一种用于黑臭河流净化的立体浮床及构筑方法
【专利摘要】一种用于黑臭河流净化的立体浮床及构筑方法，其是将PVC管及聚乙烯网组成的围栏，从上到下分上层浮水植物生长区，中层人工介质区及下层人工介质区；上层种植根系较发达的水生植物；中层利用粗糙表面的挂片形成生物膜，与上层植物的根区作用联合作用，利用植物产生的氧气对有机物进行分解；下层悬挂悬浮填料网，根据黑臭河流不同的形成原因填充经人工挂膜已附着经驯化对污染物质有强耐受性和降解能力的厌氧菌。本发明的优点有：浮床的制作方法简单方便，成本较低，对污染物负荷高的黑臭河流有强化治理的效果。
【专利说明】一种用于黑臭河流净化的立体浮床及构筑方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对黑臭河流进行净化处理的方法，特别涉及一种用于净化黑臭河流的立体浮床的构筑方法。
【背景技术】
[0002]随着社会生产的发展，世界各国的河流水质都面临着来自工业、农业、生活等方面的不同程度的污染。河流污染是当前日益受到关注的环境问题之一，由于水体中存在大量污染物，使水体中溶解氧浓度降低甚至为零，导致河水黑臭，鱼虾绝迹。污染的河流不仅失去了资源功能和使用价值，而且严重破坏周围的环境景观，甚至危害到河流居民的健康。目前我国七大江河流域都已经受到不同程度的污染，特别是在全国138个城市河段中，流经繁华区域的绝大部分也受到不同程度的污染，其中低于国家《地面水环境质量标准》中V类水体的占38 %。
[0003]如何尽快解决城市河流的黑臭问题已成为城市环境工作的当务之急。随着社会经济的不断发展和城市人口的不断增长，在全球范围内，城市水体污染问题正得到越来越广泛的关注。在我国的大多数城市中，水体的污染状况相当严重，大部分城市河道常年处于黑臭状态。
[0004]目前在黑臭河道治理中主要有:(I)物理法，如引水冲污、底泥清淤、机械充氧等。
(2)化学方法，如加入化学药剂等。(3)生物方法，如种植水生植物，投加微生物菌剂等。物理方法和化学方法都存在投资高，容易产生二次污染，且对水体生态环境影响大的特点。因此使用生物方法对黑臭河道进行治理已经成为发展的趋势。
[0005]现有的利用浮床净化污染水体的方法较多。如李先宁等设计的立体型生态浮床，该浮床利用水生植物、水生动物和人工介质进行水质净化，但其缺点在于结构复杂，制作困难。另外，从其他技术大多数采用人工方式将`水生植物种植于聚苯乙烯泡沫板或木材制作的框架，利用植物根部的吸收和吸附作用，去除污染水体中的N、P等污染物质。也有在浮床中加入人工填料，利用生物膜净化污染水体。但是，黑臭河流中的溶解氧极低，现有浮床在使用时人工填料上容易附着生长致黑或致臭的厌氧微生物，达不到净化水质的作用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种适用于黑臭河流水质净化的立体浮床。
[0007]本发明的技术方案如下:
一种用于黑臭河流净化的立体浮床，所述立体浮床为围栏结构，分为上、中、下三层，分别为上层浮水植物生长区，中层人工介质区及下层人工介质区；上层浮水植物生长区种植根系较发达的水生植物；中层人工介质区是利用盘式填料形成生物膜；下层人工介质区填充经人工挂膜已附着厌氧氨氧化菌的填料。
[0008]具体地，所述围栏采用PVC管和连接它们的绳索形成矩形框，在矩形框的上端、下端和中间用网状隔片平面隔开，形成的一个具有三层网面的结构。
[0009]进一步，中层人工介质区的生物膜形成是在上层网面下部悬挂一定数量的盘式填料的获得。
[0010]较优地，中层人工介质区的盘状填料是按照设计密度插在海绵基质上，所述海绵基质是用绳索固定在上层和中间层网状隔片之间。
[0011]更进一步，所述上层的水生植物是种植于于海绵基质中，利用植物的根部输氧，达到对盘状填料上生物膜提供氧气作用，利用水生植物的根部形成的好氧区使中层人工介质选择性生成以好氧微生物为主的生物膜，对黑臭河流中的有机物等污染物质进行分解。
[0012]进一步，下层人工介质区选择用悬浮填料填充的悬浮填料网形成球式悬浮填料，挂钩在下层人工介质区内。
