本實(shí)用新型屬于環(huán)境生態(tài)工程領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化水體生態(tài)凈化裝置。

背景技術(shù)：

近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活污水和工業(yè)污水的排放量越來越多，河流和湖泊受到不同程度的污染和破壞，水污染修復(fù)成為當(dāng)前亟待解決的問題。國(guó)務(wù)院2015年4月16日正式頒發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱“水十條”)，明確提出整治城市水體，要求到2020年，我國(guó)地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10％以內(nèi)，到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。

國(guó)內(nèi)外水污染處理技術(shù)繁多，但針對(duì)河流或湖泊主要有氧化塘、人工曝氣和人工生態(tài)浮床等技術(shù)。相比之下，人工生態(tài)浮床技術(shù)因不會(huì)產(chǎn)生二次污染，對(duì)水體的凈化效果好，而被廣泛采用。生態(tài)浮床是一種針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)學(xué)原理，通過浮床上種植的植物吸收水體中的氮、磷等污染物，并通過光合作用使其成為生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)植物根系為水體中的魚類提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加速水質(zhì)的凈化效率，它能使水體透明度大幅度提高，同時(shí)水質(zhì)也得到有效的改善，特別是對(duì)藻類有很好的抑制效果。

目前公開文獻(xiàn)查詢到的使用人工生態(tài)浮床凈化水質(zhì)的專利較多，如一種用于湖泊水體污染修復(fù)的生態(tài)浮床裝置(201510397364.2)，生態(tài)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(tài)浮床及凈化問道水體的方法(201510622977.1)，生態(tài)浮床包括漂浮框架、植物栽培基質(zhì)、彈性填料、水柱曝氣系統(tǒng)和微生物罐。

一種用于城市黑臭問道水質(zhì)強(qiáng)化凈化的三維立體式生態(tài)浮床(201510577900.7)，其結(jié)構(gòu)包括浮床結(jié)構(gòu)主體、生物填料以及生物石。

但是生態(tài)浮床還存在如下問題：

1.現(xiàn)有的生態(tài)浮床均專注于單個(gè)浮床，但對(duì)于河道與湖泊，流域面積大，需若干個(gè)體的生態(tài)浮床有機(jī)結(jié)合成一整體，而公開的文獻(xiàn)資料并未涉及。

2.生態(tài)浮床植物吸收和代謝過程實(shí)現(xiàn)污染水體中N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽的去除能力有限，需依靠復(fù)合微生物在充足氧時(shí)生物降解，但每個(gè)浮床都設(shè)置充氧、投

加菌劑系統(tǒng)，則造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種模塊化水體生態(tài)凈化裝置，可方便快捷的組合、便于安裝和存放，維護(hù)和更換浮床材料便捷，重復(fù)使用性好，且不造成二次污染。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

模塊化水體生態(tài)凈化裝置，包括一個(gè)物料輸入模塊單元和若干個(gè)水體凈化模塊單元組成；所述的水體凈化模塊單元中開設(shè)有用于種植水生植物的種植孔，且水體凈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(fēng)供氣裝置，分別用于向各水體凈化模塊單元中補(bǔ)充菌劑和空氣。

作為優(yōu)選，所述的水體凈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(shè)置有與物料輸入模塊相連的微孔曝氣管和菌劑投加擴(kuò)散管。

進(jìn)一步的，所述的緊固支架及浮框主體下底面上均設(shè)置多個(gè)固定支點(diǎn)，固定支點(diǎn)上垂直設(shè)置若干條固定繩，每條固定繩上串聯(lián)有若干個(gè)微生物固定載體。

進(jìn)一步的，所述的微孔曝氣管與菌劑投加擴(kuò)散管安裝在浮框主體下底面的固定支點(diǎn)上方，微孔曝氣管進(jìn)氣管與菌劑投加管進(jìn)料管分別固定在平行的兩條棱邊上。

進(jìn)一步的，所述的浮框主體由萬(wàn)能角鐵拼接成多面體結(jié)構(gòu)，不同的水體凈化模塊單元和物料輸入模塊單元相互拼接成實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，物料輸入模塊單元同時(shí)向多個(gè)水體凈化模塊單元補(bǔ)充空氣和菌劑。

進(jìn)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(jí)。

進(jìn)一步的，所述的浮板為聚乙稀空心板。

進(jìn)一步的，所述的菌劑投加擴(kuò)散管采用聚乙稀穿孔管。

作為優(yōu)選，所述的微生物固定載體為親水性聚氨脂或輕質(zhì)陶粒。

作為優(yōu)選，所述的能源輸入模塊單元包括電氣控制裝置、鼓風(fēng)機(jī)、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(kuò)散管相連，所述的鼓風(fēng)機(jī)與微孔曝氣管相通，所述的電氣控制裝置用于對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行中央控制。

本實(shí)用新型中水體凈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(shí)現(xiàn)微生物相的高密度化，同時(shí)可以減緩水流，對(duì)水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行截留、沉淀、吸附、過濾，提高處理效果。曝氣充氧促進(jìn)了植物根系和固定載體上微生物的生長(zhǎng)，進(jìn)一步促進(jìn)微生物系統(tǒng)和水生植物系統(tǒng)的協(xié)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(xì)菌的厭氧反硝化過程提供適當(dāng)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(kuò)散，增加周圍水體中及生長(zhǎng)基上的微生物含量，進(jìn)一步提高水體凈化效果。

本實(shí)用新型模塊化水體生態(tài)凈化方法與裝置集成了現(xiàn)有生態(tài)浮床的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于湖泊、河道污染源流入處，對(duì)流入湖泊河道的水源進(jìn)行預(yù)處理，并由能源補(bǔ)充模塊單元統(tǒng)一控制，形成局部的污染源控制處理設(shè)施，可對(duì)水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行截留、沉淀、吸附和過濾，凈化水體。

