選地由無紡聚合物纖維組成。一種可接受的市場可購的基質產 品由聚酯纖維組成，該聚酯纖維被纏繞以形成具有標準厚度和寬度的隨機指向的纖維網或 「毯」。適合的基質材料的一個製造商是喬治亞州Acworth的美國製造有限公司。在一個優 選實施方式中，基質由200丹尼爾聚酯纖維組成，該聚酯纖維被纏繞以形成大約1-3/4英寸 厚、56英寸寬的毯。基質被生產成連續的帶並且為了運輸被切成大約90英尺的長度。該 毯的標稱重量是41盎司/平方碼。毯內的聚酯纖維的標稱重量是沈盎司/平方碼。優選 地，將水基膠乳粘合劑烘乾到纖維上，以提高毯的剛性和耐久性。通過將多層的基質毯堆積 並粘結成希望的厚度，可以形成相對厚的基質材料塊。適當的粘結方式包括將現場固化聚 氨酯泡沫體(開孔泡沫或閉孔泡沫)注入到堆積的層、在堆積前在層間噴射熱的熔膠、以及 用聚合物繩將堆積的層縫在一起。通過改變結構材料和生產工藝能調節基質的特性。例如，纖維的直徑可以從大約 6丹尼爾變化為300丹尼爾。粗纖維為移植微生物產生具有相對小的表面積的相對硬的基 質，細纖維為移植微生物產生具有相對大的表面積的相對柔軟的基質。能相對輕或相對重 地施加膠乳粘合劑以改變基質的耐久性和重量，能將染料或顏料添加到粘合劑以生產特殊 顏色的基質。塗有膠乳的纖維能為有益微生物的移殖提供良好的生長基質。使用當前製造 技術能從大約1/4英寸到兩英寸調節毯的厚度。可以預料，未來將會生產更厚的毯，並且當 這些更厚的毯(例如，3到12英寸)變得可利用時將會使用它們。第二種可接受的用於製造無紡基質的材料是消費後的地毯(即，再生廢料地毯)， 該消費後的地毯已被斬碎和/或切碎以生產由聚丙烯、聚乙烯和/或尼龍製成的纖維。然 後將這些纖維壓縮到希望的容積密度，並且可選地以類似於以上描述的聚酯纖維基質的工 藝而用粘合劑處理。可滲透基質的水力傳導率的範圍優選地從大約0. 1英尺/秒到10.0英尺/秒。沿 處理溝槽的底部和側部的可滲透基質的厚度的範圍優選地從大約4英寸到36英寸。通過 在壓力下將未固化液體聚氨酯樹脂注入到基質14內而使內部浮體在可滲透基質14內成一 體。然後聚氨酯樹脂在基質內原地膨脹並固化，從而形成漂浮單元16。優選地，預先設置噴 射壓力、樹脂溫度以及泡沫注射機的壓注體積，以便提供希望的最終體積的固化浮力泡沫。 泡沫能安裝成提供遍及基質的連續體積，或，可替代地，泡沫能安裝成提供在基質內的、被基質的非泡沫區域隔開的、泡沫的各個浮力部分。圖3示出了已經通過將樹脂注入可滲透基質14的底部側而形成的漂浮單元16 ； 然而，可選地可以從基質的頂部、側部或底部，或從這些表面的結合注入樹脂。在一個優選 實施方式中，基質14構造為在溝槽的側壁上具有大約M英寸的厚度且在溝槽之下具有8 英寸的厚度。將具有標稱固化密度2.5磅/立方尺(pcf)的未固化泡沫樹脂注入基質的底 部並且滲入到基質的頂面。對於基質11的8英寸厚的部分，用大約70磅/平方英寸的壓 力注入四秒注射(four-second shot)的未固化泡沫，產生近似球形的、具有大約8英寸直 徑的泡沫的固化塊。該球具有大約5. Spcf的密度，由以具有大約3. 3pcf的密度的基質加 固的大約2. 5pcf的聚氨酯泡沫組成。對於基質14的24英寸厚的部分，通過從底部邊緣推 進基質的12英寸長的針注入樹脂。在8秒注射期間隨著注入樹脂而慢慢地使針收回，產生 具有大約8英寸的直徑和大約16英寸的高度的泡沫的圓柱形固化塊。通過改變樹脂的化學式，或通過改變諸如溫度和壓力的應用參數，能調節聚氨酯 泡沫體的密度。漂浮單元16的實際泡沫密度的範圍從大約1. 0至25. Opcf。在高浮力和低 成本很重要的情況下，例如對於裝飾性水景園島，較輕的泡沫是所希望的。在高強度和耐久 性很重要的情況下，例如，在FTS可能受到船撞擊或巨大波動作用的情況下，較重密度的泡 沫是優選的。基質的泡沫區域可選地可以塗有噴射的聚氨酯外部覆層，以提高耐久性。可 替換地，固化有堅硬的外罩的自封閉式泡沫可以用於為漂浮單元16提供額外的耐久性。走道10優選地由模製的、玻璃纖維增強塑料格柵組成。