[发明专利]一种混合充氧-微生物固定化的生物强化型人工浮岛

说明书

本发明公开了一种混合充氧‑微生物固定化的生物强化型人工浮岛，包括光伏水泵系统、水流上升系统、文丘里进气系统、上浮体和下浮体；其中，上浮体漂浮于水面；文丘里进气系统包括两端开口且纵向设置的文丘里管以及连通在文丘里管喉部的若干进气管，进气管的进气口位于水面之上；水流上升系统纵向贯穿浮体，其底部与文丘里管的上部直筒连接，文丘里管的下部直筒底部与光伏水泵的进水口连通，上浮体和下浮体中的植物对水质起到净化作用，并可通过生物膜有效降解水中氮、磷、有机物等污染物，浮体中的球状填料大大强化对污染物的吸附降解作用。本发明能够绿色低碳运行，可经济、高效、无电耗地原位改善浅水河流湖库水体水质、控制水体富营养化。

技术领域

本发明涉及一种混合充氧-微生物固定化的生物强化型人工浮岛，适合用于各类湖泊水库、景观水等水体。

背景技术

近年来，各类池塘，人工湖，人工河等景观水体已广泛应用于公园，住宅小区，酒店等地。景观水大多为静止或流动性差的封闭缓流水体，且一般水域面积相对小，所以水环境容量小、水体自净能力低。而景观水的水源有些采用自来水，使得水体中缺少一个整的生物链，从而自净能力极低。虽然有些景观水采用天然河道或湖泊引水，由于现在城市水源污染严重，氮磷含量偏高，使得水体从一开始就有很高的污染负荷，并不断富集。再加上雨水冲刷和浇灌水的渗透，会将植物中的各种氮、磷、碳、钾等营养物和肥料、农药以及树叶、枯草等“绿化废物”大量汇集到地势较低韵景观水中。此外管理不完善，还会使水体成为居民生活污水及垃圾的受纳体，从而导致水体不同程度的污染。严重时会引起水体富营养化，致使水中藻类大量繁殖，水体变黑变臭，严重影响周围的自然环境和居民的生活环境。

目前景观水体污染控制的方法有物理方法、化学方法、生物学方法和生态系统修复方法。物理方法有清淤换水、曝气增氧等。化学方法有投加石灰和硫酸铜等。生物学方法是向水中投加适量的微生物加速水中污染物的分解。以上方法耗费资金大，而且污染反复性高，没有从根本上治理景观水体污染。生态修复方法充分发挥生态系统自净能力和自我调节能力，其中用的最普遍的方法是人工浮岛技术一方面，表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物，使其成为植物的营养物质，通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进其生长，最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐；另一方面，浮岛通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用，减少浮游植物生长量，通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水华”发生，提高水体的透明度，其作用相对于前者更为明显，同时浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境。

申请号为201110006882.9的中国专利提到的双层人工浮岛介绍的上层种植挺水植物，下层种植沉水植物，对水体的氮磷吸收更好，稳固性好，植物种植率高。但该发明的不足是大多数时间，上层浮岛遮住下层植物的阳光，并且上层与下层的之间部分的空间全部浪费。

普通的生物载体吸附净化人工浮岛需要充足的氧气，而污染的水体中溶解氧含量较低，且现有的人工浮岛技术只能净化其周围的影响区域，而靠岸边的水域很难被净化。因此需要进一步的开发新型人工浮岛技术。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种混合充氧-微生物固定化的生物强化型人工浮岛，运用基于太阳能的电机驱动装置混合上下层水体，同时通过负压吸气的方法对被提升的底部水体在表层进行充氧，浮岛中的植物对水质起到净化作用，长时间处理过程中浮岛中的轻质填料会形成生物膜，对水中的有机和无机污染物有降解作用；浮体中的球状填料大大增加了对污染物的吸附作用，同时在球状填料上也会形成大量的生物膜，加强对污染物的吸附和生物降解，浮岛中的沉水植物会产生溶解氧与混合充氧系统吸入的溶解氧，加速生物膜对污染物的生物降解。整个浮岛实现了经济、高效、便捷地原位改善水体水质。

本发明采用如下技术方案来实现的：