一种水下生态地毯的制作方法

1.本实用新型涉及一种生态治理设备，尤其涉及河道湖泊的底泥治理的水下生态地毯，属于底泥治理领域。


背景技术：

2.河道底质不仅作为水体的储存库，还是植物、动物和微生物的栖息地以及营养素再循环中心。
3.底泥与上覆水之间的污染物交换情况复杂，不仅受到水下地形、底泥含水率、污染物含量和浓度等底泥本身物理化学性质的影响，也受到上覆水的水动力特性以及上覆水本身ph值、温度、污染物种类和浓度等上覆水的物理化学性质的影响，且污染物不仅会在底泥和上覆水之间互相交换，不同污染物之间由于外界条件的改变也会发生物理和化学反应，形成污染物之间的相互转移或转化。
4.在河道底部淤积大量有机污染物的情况下，通过与上覆水体的反复交换，不断向上释放高浓度污染，底泥即成为对水域污染贡献率较大的内源性污染源。
5.根据目前调研统计数据及行业工程实践经验，底泥对于非行洪河道的污染是导致水环境遭到破坏的主要原因，污染贡献率约占到60％以上。
6.底泥中的有机物含量一般为50％
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70％，在环境中会发生厌氧降解，极易腐败并产生恶臭。
7.针对以上污染成因及影响分析，我司自主研发了水下生态地毯这一对底泥中有机质的削减和含水率的降低有明显的作用效果的装置。


技术实现要素：

8.本实用新型是提供一种简易而有效的水下生态地毯。
9.本实用新型要解决的技术问题是：为了解决底泥中有机质含水率高、水下生态环境差；底泥上翻影响水质，施工繁琐等问题，针对以上问题研发出水下生态地毯。
10.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型水下生态地毯在模块内部布置的增氧主管道和生物制剂投加主管道，气体可以直接进入布置在生态毯底部的增氧及生物制剂投加支管对底泥及水体进行增氧；生物制剂在进入生物制剂投加主管道之后可以通过生物制剂连接通道进入到增氧及生物制剂投加管道对底泥进行治理，生物制剂能够降低底泥中有机质的含量，还能降低底泥的含水率，同时还能激活土著微生物的活性，丰富整个生态系统。
11.具体的，本实用新型的水下生态地毯可以通过多个模块拼接而成，每个模块包括高分子生态附着毯、增氧系统、加药系统以及设置在高分子生态附着毯两侧的固定架，固定架两端分别设置有模块插头、模块插空及模块固定块，模块与模块之间通过共用一侧固定架固定连接，或者在沿固定架的长度方向上是通过模块插头、模块插空及模块固定块配合固定；所述的高分子生态附着毯表面均匀设置有安装孔，用于安装仿生水下植物，所述的增
氧系统、加药系统设置在高分子生态附着毯下方。
12.进一步地，所述的增氧系统包括增氧主管道和支管，增氧主管道通过管道和岸边的风机连接，每个模块的增氧主管道从模块中部延伸，增氧主管道两侧均匀设置多个支管。
13.进一步地，岸边的风机通过管道对增氧主管道进行曝气充氧，模块内部设置的增氧主管道能够有效的降低气体泄漏的概率，能够保证气体充分的进入。
14.进一步地，所述的加药系统包括生物制剂投加主管道和分支管，生物制剂投加主管道通过管道和岸边的生物制剂储罐的加料泵连接，每个模块的生物制剂投加主管道从模块中部延伸，生物制剂投加主管道两侧均设置有多个分支管。
15.进一步地，水下生态地毯在模块的内部还设置有生物制剂投加主管道。生物制剂通过岸边的加料泵将生物制剂通过管道传输到生物制剂投加主管道，接着通过生物制剂连接通道进入到增氧及生物制剂投加支管。并且模块化的形式能够有效的降低生物制剂在传输过程中的泄露造成的浪费，能够保证生物制剂能够定点的定量的投入到底泥中。
