可降低二次污染的原位污水處理方法及自循環(huán)生態(tài)浮床的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可降低二次污染的原位污水處理方法及自循環(huán)生態(tài)浮床，屬于河湖水體生態(tài)修復(fù)與強(qiáng)化凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，包括塑料水箱系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)；塑料水箱系統(tǒng)由塑料水箱、PRB（可滲透反應(yīng)墻）、虹吸管組成；動(dòng)力系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板、潛水泵、控制器及蓄電池組成。PRB把塑料水箱分成生態(tài)浮床凈化區(qū)和排水區(qū)，在凈化區(qū)放置生態(tài)浮床及虹吸管，在排水區(qū)底部放置潛水泵，上方設(shè)置太陽(yáng)能電池板、控制器及蓄電池組件。本發(fā)明可以解決由于浮床植物枯敗死亡及生物膜脫落等引起的水體二次污染問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，組建方便，無(wú)需人工管理，易于大面積實(shí)施。
【專(zhuān)利說(shuō)明】可降低二次污染的原位污水處理方法及自循環(huán)生態(tài)浮床
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及河湖污染水體原位凈化的處理方法或工藝，特別涉及一種可降低二次污染的原位污水處理方法及自循環(huán)生態(tài)浮床，屬于河湖水體生態(tài)修復(fù)與強(qiáng)化凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展、工業(yè)化和城市化的規(guī)模不斷提高，越來(lái)越多的河流水環(huán)境受到了影響，嚴(yán)重威脅到了人們的用水安全及身體健康。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，目前我國(guó)七大水系中，低于III類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的水所占的比例高達(dá)58.2%。根據(jù)我國(guó)水質(zhì)分類(lèi)使用規(guī)范，低于III類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的水，即使經(jīng)過(guò)凈化處理也不能作為漁業(yè)水域或游泳區(qū)用水，更不能作為安全的飲用水，而五類(lèi)及以下的水基本上喪失了使用功能，屬于毫無(wú)用處的廢水。因此近年來(lái)，對(duì)于如何緩解日趨嚴(yán)重的水污染問(wèn)題國(guó)家給予了高度的重視，受污染水域的修復(fù)和治理已成為我國(guó)環(huán)境領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，其中，生態(tài)浮床技術(shù)是一項(xiàng)被廣泛應(yīng)用的水環(huán)境修復(fù)技術(shù)。
[0005]生態(tài)浮床采用無(wú)土栽培技術(shù)，以高分子材料為載體和基質(zhì)，采用現(xiàn)代農(nóng)藝與生態(tài)工程措施綜合集成的水面無(wú)土種植植物技術(shù)，是一種生物凈化方法。在實(shí)施過(guò)程中，浮床上栽培的水生植物的根系能截留、吸附、吸收受污染水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)一些水生動(dòng)物及微生物也能附著在浮床 上，對(duì)水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行攝食及降解，從而達(dá)到水質(zhì)凈化的目，并具有美化河道景觀的效果。目前，隨著浮床技術(shù)的快速發(fā)展，浮床的種類(lèi)和形式各式各樣，通常按其功能主要分為消浪形、水質(zhì)凈化型和提供棲息地型三類(lèi)，浮床的外觀形狀有正方形、三角形、長(zhǎng)方形、圓形等多種。
[0006]有關(guān)生態(tài)浮床的專(zhuān)利也有很多，如:申請(qǐng)?zhí)枮?01010148381.X的中國(guó)專(zhuān)利《混凝土生態(tài)浮床》，堅(jiān)固耐用，能抗強(qiáng)風(fēng)浪，且人可以在上邊作業(yè)；申請(qǐng)?zhí)枮?01210487587.4的中國(guó)專(zhuān)利《一種框架型濕式生態(tài)浮床》，框架耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，整個(gè)裝置易掛膜的優(yōu)點(diǎn)；申請(qǐng)?zhí)枮?01210574408.0的中國(guó)專(zhuān)利《一種適用于大面積水體的抗風(fēng)浪生態(tài)浮床》，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗風(fēng)浪能力較強(qiáng)，具有周年凈水能力。上述各浮床特點(diǎn)鮮明，但是都不能處理由于浮床本身所產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題。
