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1、(10)申请公布号 CN 103663712 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103663712 A (21)申请号 201310685444.9 (22)申请日 2013.12.16 C02F 3/32(2006.01) C02F 3/34(2006.01) C02F 3/30(2006.01) (71)申请人 重庆大学 地址 400030 重庆市沙坪坝区沙正街 174 号 (72)发明人 叶姜瑜 陈刚才 程士兵 汪泳 李媛 (74)专利代理机构 重庆华科专利事务所 50123 代理人 康海燕 (54) 发明名称 一种用于黑臭河流净化的立体浮床及构筑方 法 (57) 摘要。
2、 一种用于黑臭河流净化的立体浮床及构筑方 法， 其是将 PVC 管及聚乙烯网组成的围栏， 从上 到下分上层浮水植物生长区， 中层人工介质区及 下层人工介质区 ； 上层种植根系较发达的水生植 物 ； 中层利用粗糙表面的挂片形成生物膜， 与上 层植物的根区作用联合作用， 利用植物产生的氧 气对有机物进行分解 ； 下层悬挂悬浮填料网， 根 据黑臭河流不同的形成原因填充经人工挂膜已附 着经驯化对污染物质有强耐受性和降解能力的厌 氧菌。本发明的优点有 ： 浮床的制作方法简单方 便， 成本较低， 对污染物负荷高的黑臭河流有强化 治理的效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图。
3、 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103663712 A CN 103663712 A 1/1 页 2 1. 一种用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 所述立体浮床为围栏结构， 分为 上、 中、 下三层， 分别为上层浮水植物生长区， 中层人工介质区和下层人工介质区 ； 上层浮水 植物生长区种植根系较发达的水生植物 ； 中层人工介质区是利用粗糙表面的盘式填料形成 生物膜 ； 下层人工介质区填充经人工挂膜已附着厌氧氨氧化菌的填料。 2. 根据权利要求 1 所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 。
4、其特征在于 ： 所述围栏是通 过绳索连接 PVC 管形成矩形框， 在矩形框的上端、 下端和中间用网状隔片平面隔开， 形成的 一个具有三层网面的结构。 3. 根据权利要求 2 所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 中层人工介质 区的生物膜形成是在上层网面下部悬挂一定数量的盘式填料而获得。 4. 根据权利要求 3 所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 所述中层人工 介质区的盘状填料是按照设计密度插在海绵基质上， 所述海绵基质是用绳索固定在上层和 中间层网状隔片之间。 5. 根据权利要求 4 所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 所述上层的水 生植物是种植于。
5、于海绵基质中， 利用植物的根部输氧， 达到对盘状填料上生物膜提供氧气。 6. 根据权利要求 1-5 之任一项所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 下 层人工介质区选择用悬浮填料填充的悬浮填料网形成球式悬浮填料， 挂钩在下层人工介质 区内。 7. 根据权利要求 6 所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 使用驯化出的 对油脂类废水、 医药废水、 高氨氮废水或高盐分废水具有强适应性及降解能力的微生物菌 剂对下层介质进行挂膜， 对不同污染源导致的河流黑臭有针对性地使用不同挂膜微生物。 8. 根据权利要求 1-5 之任一项所述的用于黑臭河流净化的立体浮床， 其特征在于 ： 所。
6、 述网状隔片为聚乙烯网。 9. 权利要求 1-8 任一项所述的用于黑臭河流净化的立体浮床的构筑方法， 其特征在于 步骤如下 ： （1） 用绳索依次穿过四根 PVC 管， 将 PVC 管串起组成矩形框 ； （2） 用网状隔片在矩形框的上端、 下端和中间平面隔开， 形成上、 中、 下三个矩形网面， 网面保持适当松弛， 程度可视水深及浮水植物种类确定 ； （3） 用绳索将海绵基质固定在浮床上层与中层隔片之间， 在海绵基质上按照设计密度 插入盘状填料， 具体长度可视水深及工程要求决定 ； （4） 将水生植物种植于海绵基质中， 利用植物的根部输氧， 达到对盘状填料上生物膜提 供氧气的作用 ； （5） 将。