一種可接受的市場可購 的產品是由內華達州亨德森的美國格柵液面控制公司(American Grating LLC)製造的 GRIDMARK 格柵。此格柵的可用尺寸為10英尺長、3英尺寬、1. 5英寸高，並且此格柵塗覆 有防滑表面。走道也可以由處理過的木材或聚合樹脂板組成。走道10優選地通過繞過或 穿過基質和走道的鋼纜、聚合物繩或帶子17而附接至基質14。圖4是處理溝槽9的第二實施方式的示意性剖視圖，該處理溝槽9結合有可選的 防滲溝槽襯墊18和可選的頂蓋19。在本實施方式的情況下，能防止處理水13通過可滲透 基質14滲透。對於希望為了處理而使處理水在溝槽中停留的時間最大化的應用，或對於溝 槽包括流內過濾器的應用，本實施方式是優選的。防滲溝槽襯墊18可以由適於用作池塘襯墊的材料(例如，聚乙稀、聚氯乙烯、EDPM 橡膠，或聚丙烯薄片)組成。防滲襯墊材料優選地是抗紫外線陽光的降解的並且抗刺破和 撕破的。頂蓋19可以由不透氣的聚合物薄片組成，以防止處理水13接觸到大氣氧(對於 一些微生物過程(諸如脫氮作用)是希望排除氧的)，或頂蓋19可以由不透明織物或聚合 物薄片組成，該不透明織物或聚合物薄片隔絕了陽光，從而防止藻類和植物的生長而允許 有益細菌的生長(這對於其中通過固著生物堵塞基質可能是問題的情況是所希望的)，或 頂蓋19可以由聚合物或天然纖維網製成，該聚合物或天然纖維網阻止了捕食鳥進入，從而 為處理水13內居住的魚和野生動植物提供安全的棲息地。圖5是處理溝槽9的第三實施方式的示意性剖視圖，該處理溝槽9包括水生植物 20和岸棲植物或陸生植物21。(如此圖所示，植物可以位於處理溝槽本身內或處理溝槽的 任一側上的基質14中。)植物可以用來提高經植物提取從處理水13中除去過量營養物的 去除率。植物20、21也可以有助於結構的美學作用。溼地草皮22或花壇植物或小塊草皮 (plug)可以用來種植水生植物20。溼地草皮典型地由紮根到椰子殼的纖維或黃麻毯內的水生植物和岸棲植物組成。溼地草皮的一個供應商是蒙大納漢密爾頓的大熊座修復公司 (Great Bear Restoration of Hamilton)。假如利用溼地草皮，則它可以附接至處理溝槽 的底部。草皮、花壇植物和/或種子可以用於種植岸棲植物或陸生植物21。花壇植物或小 塊草皮和種子可選地可以插入可滲透基質14內的預裁切孔(未示出)中。草皮覆蓋在水 線上方的可滲透基質14的頂面上。可以用景觀美化銷(landscapingpins)(未示出)將草 皮(溼地或草)附接至可滲透基質14，該景觀美化銷就地保持草皮直到它成為被生長到可 滲透基質14內的根所附接。可選地培養基(未示出)(諸如泥煤、墊土或礦毛絕緣纖維，或 這些材料的組合)可用於在種植前填充孔。圖6是包括三維擋板23的處理溝槽9的第四實施方式的示意性俯視圖。這些擋 板23用來為流過處理溝槽9的處理水產生較長的流動路徑，從而增加處理水13對於生長 在處理溝槽的溼潤表面上的固著生物的暴露，該溼潤表面暴露於陽光和生長在可滲透基質 14內的纖維的表面上的細菌生物薄膜。擋板優選地由類似於可滲透基質14的可滲透基質 材料組成，該可滲透基質材料允許一部分處理水水平地流過擋板23並且剩餘的水圍繞擋 板23流動。可滲透擋板優選地沿流動方向具有從大約0. 1到10. 0英尺/秒範圍的水力傳 導率和從大約0. 5到4. 0英尺範圍的厚度。擋板可以用閉孔聚氨酯泡沫體、開孔聚氨酯泡 沫體或熱熔膠附接至處理溝槽9的側部和底部。參考圖6，在圖中以虛線箭頭示出了圍繞和通過可滲透擋板的水流動模式。流過擋 板23的部分水暴露於擋板表面上的固著生物並且也暴露於在擋板內生長的微生物生物薄 膜，從而導致通過機械方式過濾和生物方式過濾的結合而從處理水中額外地去除營養物和 其他汙染物。此圖中還示出可選的走道10。這些走道對於提供通路來測量水質參數(諸如 溶解氧和溫度)以及檢查堵塞或其他問題是有用的。圖6A是圖6示出的一個擋板和處理溝槽9的示意性剖視圖。如此圖所示，擋板23 延伸跨過溝槽寬度的一部分並且也在溝槽內的水線之上延伸。固著生物層15沿暴露於陽 光的所有溼潤表面生長。圖7是處理溝槽9的第五實施方式的示意性俯視圖，該處理溝槽9包括兩種類型 的可選溝槽過濾器，也就是，可滲透基質溝槽過濾器M和吸收性溝槽過濾器25。