[0007]由于浮床種植面積較大,且在水面種植，因此人工管理難度較大。在浮床植物生長(zhǎng)過(guò)程中，由于種種原因造成的植物枯敗死亡,如不能及時(shí)清理掉,這些枯枝敗葉進(jìn)入水體后會(huì)將所吸附的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又重新釋放到水體中，對(duì)水體造成二次污染；另外附著在植物根系、浮床載體、配掛的仿生植物等外表的生物膜由于水體的急劇擾動(dòng)或時(shí)間的過(guò)長(zhǎng)及老化，容易破碎脫落并分散在水體中，同樣也會(huì)對(duì)水體造成二次污染。因此，開(kāi)發(fā)一種能降低由于浮床本身造成的二次污染的生態(tài)浮床具有較大的實(shí)用價(jià)值。[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的技術(shù)目的是克服目前生態(tài)浮床普遍存在的二次污染問(wèn)題，提供一種進(jìn)一步提高生態(tài)浮床凈化水質(zhì)的效率的可降低二次污染的原位污水處理方法及自循環(huán)生態(tài)浮床。 [0010]本發(fā)明的自循環(huán)生態(tài)浮床和原位污水處理方法，都采用生態(tài)浮床凈化水體，并且將浮床區(qū)水體過(guò)濾到排水區(qū)并通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)排出系統(tǒng)，防止浮床植物腐敗分解對(duì)需治理水體的二次污染，具有相同的特定技術(shù)特征，屬于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，可以作為一件申請(qǐng)?zhí)岢觥?br> [0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，包括塑料水箱，其特征在于:所述的塑料水箱由可滲透反應(yīng)墻分隔為生態(tài)浮床凈化區(qū)和排水區(qū)。
[0012]前述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，所述的生態(tài)浮床凈化區(qū)包括種植浮床植物的生態(tài)浮床、位于生態(tài)浮床下方的浮床區(qū)水體和兩端分別插入需治理水體和浮床區(qū)水體的虹吸管。
[0013]前述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，所述的排水區(qū)設(shè)有動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)包括潛水泵，潛水泵通過(guò)出水管排出排水區(qū)的水。
[0014]前述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，所述的動(dòng)力系統(tǒng)還包括設(shè)置于排水區(qū)頂部的太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器，太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器相互配合，其配合關(guān)系屬于現(xiàn)有技術(shù)，為潛水泵提供動(dòng)力。
[0015]前述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，所述的可滲透反應(yīng)墻，介質(zhì)配比(體積比)為:陶粒:鐵屑:焦炭:沸石:猛砂=3.5:1:2:1:1,介質(zhì)粒徑為3~5cm,介質(zhì)層厚為0.5 m,介質(zhì)孔隙率為0.36~0.40,填裝時(shí)盡量使各介質(zhì)混合均勻。
[0016]一種可降低二次污染的原位污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
(O 制作可滲透反應(yīng)墻，介質(zhì)配比(體積比)為:陶粒:鐵屑:焦炭:沸石:錳砂=3.5:1:2:1:1 ;組裝塑料水箱，塑料水箱由可滲透反應(yīng)墻分隔成排水區(qū)和生態(tài)浮床凈化區(qū)；在排水區(qū)設(shè)置動(dòng)力系統(tǒng)；
(2)將步驟(1)構(gòu)建的自循環(huán)生態(tài)浮床推入需治理水體，往塑料水箱灌水，在生態(tài)浮床凈化區(qū)放置生態(tài)浮床，接上虹吸管；并開(kāi)啟排水區(qū)的動(dòng)力系統(tǒng)；