7、使用针对不同原因造成的黑臭河流有强降解功能的厌氧菌进行挂膜后的悬浮填 料装入悬浮填料网中， 用挂钩球式悬浮填料固定于下层人工介质区内， 在浮床使用阶段定 时对下层介质上附着的生物膜进行监测， 并及时对悬浮填料进行再挂膜， 保持稳定的污染 物去除效果。 权 利 要 求 书 CN 103663712 A 2 1/3 页 3 一种用于黑臭河流净化的立体浮床及构筑方法 技术领域 0001 本发明涉及一种对黑臭河流进行净化处理的方法， 特别涉及一种用于净化黑臭河 流的立体浮床的构筑方法。 背景技术 0002 随着社会生产的发展， 世界各国的河流水质都面临着来自工业、 农业、 生活等方面 的不同程度的污染。
8、。河流污染是当前日益受到关注的环境问题之一， 由于水体中存在大量 污染物， 使水体中溶解氧浓度降低甚至为零， 导致河水黑臭， 鱼虾绝迹。污染的河流不仅失 去了资源功能和使用价值， 而且严重破坏周围的环境景观， 甚至危害到河流居民的健康。 目 前我国七大江河流域都已经受到不同程度的污染， 特别是在全国 138 个城市河段中， 流经 繁华区域的绝大部分也受到不同程度的污染， 其中低于国家 地面水环境质量标准 中 V 类水体的占 38 %。 0003 如何尽快解决城市河流的黑臭问题已成为城市环境工作的当务之急。 随着社会经 济的不断发展和城市人口的不断增长， 在全球范围内， 城市水体污染问题正得到越。
9、来越广 泛的关注。 在我国的大多数城市中， 水体的污染状况相当严重， 大部分城市河道常年处于黑 臭状态。 0004 目前在黑臭河道治理中主要有 ：（1） 物理法， 如引水冲污、 底泥清淤、 机械充氧等。 （2） 化学方法， 如加入化学药剂等。 （3） 生物方法， 如种植水生植物， 投加微生物菌剂等。物 理方法和化学方法都存在投资高， 容易产生二次污染， 且对水体生态环境影响大的特点。 因 此使用生物方法对黑臭河道进行治理已经成为发展的趋势。 0005 现有的利用浮床净化污染水体的方法较多。如李先宁等设计的立体型生态浮床， 该浮床利用水生植物、 水生动物和人工介质进行水质净化， 但其缺点在于结构。
10、复杂， 制作困 难。另外， 从其他技术大多数采用人工方式将水生植物种植于聚苯乙烯泡沫板或木材制作 的框架， 利用植物根部的吸收和吸附作用， 去除污染水体中的 N、 P 等污染物质。也有在浮床 中加入人工填料， 利用生物膜净化污染水体。但是， 黑臭河流中的溶解氧极低， 现有浮床在 使用时人工填料上容易附着生长致黑或致臭的厌氧微生物， 达不到净化水质的作用。 发明内容 0006 本发明的目的就在于克服上述缺陷， 提供一种适用于黑臭河流水质净化的立体浮 床。 0007 本发明的技术方案如下 ： 一种用于黑臭河流净化的立体浮床， 所述立体浮床为围栏结构， 分为上、 中、 下三层， 分 别为上层浮水植物。
11、生长区， 中层人工介质区及下层人工介质区 ； 上层浮水植物生长区种植 根系较发达的水生植物 ； 中层人工介质区是利用盘式填料形成生物膜 ； 下层人工介质区填 充经人工挂膜已附着厌氧氨氧化菌的填料。 0008 具体地， 所述围栏采用 PVC 管和连接它们的绳索形成矩形框， 在矩形框的上端、 下 说 明 书 CN 103663712 A 3 2/3 页 4 端和中间用网状隔片平面隔开， 形成的一个具有三层网面的结构。 0009 进一步， 中层人工介质区的生物膜形成是在上层网面下部悬挂一定数量的盘式填 料的获得。 0010 较优地， 中层人工介质区的盘状填料是按照设计密度插在海绵基质上， 所述海绵 。
12、基质是用绳索固定在上层和中间层网状隔片之间。 0011 更进一步， 所述上层的水生植物是种植于于海绵基质中， 利用植物的根部输氧， 达 到对盘状填料上生物膜提供氧气作用， 利用水生植物的根部形成的好氧区使中层人工介质 选择性生成以好氧微生物为主的生物膜， 对黑臭河流中的有机物等污染物质进行分解。 0012 进一步， 下层人工介质区选择用悬浮填料填充的悬浮填料网形成球式悬浮填料， 挂钩在下层人工介质区内。 0013 优选地， 使用驯化出的对油脂类废水、 医药废水、 高氨氮废水或高盐分废水具有强 适应性及降解能力的微生物菌剂对下层介质进行挂膜， 对不同污染源导致的河流黑臭有针 对性地使用不同挂膜微。
13、生物。即下层填充经人工挂膜已附着不同厌氧菌的填料， 强化厌氧 环境中对不同污染物质的去除效果。 0014 本发明进一步提出一种用于黑臭河流净化的立体浮床的构筑方法， 其步骤如下 ： （1） 用绳索依次穿过四根 PVC 管， 将 PVC 管串起组成矩形框 ； （2） 用网状隔片在矩形框的上端、 下端和中间平面隔开， 形成上、 中、 下三个矩形网面， 网面保持适当松弛， 程度可视水深及浮水植物种类确定 ； （3） 用绳索将海绵基质固定在浮床上层与中层隔片之间， 在海绵基质上按照设计密度 插入盘状填料， 具体长度可视水深及工程要求决定 ； （4） 将水生植物种植于海绵基质中， 利用植物的根部输氧， 。