過濾器優 選地與覆蓋溝槽的側部和底部(見圖4)的防滲溝槽襯墊(圖7中未示出)聯合使用，從而 導致處理溝槽9的全部水流穿過溝槽過濾器M和25，而不是使一部分水繞過過濾器M和 25和/或穿過處理溝槽的側部和底部。過濾器可以用閉孔聚氨酯泡沫體、開孔聚氨酯泡沫 體或熱熔膠附接至處理溝槽9的底部和側部。如圖所示，兩種類型的過濾器可選地可以順 序地配置在一起或單獨配置。可滲透基質溝槽過濾器24優選地由可滲透基質材料組成，該 可滲透基質材料類似於或相同於之前已經結合圖3和4描述過的可滲透基質材料14。結合 圖7A描述吸收性溝槽過濾器25。圖7A是包括外支撐框架沈和吸收性填料27的吸收性溝槽過濾器25的立體圖。 外支撐框架26優選地由可滲透基質材料片組成，該可滲透基質材料類似於或相同於之前 已經結合圖3和4描述過的可滲透基質材料14。這些片用閉孔聚氨酯泡沫體、開孔聚氨酯 泡沫體或熱熔膠結合。在第一實施方式中，吸收性填料由已製造成捕獲有機微粒和溶解金屬的聚合物海 綿材料組成。適於本應用的市場可購的海綿材料的實例包括來自亞利桑那州斯科特斯德的AbTech Industries, Inc.的 SMART SPONGE 產品，來自維吉尼亞里奇蒙的 Dynaphore， Inc.的FORAGER 海綿產品。在第二實施方式中，吸收性填料由顆粒活性碳組成，已知該顆 粒活性碳具有捕獲大量有機和無機汙染物的能力。可選地，可以將緩慢釋放的PH調節劑 (諸如粒狀碳酸鈣)加到吸收性填料中。外支撐框架沈防止吸收性材料27的塊被移動的 處理水衝走，並且有助於在吸收性材料27對於捕獲的汙染物飽和時去除和更換吸收性材 料27。框架沈可以用閉孔聚氨酯泡沫體、開孔聚氨酯泡沫體或熱熔膠附接至處理溝槽9的 側部和基底。雖然附圖中未示出，但是吸收性過濾器25可以包括有助於封裝吸收性填料27的 蓋子。該蓋子可以由類似於或相同於之前已經結合圖3和4描述過的可滲透基質材料14 的可滲透基質材料片組成。圖8是包括流內處理浮島28的處理溝槽9的第六實施方式的示意性側剖視圖。處 理浮島28包括可滲透基質14、漂浮單元16、繫繩索四、可選的水生植物20、以及可選的岸 棲植物或陸生植物21。繫繩索四用於將處理浮島維持在處理溝槽9中的固定位置處。系 繩索優選地由聚合物繩或聚合物帶子或不鏽鋼鋼索構成。繫繩索四優選地穿過浮島觀的 可滲透基質14並且附接至走道10。浮島28的有益目的之一是加強從處理水13中去除營養物和其他汙染物。處理溝 槽9內的處理水13的第一部分流過處理浮島28的可滲透內部區域，在該內部區域，生長在 可滲透基質14的內纖維上的生物薄膜和來自可滲透基質14內生長的植物20和21的根部 從處理水13中去除營養物和其他汙染物的一部分。處理水13的第二部分在浮島觀周圍 和下面流動，在該浮島觀周圍和下面，植物20和21的暴露的根部從處理水13中去除營養 物和其他汙染物的另一部分。浮島觀的第二有益目的是為將處理溝槽9用作生活和/或 攝食棲息地的魚和其它野生動植物提供遮蔽和保護罩。圖9是處理溝槽9的第七實施方式的示意性側剖視圖，該處理溝槽9包括懸突處 理岸30。該懸突處理岸在結構和操作上類似於以上根據圖8描述的處理浮島。該懸突處理 岸包括可滲透基質14、漂浮單元16、繫繩索四、可選的水生植物20、以及可選的岸棲植物或 陸生植物21。繫繩索四用於將懸突處理岸抵靠著處理溝槽9的一側維持在固定位置，並且 優選地附接至走道10。懸突處理岸30的有益目的之一是加強從處理水13中去除營養物和其它汙染物。 處理溝槽9內的處理水13的第一部分流過懸突處理岸30的可滲透內部區域，在該可滲透 內部區域，生長在可滲透基質14的內纖維上的生物薄膜和來自可滲透基質14內生長的植 物20和21的根部從處理水13中去除營養物和其他汙染物的一部分。處理水13的第二部 分在懸突處理岸30周圍和下面流動，在該懸突處理岸30的周圍和下面，植物20和21的暴 露的根部從處理水13中去除營養物和其他汙染物的另一部分。懸突處理岸30的第二有益 目的是為將處理溝槽9用作生活和/或攝食棲息地的魚和其它野生動植物提供遮蔽和保護 罩。圖10和IOA分別是結合有側出口溝槽31的處理溝槽9的第八實施方式的示意性 俯視圖和示意性側剖視圖。如圖10中的曲線流動箭頭所示，通過降低處理溝槽9的側壁的 高度使得一部分處理水13從處理溝槽9中逸出而構造該側出口溝槽31。雖然為清楚起見 僅示出了一個側出口溝槽，但是處理溝槽9可以包括多個側出口溝槽31。如圖IOA所示，側