16.进一步地，所述的加料泵为隔膜计量泵。
17.进一步的，所述的生物制剂包生物复合酶制剂和微生物菌类制剂。生物制剂能够有效的降低底泥中的有机质及含水率，同时还能激活土著微生物的活性，增加了现有底泥环境的微生物的种类及数量，有助于底泥微生态系统的重建。
18.进一步地，生物制剂投加主管道和增氧主管道并行设置在一起，通过管道架固定在模块中部，模块和模块之间对应管道架之处的连接是通过增氧管道插头与管道架端部的管道孔配合连接的。
19.进一步地，所述的高分子生态附着毯是用聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯或聚氨酯材料制成，高分子生态附着毯由两层构成，内部的骨架结构从两层之间穿过，并且其表面均匀的开有2cm*2cm的方孔形安装孔。高分子生态附着毯覆盖在底泥的上方还可以对底泥起到一定的覆盖作用，有效的防止底泥上翻将污染物扩散到水体中对水体造成污染。同时也使生物制剂能够完全的投入到底泥中，方便底泥的治理。
20.进一步地，所述的增氧系统也是通过模块的方式实现的，增氧主管道布置在模块中间，两个模块之间的增氧主管道连接通过增氧管道插头与对应的管道架上的增氧管道孔的配合来完成连接。避免了大量的管道连接，有效的降低了水下施工的难度，也减少了因管道连接不不严密而造成的气体泄漏。
21.进一步地，所述的加药系统也是通过模块的方式实现的，生物制剂投加主管道布置在模块中间，两个模块之间的生物制剂投加主管道连接通过生物制剂投加主管道与对应的管道架上的生物制剂投加主管道孔的配合来完成连接。
22.进一步地，所述的生物制剂投加主管道位于模块内部，位于增氧主管道的上方，生物制剂投加主管道和增氧主管道分别通过管道连接支管，加药系统和增氧系统共用支管。
23.进一步地，水下生态地毯采用模块化的形式，单个模块之间进行连接得到大面积的，模块与模块之间的面积可以根据河道及湖泊的现场情况而定，具有较大的可调整性。且模块化后的连接更加方便，直接将高分子生态附着毯对其进行插孔即可。
24.进一步地，模块的内部可以填充沙石等材料作为配重能够帮助固定底泥生态毯。模块化后底泥生态毯在河道里面更加稳固，不会随着河流的冲刷造成底泥生态毯位置的移动。
25.进一步地，水下生态地毯整体之间是模块化的。单独的模块拆卸方便，直接是模块抽插形式的，方便单个部位的检修及维护，如有出现问题的模块，则将备用的模块换上，可以快速使水下生态地毯恢复正常的工作。
26.进一步地，所述的风机可以为低压涡轮曝气风机，功率为2.2kw，风机风量为150m3/h，压力为440kpa，材质为铸铁。
27.进一步地，水下生态地毯还配置溶解氧(do)和氨氮在线监测装置，检测数据通过数据收发模块实时反馈到远程中控系统，并设置有plc控制系统根据设定的限值条件，自动调控增氧系统及加药系统。
28.本实用新型的水下生态地毯的上方有规律的进行仿生水下植物的布置。仿生水下植物的布置可以提供微生物附着的场所，利于微生物的生长繁殖，生物制剂的投加也能增加微生物的活性及种类，结合增氧系统的设置，水下生态地毯的布置有助于底泥及水体生态环境的修复，同时底泥及水体的治理也能达到保障。
29.本实用新型的有益效果为：
30.1.本实用新型的水下生态地毯采用模块化的方式，极大的降低了在水下安装水下生态地毯的难度。模块的内部可以填装沙石等进行配重，避免了再次对生态毯进行配重的耗材，避免水流冲击对水下生态地毯的位置造成变化。
31.2.本实用新型模块与模块之间的高分子生态附着毯的材料和设置可以根据河道及湖泊的实际情况进行面积的更改，不受具体的条框限制。高分子生态附着毯在连接模块之间的同时还可以对底泥起到一定的覆盖作用，避免了因增氧及水体冲刷使底泥中的污染物上翻到水体对水体造成污染。
