[发明专利]一种组合式人造水草设施净化水质的装置

说明书

技术领域

本发明属于人造水草技术领域，涉及一种用于河道水质净化的人工仿真水草，对河流、湖泊等具有良好的水质净化效果。

背景技术

随着经济社会的发展，大量未经有效处理的生活污水、工业废水及农业用水排入自然水体。自然水体供氧不足，污染物厌氧分解，加之水体流动性差，导致水体出现黑臭现象，严重影响生态环境。因此，以改善河道水环境质量、恢复水生态原状、提高水体自净能力为目的的河道原位修复技术得到了越来越多的重视。

河道原位修复技术在原有河道基础上，在河道中加入一定的载体，利用载体及上面的生物群落对污水中的污染物起到净化作用。原位修复技术主要分为物理技术、化学技术和生物技术，其中生物技术具有自然高效、简单灵活等优势，在国内外得以广泛应用。

人造水草技术利用耐污染、具有一定弹性的人工材料，仿照水生植物设计成具有较大比表面积的新型仿生载体，通过微生物系统自身的演替，在载体表面形成从菌类、藻类到原生动物、后生动物的多样微生物生态系统，实现治理系统的高效性与稳定性。由于人造水草表面有大量的微生物物种和完善的食物网，使得其微生物群落对有机污染物的代谢效率远高于其他技术，从而得以广泛应用。

现有技术中，如CN104496038A的一种组合式多功能人造水草，由功能化浮子、人造水草本体、固定系统和功能化重坠构成，利用水体的自然充氧状态进行人造水草的挂膜，并治理受污染水体，此技术无法满足水体较高的需氧量，挂膜及治理河道水质过程缓慢。 CN205204917U的一种复合型活性炭纤维人造水草充氧曝气装置，包括人造水草、支架、曝气管等，此技术在河道中布置大量的支架，工程量大，耗时长，且不易移动。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，实现快速挂膜，高效处理污染水体，同时利用曝气装置缓解河道底泥的厌氧黑臭问题。此装置操作简单，移动方便，可回收利用，具有一定的实践应用价值。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

1.本发明组合式人工水草装置，它由浮子、人造水草、固定系统、重物锚、曝气系统组成。浮子与人造水草的顶端连接固定，人造水草的下端与固定系统上端相连，固定系统下端与重物锚连接，曝气管与固定系统的外围固定相连，曝气管的气体由曝气机提供。

1)所述浮子由泡沫陶瓷外壳和塑料内芯组成，塑料内芯置于外壳内，泡沫陶瓷掺杂有光催化剂TiO₂。

2)所述人造水草由中间绳和水率填料构成，水率填料均匀地固定在中间绳上。

3)所述的固定系统包括不锈钢底盘和底盘上的固定圆环，人造水草底端连接固定圆环，重物锚与圆心处的固定圆环相接。

4)所述曝气管的材质为橡胶，通过绳子固定在不锈钢底盘外围。

5)所述重物锚的材质为混凝土。

2.根据权利要求1所述的固定系统，包括不锈钢底盘和底盘上的固定圆环。不锈钢底盘外围是直径为80cm圆，内部结构为“三横三竖”的井型，其中有一横一竖经过圆心，且相互垂直。内部结构的“横”、“竖”各相互平行，相邻间隔为20cm。此不锈钢底盘共有21个交叉点，在交叉点处各配置一个固定圆环。其中，圆心处上下各有一个固定圆环，上环用于放置时穿绳用，下环与重物锚连接，故不锈钢底盘上共有22个固定圆环。

3.根据权利要求1所述的人造水草，人造水草为圆柱形，水率填料的直径为15cm，长度根据河道的深浅变化，使得所述人造水草的顶部没入水面下5-20cm，保证不影响水面上船只的正常行驶。人造水草的底部分别固定在各个固定圆环上，保持同圆上相邻人工水草间距为 15cm左右。

4.根据权利要求1所述的曝气系统包括曝气管及曝气机，曝气管采用微孔爆气，微孔直径为0.02μm。河道的深浅决定了曝气机的供气量，一般河道深度2.0m＜h＜5.0m，曝气机的供气量为30W/h；1.0m≤h≤2.0m，曝气机的供气量为15W/h。

5.根据权利要求1所述的组合式人造水草装置，可用于水流流速不大于0.3m/s的水体，水深1.0m-5.0m的河道、湖泊、池塘等。

6.根据权利要求1所述的组合式人造水草装置，根据污染源所处位置及水流方向进行布点。在污染源的上游附近布置少量点，在污染源下游接近污染源附近布点密度大，下游离污染源较远的地方布点密度较小。