15出口溝槽31的目的在於提供與處理溝槽9中的水流深度比較相對淺的水流截面。側出口 溝槽31內的淺水為岸禽類32(諸如磯鷂)提供了有吸引力的攝食棲息地，該岸禽類32以 居住在塗覆於側出口溝槽31的底部的固著生物層15中的甲殼片腳動物和昆蟲為食。可選 地，來自循環泵的流速能周期性地減小，使得側出口溝槽31中的水流減小和/或停止。側 出口溝槽中水位的該周期性循環可能對沿海灘的潮汐線或波浪線自然攝食的岸禽類物種 有特別的吸引力。圖11是具有可選的汙泥輸入系統和可選的表面水輸入系統的本發明的示意性側 視圖。汙泥輸入系統33包括汙泥泵35和汙泥進口管或汙泥進口軟管36。汙泥管或汙泥 軟管36的進口設置在水體2的底部。汙泥輸入系統33的目的在於提供用於在處理前與處 理水混合的底部汙泥。因為汙泥含有相對豐富的有機碳，所以它能用來提供用於微生物處 理(諸如脫氮作用)的碳，該脫氮作用需要碳源以便將硝酸鹽轉變成氮氣。在希望進行這 種處理的情況下，汙泥輸入系統33也能用來處理被金屬或其他汙染物汙染的汙泥。表面水輸入系統34包括表面水泵37和表面水進口軟管或進口管38，該表面水進 口軟管或進口管38具有在水體的表面層3內的進口端。表面水輸入系統34的目的在於提 供用於在處理前與處理水混合的表面水。因為表面水可能含有相對高的溶解氧並且通常比 來自中間區域4或深區域5的水更溫暖，所以在處理前將表面水加入較深的水可以提高某 些需氧微生物處理(諸如自養硝化作用或有機碳的異養轉化)的反應速度。在一個假定實施例中，深區域的水含有高濃度的營養物並且處於相對低的溫度， 而淺區域的水相對缺營養且溫暖。在處理前通過混合來自兩區域的水，可滲透基質14中的 生物薄膜可以在適中的溫度下暴露於適中濃度的營養物。因為生物薄膜的營養物去除率與 溫度成比例，所以混合水的去除率大於冷水的去除率。在第二個假定實施例中，深的區域含 有高濃度氨和磷酸鹽但是含有低濃度的氧，而淺區域(或表面層)含有相對高濃度的溶解 氧。通過混合來自兩區域的水，生物薄膜可以暴露於營養物和氧，並且該氧允許需氧微生物 以與厭氧膜轉換相比較快的速度將營養物轉至生物薄膜，然後轉至固著生物。圖12和12A是之前在圖1中示出的可調節深度進水系統的第一實施方式的示意 性側視圖。如圖12所示，進口軟管或進口管7的進口端39連接至纏繞在絞盤41上的纜索 或繩40的終端，該絞盤41是進口軟管深度調節器8的一部分。對於此實施方式，進口軟管 或進口管7製造成具有結合周向剛性的縱向柔性，這允許它彎曲而不被壓扁。在圖12中， 示出了進口軟管或進口管7的進口端39處於接近最大的深度。如圖12A所示，當用手或發 動機(未示出)順時針方向旋轉絞盤41時，纜索、繩或帶子40纏繞在絞盤41上，從而將進 口軟管7的進口端39提升至較淺的深度。用這種方法，進口端39可以依據現場條件而設 置在任何希望的深度。如果需要，可選地重物42可以安裝在進口軟管7上，以阻止其漂浮。用於此實 施方式的一種適當類型的軟管材料是用嵌入模內的螺旋鋼絲加固的PVC鼓風機/真空吸 塵器軟管。此類型的市場可購軟管的一個實例是麥克馬斯特-載體部件(McMaster-Carr part)#5666K48。重物42優選地由混凝土或金屬組成。重物42優選地通過由尼龍或鋼組 成的帶子或帶而連接至進口軟管或進口管7。圖13是可調節深度的進水系統的第二實施方式的示意性側視圖。如本實施方式 所示，進口軟管或進口管7配備有柔性接頭43。當通過順時針旋轉絞盤41收回纜索或繩40時，進口軟管或進口管7的進口端39提升至較淺的深度。對於本實施方式，剛性管是用 於進口軟管或進口管7的優選材料。用於本實施方式的進口軟管或進口管7的一種可接受 的材料40 PVC壓力管。如所示，可選的重物42可以連接至進口軟管或進口管 7，以防止其漂浮。