人工凈水草的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種人工凈水草，包括固定袋和與所述固定袋連接的條狀載體；所述固定袋內(nèi)填裝有多孔介質(zhì)載體；所述條狀載體包括漂浮層和復(fù)合在所述漂浮層上的附著層。本實(shí)用新型有效地解決了傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題。通過(guò)為微生物提供適宜的環(huán)境條件，恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)，提高水體的自凈能力，從而使污染物得到降解。由于其在技術(shù)、成本、效率、生態(tài)性能等方面的優(yōu)勢(shì)，人工凈水草必將在水環(huán)境保護(hù)、水體生態(tài)修復(fù)、以及生物膜法水處理等領(lǐng)域迅速獲得推廣。
【專利說(shuō)明】人工凈水草

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種水處理材料，具體是一種人工凈水草。

【背景技術(shù)】
[0002] 水資源是基礎(chǔ)自然資源，是生態(tài)環(huán)境的控制性因素之一，同時(shí)又是戰(zhàn)略性資源，是 一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的有機(jī)組成部分，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，人口不斷增加，特別是 城市人口急劇膨脹，全國(guó)的污廢水排放量快速增長(zhǎng)，但水資源保護(hù)措施相對(duì)滯后，使水環(huán)境 受到了嚴(yán)重的污染。目前，我國(guó)水資源問題十分突出，尤其是水資源短缺、水生態(tài)退化和水 環(huán)境污染等已經(jīng)成為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。
[0003] 我國(guó)水環(huán)境問題主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：其一，主要污染物排放量大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水體 的自凈能力，使水環(huán)境質(zhì)量惡化。目前，我國(guó)城市污水排放量迅速增加，近年來(lái)，全國(guó)年增 排水量高達(dá)24億m 3,并以每年5. 2 %的速度增長(zhǎng)，而城市污水處理達(dá)標(biāo)排放率不足12%， 未經(jīng)處理而直接排入自然水體的高達(dá)80% ;工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)不到50%，治理率不到70%。大 量的工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理直接排入水中、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥大量使用等，引起大 面積水體污染，造成水環(huán)境惡化，嚴(yán)重破壞了水環(huán)境的生態(tài)平衡，已經(jīng)產(chǎn)生了相當(dāng)嚴(yán)重的后 果。其二，生物多樣性嚴(yán)重受損，為改善城市河流污染造成的環(huán)境問題所進(jìn)行的一系列河道 綜合整治工作，包括河道清淤工程、引水防洪工程等等。河道整治項(xiàng)目引起河道流量及流量 過(guò)程的變化和輸送泥沙質(zhì)及量的變化，許多生物生息地環(huán)境改變甚至消失。其三，河流形態(tài) 多樣性遭到破壞，河道的渠道化和裁彎取直工程徹底改變了河流蜿蜒型的基本形態(tài)，急流、 緩流、彎道及淺灘相間的格局消失，而橫斷面上的幾何規(guī)范化，也改變了深潭、淺灘交錯(cuò)的 形式，水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能隨之發(fā)生變化，特別是生物群落的多樣性降低及引起生 態(tài)退化。
[0004] 通常水體治理采用包括截污、清淤和生態(tài)建設(shè)等方法。由于對(duì)污染源的攔截很難 做到百分之百，往往使整治好的河道又會(huì)重新被污染，而產(chǎn)生治理后水體污染又重現(xiàn)的問 題；水體的清淤過(guò)程中也存在著水體底泥清掏外運(yùn)極其困難，且有脫水、運(yùn)輸時(shí)的二次污 染，在市區(qū)選擇合適的淤泥堆場(chǎng)難度大等問題；人工濕地和生物浮床等水體的生態(tài)建設(shè)的 應(yīng)用又受到效率低、受季節(jié)影響和占地面積大等方面的問題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型提出一種人工凈水草，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的水體中凈水微生物生長(zhǎng) 載體不夠，治理后水體污染又重現(xiàn)，水體底泥清掏外運(yùn)困難，脫水、運(yùn)輸時(shí)的二次污染，以及 人工濕地和生物浮床等水體的生態(tài)建設(shè)的應(yīng)用又受到效率低、受季節(jié)影響和占地面積限制 的問題。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種人工凈水草，包括固定袋和與所述固定袋連接的條狀載體；所述固定袋內(nèi)填 裝有多孔介質(zhì)載體；所述條狀載體包括漂浮層和復(fù)合在所述漂浮層上的附著層。
