一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床的制作方法

1.本发明涉及水生态技术领域，具体涉及一种可实现臭氧和曝气联合抑藻功能的新型生态浮床。


背景技术：

2.生态文明是工业文明之后人类文明发展的新阶段，它主张人类社会尊重自然、顺应自然、保护自然、合理利用自然，反对漠视自然、糟践自然、滥用自然和盲目干预自然，倡导人与自然和谐共处。在外源污染得到控制的情况下，水生态修复对改善河流水质，提高河道的生态系统功能具有重要作用。但如今，藻类的迅速繁殖而导致的环境问题，如水体的富营养化，引起了社会各界人士的关注，研究人员都在积极寻找控制藻类的方法途径。
3.富营养就是一种水体衰老的现象，就是指湖泊、水库及河流水体富集。富营养化水体一旦形成，过高浓度的氮、磷会超过水体的自净能力，表现在营养盐特别就是磷的含量增加促使水体中藻的种类及生物量的增加，这些水生生物成为水体的有机组成部分，在死后的腐烂过程中，营养元素又会释放水中，再次被生物利用，从而形成营养物质难以输出的循环过程。
4.富营养化造成水的透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用与氧气的释放，同时浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用，则可能造成局部溶解氧的过饱和。溶解氧过饱以及水中溶解氧少，都对水生动物（主要就是鱼类）有害，造成鱼类大量死亡。同时富营养化水中含有亚硝酸盐与硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病。水体富营养化，常导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏。
5.为此，我们提出一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床来解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，包括浮体、曝气系统、植物、活性炭系统以及控制系统。
8.优选地，所述的浮体包括轻质材料和外面包裹的硬质网罩组成，所述的浮体设置预留孔用于相关设备的安装与植物的生长，所述的浮体上方安装有霓虹灯管。
9.优选地，所述的轻质材料由陶粒等无机材料组成。
10.优选地，所述的硬质网罩由防锈钢丝制成，呈扁平圆柱状，所述的硬质网罩的网格孔小于无机材料的最小粒径；所述的硬质网罩的外侧设置固定接口，便于固定在水面上。
11.优选地，所述的曝气系统包括水泵、进水管和出水管。
12.优选地，所述的水泵安装在浮体的预留孔上；所述的进水管穿过浮体接至水体中；所述的出水管方向竖直向上，便于形成喷泉状水流；所述的水泵采用集中供电的方式，具体启闭数量由所述的控制系统而定；所述的进水管采用tpu高耐磨软管；所述的出水管采用upvc硬管。
13.优选地，所述的植物由菖蒲与其他植物组成，种植于所述的浮体中的预留孔中。
14.优选地，所述的其他植物包括芦苇、花叶芦竹、香蒲、营蒲、再力花、美人蕉、风车草、梭鱼草中的一种或多种。
15.优选地，所述的活性炭系统由活性炭投加器组成；所述的活性炭投加器优选采用小型活性炭投加器。
16.优选地，所述的控制系统由控制电路和溶解氧传感器组成；所述的控制电路根据溶解氧浓度决定曝气系统的水泵的开启数量。
17.优选地，所述的控制电路采用可编程逻辑控制器plc实现。
18.优选地，所述的溶解氧浓度采用溶解氧传感器实现。
19.该技术采用曝气联合臭氧的方式进行抑藻。曝气方式为连续曝气，曝气能够增加河道中的溶解氧，提高好氧微生物净化污染物的活力，从而实现抑藻的目的。所述活性炭系统可以通过吸附去除水体中的藻类，实现高效抑藻。此外，霓虹灯管和植物还具有景观效果。
20.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：1、成本低，该技术主要采用曝气增氧设备和活性炭投加器，材料易得廉价；2、无二次污染，曝气和绿菖蒲浮床均不会破坏原有生态，增加水体自净功能，具有一定景观效益；3、效果显著，不仅抑藻效果好，景观也显著；4、具有一定的经济效益，绿菖蒲后续可收割；5、根据水体现场情况可灵活构建，适用性强，并耦合其他水环境生态修复措施。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床中控蚊装置的结构示意图；图2为本发明提出的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床中浮体剖面图；图3为本发明提出的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床中机电剖面图；图4为本发明提出的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床中植物剖面图。
22.图中：1、浮体；2、曝气系统；3、植物；4、活性炭系统；5、控制系统；6、轻质材料；7、硬质网罩；8、预留孔；9、固定接口；10、水泵；11、进水管；12、出水管；13、菖蒲；15、活性炭投加器；16、控制电路；17、溶解氧传感器。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.参照图1