14、达到对盘状填料上生物膜进 行自然复氧提供氧气的作用 ； （5） 将使用针对不同原因造成的黑臭河流有强降解功能的厌氧菌进行挂膜后的悬浮填 料装入悬浮填料网中， 用挂钩球式悬浮填料固定于下层人工介质区内， 在浮床使用阶段定 时对下层介质上附着的生物膜进行监测， 并及时对悬浮填料进行再挂膜， 保持稳定的污染 物去除效果。 0015 本发明的优点如下 ： 本发明采用三层结构， 上层种植根系较发达的水生植物， 中层利用生物膜与上层植物 的根区作用联合作用， 利用植物产生的氧气对有机物进行分解， 下层悬挂尼龙网， 根据黑臭 河流不同的形成原因填充经人工挂膜已附着经驯化对污染物质有强耐受性和降解能力的 厌氧。
15、菌。立体浮床可以通过绳子的收放改变其在河道中的位置， 利用植物的吸收及填料上 挂膜微生物的吸附降解作用去除水体中的氮、 磷、 颗粒物以及有机物， 从而达到净化水体， 消除水体黑臭的作用。 本发明浮床的制作方法简单方便， 成本较低， 能快速降解水体中的污 染物， 消除河道黑臭， 恢复水体生态功能， 对污染物负荷高的黑臭河流有强化治理的效果。 附图说明 0016 图 1 是立体浮床的结构示意图。 0017 其中 ： 1.PVC 管 ； 2. 网状隔片 ； 3. 水生植物 ； 4. 绳索 ； 5. 海绵基质 ； 6. 盘状填料 ； 7. 悬浮填料 ； 8. 悬浮填料网。 说 明 书 CN 10366。
16、3712 A 4 3/3 页 5 具体实施方式 0018 以下结合附图详细说明本发明的结构 ： 参见图 1， 本发明的立体浮床为围栏结构， 分为上、 中、 下三层 ； 上层种植根系较发达的 水生植物 3， 如芦苇、 荷花、 菖蒲、 香蒲等 ； 中层利用粗糙表面的挂片形成生物膜 ； 下层悬挂 尼龙网， 填充经人工挂膜已附着厌氧氨氧化菌的填料。上层人工介质采用盘状填料 6， 下层 人工介质为球式悬浮填料。 0019 具体地， 本发明的立体浮床围栏是通过绳索 4 连接 PVC 管 1 形成矩形框， 在矩形框 的上端、 下端和中间用聚乙烯材质的网状隔片 2 平面隔开， 形成的一个具有三层网面的结 构。。
17、 0020 中层人工介质区的盘状填料 6 是按照设计密度插在海绵基质 5 上， 所述海绵基质 5 是用绳索固定在上层和中间层网状隔片之间。 0021 上层的水生植物3是种植于于海绵基质5中， 利用植物的根部输氧， 达到对盘状填 料上生物膜提供氧气。 0022 下层人工介质区选择用悬浮填料 7 填充的悬浮填料网 8（尼龙网） 形成球式悬浮 填料， 挂钩在下层人工介质区内。下层人工介质采用人工挂膜的方式富集对污染物质有强 化降解的厌氧菌， 可定时对填料进行再挂膜， 保证污染物的去除效果。 球式悬浮填料使用挂 钩固定， 易于拆卸， 便于对填料进行重复挂膜以及在完成河流的阶段治理后进行重复利用。 可以。
18、采用现已分别驯化出的对油脂类废水、 医药废水、 高氨氮废水、 高盐分废水具有强适应 性及降解能力的微生物菌剂对下层介质进行挂膜， 对不同污染源导致的河流黑臭有针对性 地使用不同挂膜微生物。 0023 本发明由于采用由 PVC 管及聚乙烯网组成围栏， PVC 管可使网浮起并圈住浮水植 物不外流。悬浮填料及其上部的浮水植物可以与 PVC 管和聚乙烯网组成的围栏一起移动， 可根据水质和景观的需要共同改变它们在河道中的位置。利用浮水植物的根系形成好氧 区， 与中层人工介质上形成的好氧生物膜联合作用， 去除河流中污染物质。 当填料和植物影 响河道泄洪功能或者填料出现问题以及生物膜脱落时， 只需将围栏直接。
19、从河面抬起则填料 和植物就可一起运走。 0024 立体浮床的构筑方法是这样的 ： 首先用绳索4依次穿过四根PVC管1， 将管串起组成矩形框。 然后使用上、 中、 下三篇网 状隔片 2 将平面隔开， 形成三个矩形网面， 网面保持适当松弛， 程度可视水深及浮水植物种 类确定。然后使用绳索 4 将海绵基质 5 固定在网状隔片上， 在海绵基质上按照一定的设计 密度插入盘状填料6， 具体长度可视水深及工程要求决定。 将水生植物3的种子放置于海绵 基质中， 利用植物的根部输氧， 达到对盘状填料上生物膜进行自然复氧的作用。 最后将使用 针对不同原因造成的黑臭河流有强降解功能的厌氧菌进行挂膜后的悬浮填料 7 装入悬浮 填料网8， 并使用挂钩将其固定于浮床下层。 在浮床使用阶段定时对下层介质上附着的生物 膜进行监测， 并及时对悬浮填料进行再挂膜， 保持稳定的污染物去除效果。 说 明 书 CN 103663712 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103663712 A 6 。