32.3.本实用新型的水下生态地毯同时得益于模块化的组合，单个的水下生态地毯如出现问题可以对其拆卸进行检修与维护，同时将备用的模块更换上，能够保证水下生态地毯的正常工作。
33.4.本实用新型的水下生态地毯可以自动检测和控制，按自动程控运行方式进行设计，所有不同地方的生态毯等被控对象及过程控制参数在中央控制站内通过操作员站进行集中监控。值班人员能及时了解不同系统运行状态，对工艺运行参数、电气运行参数、设备运行信息等进行数据处理与监控，并通过打印机定期记录设备运行工况、水质等报表。一般情况下，系统中各设备按设定的程序自动工作。即使控制系统出现故障，设备也能手动运行。
34.5.本实用新型的水下生态地毯增氧系统及加药系统均设置在模块的内部，可以有效的避免气体及生物制剂在传输过程中不必要的浪费，增氧系统及加药系统也与模块结合在一起，模块拼接时也一同进行增氧系统及加药系统的拼接，拼接后把末端用密封塞或螺帽封上即可，且降低了维护的难度，防止了因卡箍等脱落造成的气体及生物制剂泄露的现象。
35.6.本实用新型的水下生态地毯对河道底泥的改造和水体的恢复有极大的作用和效果，一般污染程度使用2周以上就能够达到以下效果：有机质的去除率可达到约30％，对水体中cod的去除率可高达75％，氨氮去除率90％以上，总氮去除率55％以上。严重黑臭污水治理需要4周既能够达到上述效果。
附图说明：
36.图1是本实用新型的整体结构示意图。
37.图2是本实用新型的整体结构示意图。
38.图3是水下生态地毯详细部位示意图。
39.图4是水下生态地毯详细部位示意图。
具体实施方式
40.为了更好地了解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容来体现本实用新型的功能。但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
41.本实施例提供一种处理河道底泥的水下生态地毯，对于北京西五环某地区的污染河道流段进行治理，本流段水下生态地毯有3*10个模块拼接构成，各个模块拼接而成，每个模块包括高分子生态附着毯1、增氧系统、加药系统以及设置在高分子生态附着毯1两侧的固定架11，固定架11一端设置有模块插头2，另一端设置有模块插空9及模块固定块10，模块与模块之间通过共用一侧固定架11固定连接，或者在沿固定架11的长度方向上是通过模块插头2与模块插空9及模块固定块10配合固定；所述的高分子生态附着毯1表面均匀设置有安装孔12，用于安装仿生水下植物5，所述的增氧系统、加药系统设置在高分子生态附着毯1下方。
42.所述的增氧系统包括增氧主管道3和支管7，增氧主管道3通过管道和岸边的风机连接，每个模块的增氧主管道3从模块中部延伸，增氧主管道3两侧均匀设置3个支管7。岸边的风机通过管道对增氧主管道进行曝气充氧，模块内部设置的增氧主管道能够有效的降低气体泄漏的概率，能够保证气体充分的进入。
43.水下生态地毯在模块的内部还设置有生物制剂投加主管道4。生物制剂通过岸边的隔膜计量泵将储罐中的生物制剂通过管道传输到生物制剂投加主管道4，接着通过生物制剂连接通道进入到增氧及生物制剂投加支管。并且模块化的形式能够有效的降低生物制剂在传输过程中的泄露造成的浪费，能够保证生物制剂能够定点的定量的投入到底泥中。生物制剂投加主管道4和增氧主管道3并行设置在一起，通过管道架13固定在模块中部，模块和模块之间对应管道架13之处的连接是通过增氧管道插头6)与管道架13端部的管道孔配合连接的。