[0008] 進(jìn)一步地，所述漂浮層為泡沫層。
[0009] 進(jìn)一步地，所述附著層為多孔高分子復(fù)合材料層。
[0010] 進(jìn)一步地，所述固定袋設(shè)有對(duì)應(yīng)的栓連結(jié)構(gòu)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述附著層復(fù)合在所述漂浮層的兩側(cè)。
[0012] 本實(shí)用新型在應(yīng)用時(shí)將其固定在水中，草形的條狀載體漂浮在水中。經(jīng)過(guò)人工曝 氣或跌水后富含氧的水流經(jīng)人工凈水草時(shí)，其凈化污水的結(jié)構(gòu)主要包括兩個(gè)部分：其一，條 狀載體三維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使污水、空氣和微生物膜得到充分摻混、接觸和交換，同時(shí)巨大的比 表面積和高的孔隙率將水中的有機(jī)污染物、溶解氧以及微生物富集在其表面上，為微生物 的生理活動(dòng)創(chuàng)造出非常適宜的環(huán)境條件，使污染物得到迅速的降解；其二，填裝有多孔介質(zhì) 載體的固定袋可依靠其本身的重力將人工凈水草固定在水體中，由具有空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的高 分子材料制成的固定袋可將懸浮物等雜質(zhì)攔截在外，避免了內(nèi)部多孔介質(zhì)載體堵塞。同時(shí) 可根據(jù)水質(zhì)的不同及相關(guān)要求，固定袋內(nèi)部可填裝不同作用及特性的多孔介質(zhì)載體填料， 多孔介質(zhì)載體強(qiáng)烈的吸附性能、離子交換性能、催化性能等性能可將大量的微生物、污染物 吸附在其表面上，可去除水中的濁度、色度、異味、有害的重金屬及有機(jī)污染物。
[0013] 使用一段時(shí)間后，本實(shí)用新型的吸附作用會(huì)逐漸減弱，而其巨大的比表面積為大 量的微生物提供生長(zhǎng)空間，同時(shí)高的孔隙率使污水、空氣和微生物膜得到充分混合、接觸， 利用微生物去除污染物質(zhì)的作用明顯增強(qiáng)，最終將污染物質(zhì)迅速分解。
[0014] 當(dāng)水流經(jīng)人工凈水草時(shí)，由于人工凈水草固定袋的獨(dú)特設(shè)計(jì)，固定袋會(huì)隨著水流 方向及水位的變化而發(fā)生形狀及容積的變化，可以將固定袋內(nèi)部的水吸進(jìn)或壓出，加強(qiáng)固 定袋內(nèi)外部水流的交換，使水中污染物與內(nèi)部多孔介質(zhì)載體充分摻混與接觸，提升水處理 能力與效果。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0016] 1、微生物膜生成、固著性能良好，廢水與微生物膜接觸效率高。
[0017] 在多孔介質(zhì)載體中引入大量活性和強(qiáng)極性基因，如氨基、輕基和環(huán)氧基等，通過(guò)分 子間的共價(jià)鍵、離子鍵等作用力，將大量的有益菌和酶制劑牢牢固定在載體上，同時(shí)利用多 孔介質(zhì)載體填料的強(qiáng)烈吸附性能將微生物吸附和固定在填料上，實(shí)現(xiàn)真正的固定化。構(gòu)建 適合不同微生物群落生長(zhǎng)繁殖的三維復(fù)合結(jié)構(gòu)，數(shù)百倍地放大廢水與微生物膜的接觸作 用；載體中大孔與微孔相結(jié)合，氣、液、固三相在孔隙中進(jìn)行高效傳質(zhì)，好氧、兼氧和厭氧狀 態(tài)同時(shí)存在，提高處理效率。
[0018] 2、比表面積大，孔隙率高。
[0019] 多孔介質(zhì)載體填料為微生物提供了最佳的生長(zhǎng)環(huán)境，高濃度的微生物量使處理設(shè) 施的溶劑負(fù)荷增大，不僅減少了處理設(shè)施的占地面積，而且停留時(shí)間變短，基建投資減少； 填料的巨大的比表面積上生長(zhǎng)著各種碳化菌、氨化菌和硝化菌組成的高活性微生物膜，具 有優(yōu)良的氧化降解和吸附水中污染物的功能。
[0020] 3、隨水流方向及水位的變化，加強(qiáng)水質(zhì)交換，提升處理效果。