柔性接頭43優選地由橡膠軟管或用鋼加強的PVC軟管組成。圖14是可調節深度的進水系統的第三種實施方式的示意性側視圖。在本實施方 式中，進口軟管或進口管7由內管44、伸縮外管45以及液封46組成。當收回纜索或繩40 時，伸縮外管45圍繞內管44豎直向上移動，從而將進口軟管或進口管7的進口端39提升 至較淺的深度。圖15是可調節深度的進水系統的第四種實施方式的示意性側視圖。在本實施方 式中，進口軟管或進口管7包括管接頭47、短延伸管48以及長延伸管49。通過將長延伸管 49手工安裝到管接頭47上以用於最大進口深度、將短延伸管48手工安裝到管接頭47上以 用於中間進口深度、不在管接頭47上安裝管以用於淺進口深度(如圖所示)，調節進口深度。圖16是可調節深度的進水系統的示意性側視圖，該可調節深度的進水系統包括 圍繞進口軟管7的進口端39的可選的進口過濾器50。圖中的虛線箭頭表示未處理的水流 入進口過濾器50內。進口過濾器50優選地由類似於或相同於包括圖3和4示出的處理溝 槽9的可滲透基質材料14的可滲透基質材料組成。進口過濾器50可以製造成任何稜柱形 或任意形狀，並且優選地通過尼龍厚邊帶(未示出)附接至進口軟管或進口管7。進口過濾器50的第一個目的在於在進水暴露於圖3和4所示的處理溝槽9之前 提供從進水中初始地以機械方式過濾固體(例如樹葉和小枝)。進口過濾器50的第二個目 的在於當進水穿過進口過濾器50時提供附加的微生物移殖表面，以加強對於進水的生物 處理。進口過濾器50可以為了清潔或更換而根據需要通過進口軟管深度調節器8被周期 性地提升至表面。在優選實施方式中，依據進水的體積流速、存在於進水中的汙染程度、以 及具體應用所希望的預過濾量，進口過濾器45的體積的範圍可以從大約1立方英尺到500 立方英尺。在替代實施方式中(未示出)，基質材料14可以裝在進口軟管或進口管7內，從 而替代或輔助進口過濾器50。圖12-16示出的用於調節進口軟管或進口管的深度的機械裝置能夠類似地用於 調節出口管的深度。例如，圖17是包括進口軟管深度調節器8和出口管深度調節器51的 FTS 1的示意性側視圖，其中進口軟管深度調節器8和出口管深度調節器51都類似於之前 在圖12中示出的進口軟管深度調節器8。雖然圖12-16示出的深度調節系統圖釋為手動操作的，但是所有這些實施方式可 選地都能被自動控制，使用計算機來監測進口和出口處的水質並且相應地為最佳處理功效 而設置管的深度水平。還可選地，通過將空氣注入到進口軟管或進口管7(未示出)內能將 溶解氧加到處理水中，或使用放置在處理溝槽(未示出)的上遊端的起泡器能將空氣加到 一個或多個單獨的處理溝槽中。市場可購的起泡器的一個實例是由愛荷華州Adair的農業 排水公司(AgriDrain Corporation)製造的PLACT 曝氣系統。在替代實施方式中，可以通過重力而不是通過結合在前附圖描述的循環泵來提供 通過處理溝槽的水循環。對於存在有兩個鄰近的水體並且其中含有汙染水的水體具有比另 外的水體更高的水位的處理場所，重力流動的實施方式是特別有用的。
圖18是以重力為動力的漂浮河床的示意性局部側視圖。在此圖中，上分層水體52 由表面層3、中間層4以及深層5組成。FTS 1配置在下水體53中。系統包括表面層進口 控制閥54、中間層進口控制閥55以及深區域進口控制閥56。當打開控制閥M、55、56中的 一個或多個時，來自上分層水體52的未處理的水通過重力流過打開的閥M、55、56，然後依 次流過歧管57、進口軟管或進口管7以及處理溝槽9。在被FTS 1處理之後，水排入下水體 53中。通過僅打開進口控制閥M、55、56中的一個，操作員能依據特定的現場條件選擇 來自表面層3、中間層4、或深層5的未處理的水。通過調節進口閥的打開程度，操作員能控 制通過處理溝槽9的處理水的流速。例如，來自深層5的被汙染的無氧水可能比來自淺層 2的被汙染的有氧水需要更多的處理時間；因此，從深層5進入FTS 1內的水流速可能需要 比來自淺層2的水流速相對低，以便在處理溝槽9內實現適當的生物處理。