(3)生態(tài)浮床的浮床植物死亡腐敗或生物膜脫落后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)浮床下方的浮床區(qū)水體中，通過(guò)可滲透反應(yīng)墻過(guò)濾浮床區(qū)水體至排水區(qū)，再由排水區(qū)的動(dòng)力系統(tǒng)將凈化后的水排出系統(tǒng)。
[0017]前述的一種可降低二次污染的原位污水處理方法，塑料水箱的水面距離需治理水體的河面高度為0.2~0.3m，進(jìn)出水流量為2.3~2.7m3/d，浮床區(qū)水力停留時(shí)間為5.4~
5.9d，可滲透反應(yīng)墻停留時(shí)間為7.5~8.0h。
[0018]前述的一種可降低二次污染的原位污水處理方法，可滲透反應(yīng)墻內(nèi)的鐵屑，零價(jià)鐵在水中緩慢生成二價(jià)和三價(jià)鐵，與磷酸根反應(yīng)后生成磷酸鐵或羥基磷酸鐵沉淀。
[0019]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:解決了由于浮床植物枯敗死亡及生物膜等脫落引起的水體二次污染問(wèn)題，浮床植物在浮床區(qū)死亡腐敗后，N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再次進(jìn)入浮床區(qū)水體中，通過(guò)可滲透反應(yīng)墻PRB過(guò)濾凈化浮床區(qū)的水至排水區(qū)，再由潛水泵把凈化后的水排出系統(tǒng)。并且整個(gè)體系各部件容易獲取且易批量生產(chǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，組建便捷，實(shí)施及運(yùn)行方便。
[0020]
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床結(jié)構(gòu)圖；
圖2為生態(tài)浮床整體構(gòu)件平面不意圖；
圖3-5為動(dòng)力系統(tǒng)組件示意圖；
圖中，I塑料水箱，2PRB(可滲透反應(yīng)墻)，3生態(tài)浮床，4虹吸管，5潛水泵，6太陽(yáng)能電池板，7出水管，8控制器，9蓄電池。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提出了一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床及污水處理方法，旨在克服上述提到的目前生態(tài)浮床普遍存在的二次污染問(wèn)題，從而進(jìn)一步提高生態(tài)浮床凈化水質(zhì)的效率。
[0024]塑料水箱I長(zhǎng)X寬X高=4mX2.5mX2m, PRB (可滲透過(guò)濾墻2)長(zhǎng)X寬X高=0.2mX 2.5mX 1.7m,把水`箱分成0.8m長(zhǎng)的排水區(qū)和3m長(zhǎng)的生態(tài)浮床凈化區(qū)。在排水區(qū)配有微型直流電潛水泵5 —臺(tái)，態(tài)浮床凈化區(qū)置有2.8mX 2m的生態(tài)浮床3及內(nèi)徑8_的虹吸皮管一根。此外，在排水區(qū)上方建有動(dòng)力系統(tǒng)，其由太陽(yáng)能電池板6、專(zhuān)用控制器8、特定蓄電池9構(gòu)成，為潛水泵5提供穩(wěn)定的直流電源。
[0025]所述的微型直流電潛水泵為36wl2v,最大流量為5~8L/min,揚(yáng)程為2.5m ;所述的太陽(yáng)能電池板為50w高效單晶硅太陽(yáng)能電池板，輸出電壓為18v，可以為12伏特蓄電池充電，長(zhǎng)X寬X高=630臟\540臟\30臟；所述控制器及蓄電池為18v3A太陽(yáng)能系統(tǒng)專(zhuān)用控制器和12V特定配對(duì)蓄電池。此外，水箱水面與河面高差控制在0.2^0.3m，進(jìn)出水流量控制在2.3~2.?χα/?左右，浮床區(qū)水力停留時(shí)間為5.4~5.9d左右，PRB停留時(shí)間為7.5~8.0h左右。
[0026]具體操作方式為:首先制作PRB墻，介質(zhì)配比(體積比)為:陶粒:鐵屑:焦炭:沸石:錳砂=3.5: I: 2: I: 1，填裝時(shí)應(yīng)盡量使各介質(zhì)混合均勻，尺寸為長(zhǎng)X寬X高=0.2mX 2.5mX 1.7m，兩邊用穿孔板相隔；水箱由PRB分隔成0.8m和3m寬的排水區(qū)和生態(tài)浮床凈化區(qū)；在排水區(qū)頂部布置太陽(yáng)能電池板、控制器及蓄電池，底部裝上潛水泵。組裝后推入需治理水體，往里灌水至水箱水深1.5m左右，在生態(tài)浮床凈化區(qū)擱上相應(yīng)的生態(tài)浮床，最后接上虹吸管4，同時(shí)開(kāi)啟潛水泵5。
[0027]生態(tài)浮床的浮床植物死亡腐敗或生物膜脫落后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)浮床下方的浮床區(qū)水體中，通過(guò)可滲透反應(yīng)墻過(guò)濾浮床區(qū)水體至排水區(qū)，再由排水區(qū)的動(dòng)力系統(tǒng)將凈化后的水經(jīng)出水管7排出系統(tǒng)。
