人工凈水草的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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，同時又是戰(zhàn)略性資源，是一個國家綜合國力的有機(jī)組成部分，隨著我國經(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，全國的污廢水排放量快速增長，但水資源保護(hù)措施相對滯后，使水環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染。目前，我國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)成為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。
[0003]我國水環(huán)境問題主要表現(xiàn)在三個方面:其一，主要污染物排放量大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水體的自凈能力，使水環(huán)境質(zhì)量惡化。目前，我國城市污水排放量迅速增加，近年來，全國年增排水量高達(dá)24億m3，并以每年5.2 %的速度增長，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。河道整治項目引起河道流量及流量過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)輸時的二次污染，在市區(qū)選擇合適的淤泥堆場難度大等問題；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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明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]本發(fā)明的技術(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]本發(fā)明在應(yīng)用時將其固定在水中，草形的條狀載體漂浮在水中。經(jīng)過人工曝氣或跌水后富含氧的水流經(jīng)人工凈水草時，其凈化污水的結(jié)構(gòu)主要包括兩個部分: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]使用一段時間后，本發(fā)明的吸附作用會逐漸減弱，而其巨大的比表面積為大量的微生物提供生長空間，同時高的孔隙率使污水、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，由于人工凈水草固定袋的獨(dú)特設(shè)計，固定袋會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]本發(fā)明的有益效果為:
[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，通過分子間的共價鍵、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，而且停留時間變短，基建投資減少；填料的巨大的比表面積上生長著各種碳化菌、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)，在長期的浸泡和微生物膜的侵蝕下，不會溶出有毒有害物質(zhì)，不造成二次污染。
[0024]5、有利于脫氮、抑制藻類生長。
[0025]由于生長在多孔介質(zhì)載體填料上的微生物膜中好氧、厭氧和兼氧菌同時存在，具有很好的脫氮效果。經(jīng)過處理后的水，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。
[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]本發(fā)明有效地解決了傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題。通過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，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。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本發(fā)明的總體結(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是本發(fā)明的應(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)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(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I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I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I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)有對應(yīng)的栓連結(jié)構(gòu)6，可以對接在一起使本發(fā)明形成環(huán)形體，在水中構(gòu)成一簇簇的新形式。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
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任意一項所述的一種人工凈水草，其特征在于:所述固定袋設(shè)有對應(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)。
【專利摘要】本發(fā)明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。本發(fā)明有效地解決了傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題。通過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，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。
【IPC分類】C02F3/34, C02F3/30
【公開號】CN105198093
【申請?zhí)枴緾N201410256144
【發(fā)明人】朱向宏, 王曉娟, 郎海榮
【申請人】朱向宏
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月10日