對於本實施方 式，進口軟管或進口管7優選製造成具有結合周向剛性的縱向柔性，這允許它彎曲而不被 壓扁。用於本實施方式的一種適當類型的軟管材料是用嵌入模內的螺旋鋼絲加固的聚氯乙 烯(PVC)的鼓風機/真空吸塵器軟管。本發明提供了魚和其他水生生物的棲息地的混合，該混合加強了營養物進入並通 過水生食物鏈的運動。例如，甲殼片角動物(Gammarus sp)能出現在與缺氧水或無氧水相聯 系的邊緣棲息地，並且本發明使這種邊緣棲息地最大化。可調節的通過河道的流速也為可 變的流水棲息地作準備，該可變的流水棲息地又允許有適於特殊鯉科小魚種的環境，該鯉 科小魚種中的許多消耗固著生物，並因此有助於營養物進入並通過水生食物鏈的運動。類 似地，能操作可調節的水流、溶解氧含量以及水溫，以為淡水貽貝和鹽水貽貝以及牡蠣提供 棲息地最優化方式。淺水流動區域能為更喜歡以淺水中生活的甲殼片角動物和昆蟲為食的岸禽類提 供另外的最優化的攝食棲息地。如上述說明的，能夠通過在處理溝槽內安裝側出口溝槽來 提供這些淺水區域，並且側出口溝槽內的流速和所產生的水深可選地可以周期性變化，以 便吸引某些種類的岸禽類。來自各種層的循環進水為魚提供相似的食物機會。例如，當懸浮營養固體物質可 能集中在深水層時，蝸牛和浮遊生物可能存在於另一層，這又允許相對於各種各樣的動物 種類來管理食物。本發明提供複製水生和河岸邊緣以及漫灘棲息地範圍的綜合能力。這些 不同的棲息地設置中的每一個均提供另一條食物鏈環境。雖然已經示出並描述了本發明的優選實施方式，但是在沒有在其較寬方面脫離本 發明的情況下，本領域技術人員顯然可以進行很多改變和改型。因此，隨附的權利要求旨在 覆蓋落入發明的真實精神和範圍內的所有這種改變和改型。
權利要求
1.一種漂浮河床，所述漂浮河床包括(a)循環泵，所述循環泵具有進口軟管或進口管；(b)進口軟管或進口管深度調節器；以及(c)一個或更多個處理溝槽，所述處理溝槽由可滲透基質組成；其中，所述漂浮河床在水體上漂浮；其中，水從所述水體進入所述進口軟管或進口管並且被所述循環泵泵送入所述處理溝 槽中；並且其中，所述處理溝槽由可滲透基質組成，並且進入所述處理溝槽的水不但水平地流過 所述處理溝槽並進入所述水體，而且也豎直地向下流過所述處理溝槽的所述可滲透基質。
2.一種漂浮河床，所述漂浮河床包括(a)循環泵，所述循環泵具有進口軟管或進口管；(b)進口軟管或進口管深度調節器；以及(c)一個或更多個處理溝槽，所述處理溝槽由可滲透基質組成；其中，所述漂浮河床在分層的水體上漂浮，所述分層的水體包括表面層、中間層以及深層；其中，水從所述水體的所述表面層、所述中間層或所述深層進入所述進口軟管或進口 管，並且被所述循環泵泵送入所述處理溝槽；並且其中，所述處理溝槽由可滲透基質組成，並且進入所述處理溝槽的水不但水平地流過 所述處理溝槽並進入所述水體的所述表面層，而且豎直地向下流過所述處理溝槽的所述可 滲透基質。
3.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均具有由可滲透基質組成 的至少兩個側部，並且其中，進入所述處理溝槽的水也水平地流過所述處理溝槽的任一側 部上的所述可滲透基質。
4.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均有至少兩個側部，並且 還包括定位在每個處理溝槽的一個側部或兩個側部上的走道。
5.根據權利要求4所述的漂浮河床，其中，所述走道由模製的玻璃纖維增強塑料格柵 組成。
6.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，該漂浮河床還包括多個漂浮單元，所述漂浮單 元一體成形到所述處理溝槽。
7.根據權利要求6所述的漂浮河床，其中，所述漂浮單元由聚氨酯樹脂組成，所述聚氨 酯樹脂在壓力下以液體形式注入所述可滲透基質中，然後就地膨脹並且固化。
8.根據權利要求2所述的漂浮河床，該漂浮河床還包括排放管，所述排放管將來自所 述處理溝槽的水的一部分排入所述水體的所述中間層或所述深層。
9.根據權利要求8所述的漂浮河床，其中，所述排放管的深度是可調節的。