附圖說明

圖1為一種模塊化水體生態(tài)凈化裝置；

圖2為水體凈化模塊的剖面圖；

圖3為水體凈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：水體凈化模塊單元1、物料輸入模塊單元2、菌劑貯存投加裝置3、鼓風(fēng)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(kuò)散管11、微孔曝氣管12、進(jìn)氣管13、進(jìn)料管14、固定繩15和緊固支架16。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，本實(shí)用新型中各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)特征在沒有相互沖突的前提下，均可進(jìn)行相應(yīng)組合。

如圖1-3所示，一種模塊化水體生態(tài)凈化裝置，包括一個(gè)物料輸入模塊單元2和若干個(gè)水體凈化模塊單元1組成；所述的水體凈化模塊單元1中開設(shè)有用于種植水生植物6的種植孔，且水體凈化模塊單元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(fēng)供氣裝置4，分別用于向各水體凈化模塊單元1中補(bǔ)充菌劑和空氣。微生物固定載體10用于附著微生物，同時(shí)可以減緩水流，對(duì)水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行處理。多孔微生物載體采用垂掛或自然堆積。曝氣充氧促進(jìn)了植物根系和固定載體上微生物的生長(zhǎng)。

上述為本實(shí)用新型的基礎(chǔ)方案，進(jìn)一步的，水體凈化模塊單元1可采用如下方案：該單元包括浮框主體9，浮框主體9由萬(wàn)能角鐵拼接成多面體結(jié)構(gòu)，優(yōu)選材質(zhì)不銹鋼，優(yōu)選的呈六面體，尺寸為1m×1m×1m。不同的水體凈化模塊單元1和物料輸入模塊單元2相互拼接成實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，物料輸入模塊單元2同時(shí)向多個(gè)水體凈化模塊單元1補(bǔ)充空氣和菌劑，保證水體凈化模塊單元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(nèi)，浮板8上頂面中間設(shè)置不銹鋼萬(wàn)能角鐵壓緊，浮板8下底面的兩端用在浮框主體9的棱柱固定不銹鋼萬(wàn)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(yōu)選直徑Φ100mm，種植孔中鑲嵌種植籃7，種植籃7內(nèi)填充水生植物6種植基并種植水生植物6，水生植物6包括但不限美人蕉、菖蒲、蘆葦?shù)取８“?下方設(shè)有緊固支架16，緊固支架及浮框主體9下底面上均設(shè)置兩兩相應(yīng)的多對(duì)固定支點(diǎn)，每對(duì)固定支點(diǎn)上緊繃連接一條尼龍固定繩15，每條固定繩15上串聯(lián)有多個(gè)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(zhì)陶粒。

微生物固定載體10下部設(shè)置有與物料輸入模塊相連的微孔曝氣管12和菌劑投加擴(kuò)散管11。微孔曝氣管12與菌劑投加擴(kuò)散管11安裝在浮框主體9下底面的固定支點(diǎn)上方，且可分布平行布設(shè)多條，具體條數(shù)視實(shí)際情況而定。微孔曝氣管12的進(jìn)氣管13與菌劑投加擴(kuò)散管11的進(jìn)料管14分別固定在平行的兩條棱邊上，用于為微孔曝氣管12與菌劑投加擴(kuò)散管11提供進(jìn)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(jí)。菌劑投加擴(kuò)散管可采用聚乙稀穿孔管。

能源輸入模塊單元包括電氣控制裝置5、鼓風(fēng)機(jī)、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(kuò)散管11相連，所述的鼓風(fēng)機(jī)與微孔曝氣管12相通，可按需按時(shí)向水體補(bǔ)充氧氣或功能性的菌劑。電氣控制裝置5用于對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行中央控制。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例選用了一個(gè)漂浮的物料輸入模塊單元2與四個(gè)水體凈模塊單元1拼成一個(gè)“十”字形，物料輸入模塊單元2位于中心位置。物料輸入模塊單元2占地面積1m×1m，底板采用500mm×500mm×80mm聚乙稀浮板4塊與40mm×40mm×2mm的不銹鋼萬(wàn)能角鐵拼接而成，物料輸入模塊單元2安裝一個(gè)0.4KW的旋渦風(fēng)機(jī)、容量20L的菌劑加藥裝置及一個(gè)防水電氣控制箱，風(fēng)機(jī)輸出主管DN50的UPVC管，菌劑投加管直徑Φ10mmPE管。

4個(gè)水體凈化模塊單元1外形尺寸為1m×1m×1m，水體凈化單元1的浮框主體9采用1m長(zhǎng)的6支30mm×30mm×1.5mm的萬(wàn)能不銹鋼角鐵拼接而成，2塊尺寸1000mm×500mm×40mm的聚乙稀材質(zhì)浮板8，浮板8三個(gè)邊卡在角鐵內(nèi)，浮板上頂面中間設(shè)置了一支30mm×30mm×1.5mm不銹鋼萬(wàn)能角鐵壓緊，浮板8下底面的兩端用在浮框主體9的棱柱固定30mm×30mm×1.5mm不銹鋼萬(wàn)能角鐵緊固。浮板8共開孔直徑Φ100mm的種植孔16個(gè)，種植籃7采用鏤空的塑料盤，填充重質(zhì)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底面棱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(jìn)氣管采用DN50的UPVC管，空氣接口13為DN50的法蘭。菌劑投加管直徑Φ10mmPE管，采用快速卡箍接口。