[0021] 人工凈水草的固定袋隨著水流方向及水位的變化而發(fā)生形狀及容積的變化，可以 將固定袋內(nèi)部的水吸進(jìn)或壓出，加強(qiáng)固定袋內(nèi)外部水流的交換，使水中污染物與內(nèi)部填料 充分摻混與接觸，提升水處理能力與效果。
[0022] 4、化學(xué)及生物學(xué)的穩(wěn)定性強(qiáng)，不溶出有毒有害物質(zhì)，不造成二次污染。
[0023] 人工凈水草為高分子材料制成，具有耐腐蝕、耐生物作用、耐光照、耐低溫和耐老 化等性能，使用壽命可達(dá)10年；化學(xué)及生物學(xué)的穩(wěn)定性強(qiáng)，在長(zhǎng)期的浸泡和微生物膜的侵 蝕下，不會(huì)溶出有毒有害物質(zhì)，不造成二次污染。
[0024] 5、有利于脫氮、抑制藻類生長(zhǎng)。
[0025] 由于生長(zhǎng)在多孔介質(zhì)載體填料上的微生物膜中好氧、厭氧和兼氧菌同時(shí)存在，具 有很好的脫氮效果。經(jīng)過(guò)處理后的水，氨氮含量可以穩(wěn)定的保持在較低水平，可以有效地抑 制藻類生長(zhǎng)。
[0026] 6、外形美觀，賞心悅目。
[0027] 人工凈水草顏色可靈活設(shè)置，外形美觀。在水體治理中，該凈水草、清水和藍(lán)天將 組成一幅美麗的圖畫。
[0028] 本實(shí)用新型有效地解決了傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題。通過(guò)為微生物提供適宜的環(huán)境條 件，恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)，提高水體的自凈能力，從而使污染物得到降解。由于其在技術(shù)、成 本、效率、生態(tài)性能等方面的優(yōu)勢(shì)，人工凈水草必將在水環(huán)境保護(hù)、水體生態(tài)修復(fù)、以及生物 膜法水處理等領(lǐng)域迅速獲得推廣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2是圖1的A-A向剖視示意圖；
[0032] 圖3是圖2中B處的放大示意圖；
[0033] 圖4是本實(shí)用新型的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
[0034] 圖中：
[0035] 1、條狀載體；2、固定袋；3、多孔介質(zhì)載體；4、漂浮層；5、附著層；6、栓連結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037] 如圖1-4所示，本實(shí)施例中人工凈水草，包括固定袋2和與固定袋2連接的條狀載 體1，固定袋2由空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的材料制成；固定袋2內(nèi)填裝多孔介質(zhì)載體3 ;條狀載體1包 括漂浮層4和復(fù)合在漂浮層4上的附著層5。條狀載體1形似水草，與固定袋2及多孔介質(zhì) 載體3可吸附并固定水體中的微生物，如炭化菌、氨化菌、硝化菌等，形成微生物膜。
[0038] 本實(shí)施例中的多孔介質(zhì)載體3是具有凈化功能的填料。
[0039] 漂浮層4為泡沫層，也可采用其他輕質(zhì)材料制成，能保證條狀載體1在水中漂浮即 可。
[0040] 附著層5為多孔高分子復(fù)合材料層。附著層5復(fù)合在漂浮層4的兩側(cè)。
[0041] 固定袋2設(shè)有對(duì)應(yīng)的栓連結(jié)構(gòu)6,可以對(duì)接在一起使本實(shí)用新型形成環(huán)形體，在水 中構(gòu)成一簇簇的新形式。
[0042] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種人工凈水草，其特征在于：包括固定袋和與所述固定袋連接的條狀載體； 所述固定袋內(nèi)填裝有多孔介質(zhì)載體； 所述條狀載體包括漂浮層和復(fù)合在所述漂浮層上的附著層。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種人工凈水草，其特征在于：所述漂浮層為泡沫層。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種人工凈水草，其特征在于：所述附著層為多孔高分子復(fù)合 材料層。
4. 如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種人工凈水草，其特征在于：所述固定袋設(shè)有對(duì) 應(yīng)的栓連結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種人工凈水草，其特征在于：所述附著層復(fù)合在所述漂浮層 的兩側(cè)。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK204022571SQ201420306605
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】朱向宏, 王曉娟, 郎海榮 申請(qǐng)人:朱向宏