10.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，該漂浮河床還包括起泡器，所述起泡器位於 所述進口管或進口軟管內或位於所述處理溝槽內，使空氣起泡進入到被泵送入所述處理溝 槽的水中。
11.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述處理溝槽中的至少一個包括頂蓋。
12.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括底部和側部，並且所述處理溝槽中的至少一個包括在所述處理溝槽的所述底部和所述側部上的固著生物層。
13.根據權利要求12所述的漂浮河床，該漂浮河床還包括可拆卸襯墊，以有助於除去 並收穫固著生物。
14.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括底部和側部，並且 所述處理溝槽中的至少一個包括在所述處理溝槽的所述底部和所述側部上的防滲襯墊。
15.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述可滲透基質由無紡聚合物纖維組成。
16.根據權利要求15所述的漂浮河床，其中，所述無紡聚合物纖維是聚酯纖維，所述聚 酯纖維纏繞以形成隨機指向的毯。
17.根據權利要求15所述的漂浮河床，其中，所述無紡聚合物纖維是再生廢料地毯纖維。
18.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，水生植物、岸棲植物和/或陸生植物被 加入到所述處理溝槽，以增強從所述處理溝槽中的水中去除過量的營養物。
19.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均具有至少兩個側部，所 述側部由具有頂面的可滲透基質組成，並且其中，水生植物、岸棲植物和/或陸生植物被加 入到所述處理溝槽的所述側部的所述可滲透基質的所述頂面，以增強從所述水體中的水或 進入所述水體的水中去除過量的營養物。
20.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括底部和側部，還包 括草皮，所述草皮附接於所述處理溝槽的所述底部和/或所述側部。
21.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，花壇植物或小塊草皮和/或種子被插 入所述處理溝槽的所述可滲透基質的預裁切孔中。
22.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，至少一個所述處理溝槽包括一個或更 多個三維擋板，並且其中，所述擋板為所述處理溝槽中的水產生較長的流動路徑。
23.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括兩個側部，至少一 個處理溝槽包括由可滲透基質組成的過濾器，並且其中，所述過濾器從所述處理溝槽的一 個側部延伸到另一側部。
24.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括兩個側部，至少一 個處理溝槽包括吸收性過濾器，所述吸收性過濾器由外支撐框架和吸收性填料組成，並且 其中，所述過濾器從所述處理溝槽的一個側部延伸到另一側部。
25.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述外支撐框架由可滲透基質組成。
26.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括兩個側部，所述處 理溝槽中的至少一個包括處理浮島，並且其中，所述處理浮島在所述處理溝槽中的水上漂 浮並且由可滲透基質、多個漂浮單元以及繫繩索組成，所述繫繩索將所述處理浮島拴系在 所述處理溝槽的所述側部之間。
