[发明专利]一种分区脱氮的人工浮岛设计

说明书

本发明公开了一种分区脱氮的人工浮岛设计，其包括不锈钢骨架、碳素纤维填料、曝气系统、监测控制系统、加药系统、太阳能供电系统和聚乙烯浮筒；所述不锈钢骨架的四脚上焊接分层结构的作为药剂释放点和氧气释放点的不锈钢管；所述不锈钢骨架上布置有加药系统、监测控制系统、曝气系统和太阳能供电系统，所述不锈钢骨架下方悬挂碳素纤维填料，所述碳素纤维填料下方悬挂平衡锤，所述不锈钢骨架上还设置有加药、监测复合管和溶解氧、pH值监测管。本发明通过监测控制系统，及时调控水体环境，以为水中的微生物提供适宜的生存环境，在外加生物药剂的促进下，加速仿生水草上生物膜的形成，从而有效地对水中污染物进行脱除。

技术领域

本发明属于河流原位修复技术领域，具体涉及一种分区脱氮的人工浮岛设计。

背景技术

随着我国经济的发展，目前我国河道、湖泊等水环境质量下降严重，水资源恶化不仅破坏了水生态系统，而且对人类的生存影响巨大。目前河流、湖泊的污染主要有重金属污染、氮源污染、磷污染、有机质污染等，在外源污染得到控制后，仅靠河道湖泊的自身修复往往时间较长，因而人为控制下的河道修复技术就尤为重要。近年来，水处理等方面的专家致力于寻找有效的河流、湖泊原位修复技术，人工浮岛技术就是一种可很好地对污染水域治理的一项原位修复技术。目前大多数研究人员设计的人工浮岛并没有考虑河流湖泊自身污染的特性，因而设计的人工浮岛在实际应用中水质净化效果往往较差；此外，浮岛上种植的水生植物因季节性生长的缘故，对河流水质的净化将出现一段“空白期”，这都阻碍了人工浮岛的推广应用。

考虑到水生植物净化河道水质的缺陷，因而选用一种新的技术净化河道中的污染物是很有必要的。

碳素纤维填料，因其具有良好的生物亲和性和巨大的比表面积，故可为微生物提供良好的栖息地。对不同区的仿生生态草进行改性，在监测控制系统、曝气系统和加药系统辅助下，很短时间内该碳素纤维填料周围便可形成生物膜，通过生物膜系统内不同菌群的分布，实现对水中污染物的去除。

因此发明一种针对性强、水质净化好、运行成本低、受环境影响小的人工浮岛对我国目前河道、湖泊水质地改善非常有意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有人工浮岛对河流的净化受季节性影响的缺陷，提供一种针对河道湖泊氮源污染净化效率高的人工浮岛。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种分区脱氮的人工浮岛设计，其包括不锈钢骨架、碳素纤维填料、曝气系统、监测控制系统、加药系统、太阳能供电系统和聚乙烯浮筒；所述不锈钢骨架的四脚上焊接分层结构的作为药剂释放点和氧气释放点的不锈钢管；所述不锈钢骨架上布置有加药系统、监测控制系统、曝气系统和太阳能供电系统，所述不锈钢骨架下方悬挂碳素纤维填料，所述碳素纤维填料下方悬挂平衡锤，所述不锈钢骨架上还设置有加药、监测复合管和溶解氧、pH值监测管。

进一步地，所述不锈钢骨架的四周设置有挂耳，以连接浮筒。

进一步地，将人工浮岛分成硝化区和反硝化区，控制每个单体的硝化区的面积为反硝化区的面积的三倍。

进一步地，所述的碳素纤维填料，根据其布置的区域进行不同改性，对于在硝化区的碳素纤维填料进行微波改性并负载零价铁；对于在反硝化区的碳素纤维填料进行低温等离子改性。

进一步地，所述曝气系统、监测控制系统、加药系统和太阳能供电系统分布在所述不锈钢骨架上，各系统底座为不锈钢板，通过焊接或者螺丝进行加固。

进一步地，所述人工浮岛采用聚乙烯浮筒作为浮体，用链接环将不锈钢骨架与浮体相联。

进一步地，所述碳素纤维填料的布置间距为20~40cm，其中硝化区采用微波改性的碳素纤维填料并在纤维草表面负载零价铁，反硝化区采用低温等离子体改性的碳素纤维填料，所述碳素纤维填料的安装方式采用绳索悬挂式。