[0013]优选地，使用驯化出的对油脂类废水、医药废水、高氨氮废水或高盐分废水具有强适应性及降解能力的微生物菌剂对下层介质进行挂膜，对不同污染源导致的河流黑臭有针对性地使用不同挂膜微生物。即下层填充经人工挂膜已附着不同厌氧菌的填料，强化厌氧环境中对不同污染物质的去除效果。
[0014]本发明进一步提出一种用于黑臭河流净化的立体浮床的构筑方法，其步骤如下:
(1)用绳索依次穿过四根PVC管，将PVC管串起组成矩形框；
(2)用网状隔片在矩形框的上端、下端和中间平面隔开，形成上、中、下三个矩形网面，网面保持适当松弛，程度可视水深及浮水植物种类确定；
(3)用绳索将海绵基质固定在浮床上层与中层隔片之间，在海绵基质上按照设计密度插入盘状填料，具体长度可视水深及工程要求决定；
(4)将水生植物种植于海绵基质中，利用植物的根部输氧，达到对盘状填料上生物膜进行自然复氧提供氧气的作用；
(5)将使用针对不同原因造成的黑臭河流有强降解功能的厌氧菌进行挂膜后的悬浮填料装入悬浮填料网中，用挂钩球式悬浮填料固定于下层人工介质区内，在浮床使用阶段定时对下层介质上附着的生物膜进行监测，并及时对悬浮填料进行再挂膜，保持稳定的污染物去除效果。
[0015]本发明的优点如下:
本发明采用三层结构，上层种植根系较发达的水生植物，中层利用生物膜与上层植物的根区作用联合作用，利用植物产生的氧气对有机物进行分解，下层悬挂尼龙网，根据黑臭河流不同的形成原因填充经人工挂膜已附着经驯化对污染物质有强耐受性和降解能力的厌氧菌。立体浮床可以通过绳子的收放改变其在河道中的位置，利用植物的吸收及填料上挂膜微生物的吸附降解作用去除水体中的氮、磷、颗粒物以及有机物，从而达到净化水体，消除水体黑臭的作用。本发明浮床的制作方法简单方便，成本较低，能快速降解水体中的污染物，消除河道黑臭，恢复水体生态功能，对污染物负荷高的黑臭河流有强化治理的效果。
【专利附图】
【附图说明】
·[0016]图1是立体浮床的结构示意图。
[0017]其中:1.PVC管；2.网状隔片；3.水生植物；4.绳索；5.海绵基质；6.盘状填料；
7.悬浮填料；8.悬浮填料网。【具体实施方式】
[0018]以下结合附图详细说明本发明的结构:
参见图1，本发明的立体浮床为围栏结构，分为上、中、下三层；上层种植根系较发达的水生植物3，如芦苇、荷花、菖蒲、香蒲等；中层利用粗糙表面的挂片形成生物膜；下层悬挂尼龙网，填充经人工挂膜已附着厌氧氨氧化菌的填料。上层人工介质采用盘状填料6，下层人工介质为球式悬浮填料。
[0019]具体地，本发明的立体浮床围栏是通过绳索4连接PVC管I形成矩形框，在矩形框的上端、下端和中间用聚乙烯材质的网状隔片2平面隔开，形成的一个具有三层网面的结构。
[0020]中层人工介质区的盘状填料6是按照设计密度插在海绵基质5上，所述海绵基质5是用绳索固定在上层和中间层网状隔片之间。
[0021]上层的水生植物3是种植于于海绵基质5中，利用植物的根部输氧，达到对盘状填料上生物膜提供氧气。
[0022]下层人工介质区选择用悬浮填料7填充的悬浮填料网8 (尼龙网)形成球式悬浮填料，挂钩在下层人工介质区内。下层人工介质采用人工挂膜的方式富集对污染物质有强化降解的厌氧菌，可定时 对填料进行再挂膜，保证污染物的去除效果。球式悬浮填料使用挂钩固定，易于拆卸，便于对填料进行重复挂膜以及在完成河流的阶段治理后进行重复利用。可以采用现已分别驯化出的对油脂类废水、医药废水、高氨氮废水、高盐分废水具有强适应性及降解能力的微生物菌剂对下层介质进行挂膜，对不同污染源导致的河流黑臭有针对性地使用不同挂膜微生物。
[0023]本发明由于采用由PVC管及聚乙烯网组成围栏，PVC管可使网浮起并圈住浮水植物不外流。悬浮填料及其上部的浮水植物可以与PVC管和聚乙烯网组成的围栏一起移动，可根据水质和景观的需要共同改变它们在河道中的位置。利用浮水植物的根系形成好氧区，与中层人工介质上形成的好氧生物膜联合作用，去除河流中污染物质。当填料和植物影响河道泄洪功能或者填料出现问题以及生物膜脱落时，只需将围栏直接从河面抬起则填料和植物就可一起运走。
[0024]立体浮床的构筑方法是这样的:
首先用绳索4依次穿过四根PVC管1，将管串起组成矩形框。然后使用上、中、下三篇网状隔片2将平面隔开，形成三个矩形网面，网面保持适当松弛，程度可视水深及浮水植物种类确定。然后使用绳索4将海绵基质5固定在网状隔片上，在海绵基质上按照一定的设计密度插入盘状填料6，具体长度可视水深及工程要求决定。将水生植物3的种子放置于海绵基质中，利用植物的根部输氧，达到对盘状填料上生物膜进行自然复氧的作用。最后将使用针对不同原因造成的黑臭河流有强降解功能的厌氧菌进行挂膜后的悬浮填料7装入悬浮填料网8，并使用挂钩将其固定于浮床下层。在浮床使用阶段定时对下层介质上附着的生物膜进行监测，并及时对悬浮填料进行再挂膜，保持稳定的污染物去除效果。
【权利要求】
1.一种用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:所述立体浮床为围栏结构，分为上、中、下三层，分别为上层浮水植物生长区，中层人工介质区和下层人工介质区；上层浮水植物生长区种植根系较发达的水生植物；中层人工介质区是利用粗糙表面的盘式填料形成生物膜；下层人工介质区填充经人工挂膜已附着厌氧氨氧化菌的填料。
2.根据权利要求1所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:所述围栏是通过绳索连接PVC管形成矩形框，在矩形框的上端、下端和中间用网状隔片平面隔开，形成的一个具有三层网面的结构。
3.根据权利要求2所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:中层人工介质区的生物膜形成是在上层网面下部悬挂一定数量的盘式填料而获得。
4.根据权利要求3所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:所述中层人工介质区的盘状填料是按照设计密度插在海绵基质上，所述海绵基质是用绳索固定在上层和中间层网状隔片之间。
5.根据权利要求4所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:所述上层的水生植物是种植于于海绵基质中，利用植物的根部输氧，达到对盘状填料上生物膜提供氧气。
6.根据权利要求1-5之任一项所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:下层人工介质区选择用悬浮填料填充的悬浮填料网形成球式悬浮填料，挂钩在下层人工介质区内。
7.根据权利要求6所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:使用驯化出的对油脂类废水、医药废水、高氨氮废水或高盐分废水具有强适应性及降解能力的微生物菌剂对下层介质进行挂膜，对不同污染源导致的河流黑臭有针对性地使用不同挂膜微生物。
8.根据权利要求1-5之任一项所述的用于黑臭河流净化的立体浮床，其特征在于:所述网状隔片为聚乙烯网。
9.权利要求1-8任一项所述的用于黑臭河流净化的立体浮床的构筑方法，其特征在于步骤如下: (1)用绳索依次穿过四根PVC管，将PVC管串起组成矩形框； (2)用网状隔片在矩形框的上端、下端和中间平面隔开，形成上、中、下三个矩形网面，网面保持适当松弛，程度可视水深及浮水植物种类确定； (3)用绳索将海绵基质固定在浮床上层与中层隔片之间，在海绵基质上按照设计密度插入盘状填料，具体长度可视水深及工程要求决定； (4)将水生植物种植于海绵基质中，利用植物的根部输氧，达到对盘状填料上生物膜提供氧气的作用； (5)将使用针对不同原因造成的黑臭河流有强降解功能的厌氧菌进行挂膜后的悬浮填料装入悬浮填料网中，用挂钩球式悬浮填料固定于下层人工介质区内，在浮床使用阶段定时对下层介质上附着的生物膜进行监测，并及时对悬浮填料进行再挂膜，保持稳定的污染物去除效果。
【文档编号】C02F3/30GK103663712SQ201310685444
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】叶姜瑜, 陈刚才, 程士兵, 汪泳, 李媛 申请人:重庆大学