27.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括兩個側部，所述 處理溝槽中的至少一個包括懸突處理岸，並且其中，所述懸突處理岸在所述處理溝槽中的 水上漂浮並且由可滲透基質、多個漂浮單元以及繫繩索組成，所述繫繩索將所述懸突處理 岸拴繫於所述處理溝槽的一個側部，使得所述懸突處理岸向上緊靠所述處理溝槽的所述側 部。
28.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括兩個側壁，至少一 個處理溝槽包括側出口溝槽和較低高度的側壁，以提供相較於所述處理溝槽中的水而言相 對淺的水流截面。
29.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述水體具有底部，還包括汙泥輸入系 統，所述汙泥輸入系統包括汙泥泵和在所述水體的所述底部處具有進口端的汙泥進口管或 進口軟管，其中，所述汙泥泵從所述水體的所述底部泵送汙泥並且將其與被泵送入所述處 理溝槽的水混合。
30.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述水體具有底部，還包括表面水輸入 系統，所述表面水輸入系統包括表面水泵和在所述水體的所述表面層中具有進口端的表面 水進口軟管或進口管，其中，所述表面水泵從所述水體的所述表面層泵送表面水並且將其 與被泵送入所述處理溝槽的水混合。
31.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述進口軟管或進口管具有進口端，還 包括圍繞所述進口軟管或進口管的所述進口端或在所述進口軟管或進口管的所述進口端 內的進口過濾器，其中，所述進口過濾器由可滲透基質組成。
32.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均包括底部和側部，其 中，所述處理溝槽的所述底部和所述側部由具有一定厚度的可滲透基質組成，其中，進入所 述處理溝槽的水在所述處理溝槽中停留一定的停留時間，並且其中，通過改變所述處理溝 槽的所述底部和/或所述側部的所述可滲透基質的所述厚度而調節水在所述處理溝槽中 的所述停留時間。
33.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，每個處理溝槽均具有長度，其中，進入 所述處理溝槽的水在所述處理溝槽中停留一定的停留時間，並且其中，通過改變所述處理 溝槽的長度而調節水在所述處理溝槽中的所述停留時間。
34.根據權利要求1或2所述的漂浮河床，其中，所述循環泵以一定的速度將水泵送入 所述處理溝槽，其中，進入所述處理溝槽的水在所述處理溝槽中停留一定的停留時間，並且 其中，通過改變所述循環泵將水泵送入所述處理溝槽的速度而調節水在所述處理溝槽中的 所述停留時間。
35.一種漂浮河床系統，所述漂浮河床系統包括(a)漂浮河床，所述漂浮河床具有至少一個處理溝槽，所述處理溝槽具有由可滲透基質 組成的底部和側部；(b)一個或多個進口閥，所述進口閥位於上水體中；以及(c)進口軟管或進口管，所述進口軟管或進口管將所述進口閥連接至所述處理溝槽；其中，所述漂浮河床在下水體上漂浮；並且其中，水通過重力從所述上水體流入所述進口軟管或進口管並且進入到所述處理溝槽 內，水水平地流過所述處理溝槽，水平地流過所述處理溝槽的所述側部的所述可滲透基質 並且/或者豎直地向下流過所述處理溝槽的所述可滲透基質的所述底部進入到所述下水 體中。
全文摘要
一種漂浮河床，所述漂浮河床包括具有進口軟管或進口管的循環泵、進口軟管或進口管深度調節器、以及由可滲透基質組成的一個或更多個處理溝槽。所述漂浮河床在水體上漂浮。水從所述水體進入所述進口軟管/進口管並且被所述循環泵泵送入所述處理溝槽中。所述處理溝槽由可滲透基質組成，並且進入所述處理溝槽的水不但水平地流過所述處理溝槽並進入所述水體，而且也豎直地向下流過所述處理溝槽的所述可滲透基質。
文檔編號C02F3/34GK102060383SQ20101011303
公開日2011年5月18日 申請日期2010年2月3日 優先權日2009年11月12日
發明者布魯斯·G·卡尼亞, 弗蘭克·M·斯特瓦爾特 申請人:方太海德有限公司