44.本实施例中所述的生物制剂为市场上购买的水处理生物复合酶制剂和微生物菌类制剂。包括纤维素酶、淀粉酶、植酸酶、酵母菌、霉菌、蓝藻菌等生物制剂能够有效的降低底泥中的有机质及含水率，同时还能激活土著微生物的活性，增加了现有底泥环境的微生物的种类及数量，有助于底泥微生态系统的重建。
45.本实施例中所述的高分子生态附着毯1是用聚丙烯材料制成，高分子生态附着毯1由两层构成，内部的骨架结构从两层之间穿过，并且其表面均匀的开有2cm*2cm的方孔形安装孔12。高分子生态附着毯覆盖在底泥的上方还可以对底泥起到一定的覆盖作用，有效的防止底泥上翻将污染物扩散到水体中对水体造成污染。同时也使生物制剂能够完全的投入到底泥中，方便底泥的治理。放置完毕后再两层之间填充小石子压住，避免水流冲击下移位。
46.本实施例中的增氧系统和加药系统也是通过模块的方式实现的，增氧主管道3布
置在模块中间，两个模块之间的增氧主管道3连接通过增氧管道插头6与对应的管道架13上的增氧管道孔的配合来完成连接。避免了大量的管道连接，有效的降低了水下施工的难度，也减少了因管道连接不不严密而造成的气体泄漏。生物制剂投加主管道4布置在模块中间，两个模块之间的生物制剂投加主管道(4)连接通过生物制剂投加主管道(4)与对应的管道架(13)上的生物制剂投加主管道孔的配合来完成连接。所述的生物制剂投加主管道(4)位于模块内部，位于增氧主管道(3)的上方，生物制剂投加主管道(4)和增氧主管道(3)分别通过管道连接支管(7)，加药系统和增氧系统共用支管(7)。
47.模块化安装后直接将高分子生态附着毯对其进行插孔即可。
48.本实施例采用的风机可以为铸铁低压涡轮曝气风机，功率为2.2kw，风机风量为150m3/h，压力为440kpa。
49.在另一个实施例中，水下生态地毯还配置溶解氧do和氨氮在线监测装置，检测数据通过数据收发模块实时反馈到远程中控系统，并设置有plc控制系统根据设定的限值条件，自动调控增氧系统及加药系统，对底泥生态毯采用plc控制，按自动程控运行方式进行设计，所有被控对象及过程控制参数在中央控制站内通过操作员站进行集中监控。值班人员能及时了解系统运行状态，对工艺运行参数、电气运行参数、设备运行信息等进行数据处理与监控，并通过打印机定期记录设备运行工况、水质等报表。一般情况下，系统中各设备按设定的程序自动工作。即使控制系统出现故障，设备也能手动运行。
50.在另一个实施例中，还可以使用电脑端或手机app端可实现对设备的启动、停止操作(需工程师站设置权限)，工艺系统实时动态显示、数据分析、数据查询、设备及数据异常报警显示、视频监控等。
51.本实施例的水下生态地毯可以用于治理河道及湖泊下方的底泥，通过增氧装置对底泥及上方水体补充溶解氧，保证微生物及水生动植物可以正常的生长繁殖；生物制剂可以激活土著微生物的活性，增加微生物的种类和数量，有助于生态系统的重建；还可以降低底泥中的有机质的含量及含水率。高分子生态附着毯同时也可以为水生动植物提供栖息及繁殖的场所。综合考量，底泥生态毯可以解决底泥有机质及含水率含量高，底泥污染及水质较差，微生态环境差等问题。
52.本实施例除污染流段经过10天的处理，检测结果显示有机质的去除率达到29.3％，对水体中cod的去除率达约76.8％，氨氮去除率高达90.2％，总氮去除率约57.0％。可见，通过本实用新型的水下生态地毯能够快速地对污染河道水体进行处理，并且不添加化学物质，完全做到了仿生态处理的效果，重建了河道的生态环境。
53.最后需要指出的是，以上所述的实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实实用新型各实施例技术方案的精神和范围。