‑
图4，一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，包括浮体1、曝气系统2、植物3、活性炭系统4以及控制系统5。
25.选取某小区圆形封闭景观水池实施该工程，该水池直径为5000mm，水池水深为1000mm。
26.本发明中，浮体1外形呈现圆柱状，直径为3000mm，高为300mm，设置预留孔8。
27.本发明中，轻质材料6由生物陶粒组成，粒径为30~50mm。
28.本发明中，硬质网罩7由防锈钢丝制成，呈扁平圆柱状，硬质网罩7的网格孔为边长25mm的方形孔。硬质网罩7外侧设置固定接口9，用绳索固定在水面上。
29.本发明中，曝气系统2中的水泵10安装在预留孔8上，选型为bl
‑
007潜污泵，功率55w，进水管11穿过浮体1接至水体中，出水管12方向竖直向上，进水管11管径为18mm采用tpu高耐磨软管，出水管12管径为18mm采用upvc硬管。
30.本发明中，植物3由菖蒲13与其他植物组成，菖蒲13与其他植物的种植比例为1:1.5，种植密度均为6株/
㎡
。种植于浮体1中的预留孔8中。
31.优选地，其他植物包括芦苇、花叶芦竹、香蒲、营蒲、再力花、美人蕉、风车草、梭鱼草中的一种或多种。
32.本发明中，活性炭系统4由活性炭投加器15组成，活性炭投加器15优选采用小型活性炭投加器。
33.本发明中，控制系统5由控制电路16和溶解氧传感器17组成。控制电路16根据溶解氧浓度决定曝气系统2中的水泵10的开启数量。
34.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，包括浮体（1）、曝气系统（2）、植物（3）、活性炭系统（4）以及控制系统（5）。2.根据权利要求1所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的浮体（1）包括轻质材料（6）和外面包裹的硬质网罩（7）组成，所述的浮体（1）设置预留孔（8）用于相关设备的安装与植物（3）的生长，所述的浮体（1）上方安装有霓虹灯管（17）。3.根据权利要求2所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的轻质材料（6）由陶粒等无机材料组成。4.根据权利要求2所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的硬质网罩（7）由防锈钢丝制成，呈扁平圆柱状，所述的硬质网罩（7）的网格孔小于无机材料的最小粒径；所述的硬质网罩（7）的外侧设置固定接口（9），便于固定在水面上。5.根据权利要求1所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的曝气系统（2）包括水泵（10）、进水管（11）和出水管（12）。6.根据权利要求5所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的水泵（10）安装在浮体的预留孔（8）上；所述的进水管（11）穿过浮体（1）接至水体中；所述的出水管（12）方向竖直向上，便于形成喷泉状水流；所述的水泵（10）采用集中供电的方式，具体启闭数量由所述的控制系统（5）而定；所述的进水管（11）采用tpu高耐磨软管；所述的出水管（12）采用upvc硬管。7.根据权利要求1所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的植物（3）由菖蒲（13）与其他植物组成，种植于所述的浮体（1）中的预留孔（8）中。8.根据权利要求1所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的活性炭系统（4）由活性炭投加器（15）组成；所述的活性炭投加器（15）优选采用小型活性炭投加器。9.根据权利要求1所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的控制系统（5）由控制电路（16）和溶解氧传感器（17）组成；所述的控制电路（16）根据溶解氧浓度决定曝气系统（2）的水泵（10）的开启数量。10.根据权利要求9所述的一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，其特征在于，所述的溶解氧浓度采用溶解氧传感器（17）实现。

技术总结
本发明提出了一种耦合活性炭与曝气的抑藻式生物浮床，设置于城市水体中，包括浮体、曝气系统、植物、活性炭系统以及控制系统。其中，所述浮体为其他系统的放置载体，是整个装置浮力的提供者；所述曝气系统由曝气设备和相关管路组成；所述植物由菖蒲和其他植物组成；所述活性炭系统主要由活性炭投加器组成；所述控制系统主要由控制电路与溶解氧仪组成；所述曝气系统能够使得藻类迁移到水体下层，加速其死亡；所述活性炭系统可以通过吸附去除水体中的藻类，实现高效抑藻。与此同时，霓虹灯管本身也具有景观效果。本发明具有成本低、无二次污染、效果显著、具有一定的经济效益、根据水体现场情况可灵活构建等突出优势。情况可灵活构建等突出优势。情况可灵活构建等突出优势。


技术研发人员：李聪 杨玉龙 张仪萍 张可佳
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2021.10.08
技术公布日：2021/12/6