[0028]塑料水箱中的PRB (可滲透反應(yīng)墻)2，介質(zhì)中有一定量的鐵屑，零價(jià)鐵在水中可緩慢生成二價(jià)和三價(jià)鐵，與磷酸根反應(yīng)后將生成磷酸鐵或羥基磷酸鐵沉淀，從而達(dá)到進(jìn)一步除磷的目的。
[0029]發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神和主要特征的具體形式來(lái)概括，因此，本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不能限制本發(fā)明，在與本發(fā)明的權(quán)利要求相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi) 任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，包括塑料水箱，其特征在于:所述的塑料水箱由可滲透反應(yīng)墻分隔為生態(tài)浮床凈化區(qū)和排水區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，其特征在于:所述的生態(tài)浮床凈化區(qū)包括種植浮床植物的生態(tài)浮床、位于生態(tài)浮床下方的浮床區(qū)水體和兩端分別插入需治理水體和浮床區(qū)水體的虹吸管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，其特征在于:所述的排水區(qū)設(shè)有動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)包括潛水泵，潛水泵通過(guò)出水管排出排水區(qū)的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，其特征在于:所述的動(dòng)力系統(tǒng)還包括設(shè)置于排水區(qū)頂部的太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器，太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器相互配合，為潛水泵提供動(dòng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可降低二次污染的自循環(huán)生態(tài)浮床，其特征在于:所述的可滲透反應(yīng)墻，介質(zhì)配比(體積比)為:陶粒:鐵屑:焦炭:沸石:猛砂=3.5:1:2:1:1,介質(zhì)粒徑為3~5cm,介質(zhì)層厚為0.5 m,介質(zhì)孔隙率為0.36~0.40,填裝時(shí)盡量使各介質(zhì)混合均勻。
6.一種可降低二次污染的原位污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)制作可滲透反應(yīng)墻，介質(zhì)配比(體積比)為:陶粒:鐵屑:焦炭:沸石:錳砂=3.5:1:2:1:1 ;組裝塑料水箱，塑料水箱由可滲透反應(yīng)墻分隔成排水區(qū)和生態(tài)浮床凈化區(qū)；在排水區(qū)設(shè)置動(dòng)力系統(tǒng)； (2)將步驟(1)構(gòu)建的自循環(huán)生態(tài)浮床推入需治理水體，往塑料水箱灌水，在生態(tài)浮床凈化區(qū)放置生態(tài)浮床，接上虹吸管；并開(kāi)啟排水區(qū)的動(dòng)力系統(tǒng)； (3)生態(tài)浮床的浮床植物死亡腐敗或生物膜脫落后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)浮床下方的浮床區(qū)水體中，通過(guò)可滲透反應(yīng)墻過(guò)濾浮床區(qū)水體至排水區(qū)，再由排水區(qū)的動(dòng)力系統(tǒng)將凈化后的水排出系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可降低二次污染的原位污水處理方法，其特征在于，塑料水箱的水面距離需治理水體的河面高度為0.2~0.3m，進(jìn)出水流量為2.3~2.7m3/d，浮床區(qū)水力停留時(shí)間為5.4~5.9d，可滲透反應(yīng)墻停留時(shí)間為7.5~8.0h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可降低二次污染的原位污水處理方法，其特征在于，可滲透反應(yīng)墻內(nèi)的鐵屑，零價(jià)鐵在水中緩慢生成二價(jià)和三價(jià)鐵，與磷酸根反應(yīng)后生成磷酸鐵或羥基磷酸鐵沉淀。
【文檔編號(hào)】C02F3/32GK103601301SQ201310648124
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】饒磊, 錢(qián)進(jìn), 王沛芳, 任文暢 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)