富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)、相應(yīng)生態(tài)浮床及其生產(chǎn)方法和凈化水體方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)、生產(chǎn)方法及相應(yīng)生態(tài)浮床。現(xiàn)有技術(shù)治理富營養(yǎng)化水體，氮、磷等富營養(yǎng)元素不能真正去除。為此，本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)包括掛桿和兩個(gè)彈性螺旋繩體，兩個(gè)彈性螺旋繩體頂部彎曲成環(huán)扣，并通過該環(huán)扣懸持在掛桿上，兩個(gè)彈性螺旋繩體的螺旋軸線重合，并相對(duì)于過螺旋軸線的掛桿垂直平面對(duì)稱，彈性螺旋繩體上均勻密布柔性空心纖維。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的新介質(zhì)生產(chǎn)方法及生態(tài)浮床。本發(fā)明利用微生物固集氮、磷等富營養(yǎng)元素，轉(zhuǎn)化為富含氮、磷的生物肥，適用各種水體富營養(yǎng)化治理。
【專利說明】富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)、相應(yīng)生態(tài)淳床及其生產(chǎn)方法和 凈化水體方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)、相應(yīng)生態(tài)浮床及其生產(chǎn)方法和凈化水 體方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)點(diǎn)源及生活源排放的富含氨、磷污水已使我國地表水環(huán)境嚴(yán)熏 污染，富營養(yǎng)化的水域日漸增多，許多江湖河池等水體生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。復(fù)合型生態(tài) 浮床是在傳統(tǒng)浮床基礎(chǔ)上增加人工介質(zhì)單元，克服了傳統(tǒng)植物浮床生態(tài)系統(tǒng)單一的缺點(diǎn)， 近年來在湖泊富營養(yǎng)水體、農(nóng)業(yè)面源污染等水體修復(fù)中逐漸應(yīng)用。
[0003] 人工介質(zhì)作為復(fù)合型生態(tài)浮床構(gòu)建中重要的組成部分之一，人工介質(zhì)的選擇對(duì)復(fù) 合型生態(tài)浮床發(fā)揮水質(zhì)凈化效果起到了關(guān)鍵性的作用。目前報(bào)道的人工介質(zhì)主要有無機(jī)和 有機(jī)兩大類。無機(jī)類主要有沸石、沙子、陶粒、礦渣、蒙脫石等，但是其密度大，難以懸浮生 長，而且反沖洗需要的動(dòng)力消耗也大，限制了其應(yīng)用范圍；有機(jī)類主要有PVC、PE、PS、PP、各 類樹脂、塑料、纖維以及明膠等，因適用于懸浮生長，是構(gòu)建生態(tài)浮床中使用的主要介質(zhì)，但 在微生物掛膜量等方面存在不足，并且普遍存在用后不易處理、對(duì)環(huán)境易造成二次污染等 問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種富營養(yǎng)化水 體凈化新介質(zhì)、相應(yīng)生態(tài)浮床及其生產(chǎn)方法和凈化水體方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)包括Ω形掛鉤和兩個(gè)彈性螺 旋繩體，兩個(gè)彈性螺旋繩體頂部彎曲成環(huán)扣，并通過該環(huán)扣懸持在Ω形掛鉤上，兩個(gè)彈性 螺旋繩體的螺旋軸線重合，并相對(duì)于過螺旋軸線的Ω形掛鉤垂直平面對(duì)稱，彈性螺旋繩體 上均勻密布柔性空心纖維，形成彈性螺旋短毛繩。
[0006] 螺旋繩體、柔性空心纖維可選用各種熱塑彈性塑料，彈性螺旋繩體提供良好的彈 性，受水波動(dòng)蕩影響，可以不斷伸縮動(dòng)作，加強(qiáng)局部水循環(huán)，有效加強(qiáng)柔性空心纖維對(duì)有機(jī) 殘?jiān)奈健?br> [0007] 使用時(shí)，將上述Ω形掛鉤懸掛在組合浮床下部，Ω形掛鉤上的兩個(gè)彈性螺旋繩體 形成彈性雙螺旋結(jié)構(gòu)，柔性空心纖維入水即膨松如毛刺狀，比表面積大。同時(shí)，空心纖維可 以提供微量氧氣，為微生物提供很好的棲息場所，雙螺旋結(jié)構(gòu)的繩體之間可以形成生物膜， 加強(qiáng)吸附有機(jī)殘?jiān)男Ч?br> [0008] 彈性螺旋繩體上吸附的有機(jī)殘?jiān)拔⑸锶郝涿扛粢欢螘r(shí)間就會(huì)達(dá)到高峰，這時(shí) 由工作人員將彈性螺旋繩體取出，用手將彈性螺旋繩體吸附的有機(jī)殘?jiān)拔⑸锶郝涞雀?著物捋除，所得附著物可用作高檔生物有機(jī)肥。
[0009] 作為優(yōu)化，所述柔性空心纖維與多條縱向絲線編織成流蘇柔性帶，該流蘇柔性帶 纏繞、固定在彈性螺旋繩體上。柔性帶兩端系在或粘在或熱熔合在彈性螺旋繩體上。如此 設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)方便。
[0010] 作為優(yōu)化，其包括夾持刮板，該夾持刮板包括兩個(gè)刮桿，兩個(gè)刮桿一端鉸接，另一 端為柄部，兩個(gè)刮桿中部分別開有兩個(gè)半圓形缺口，半圓形缺口兩兩相對(duì)，形成兩個(gè)圓形刮 孔，兩個(gè)圓形刮孔的中心距等于彈性螺旋短毛繩螺旋半徑的兩倍，兩個(gè)刮桿可將彈性螺旋 短毛繩夾在半圓形缺口之間。如此設(shè)計(jì)，比手工桴除，省力方便。
[0011] 本發(fā)明前述富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)的生產(chǎn)方法，由下述步驟組成：
[0012] ①.加工彈性螺旋繩體：用熱塑塑料，通過擠出方式生產(chǎn)彈性長條，擠出的彈性 長條在尚未凝固時(shí)，纏繞在一個(gè)光滑圓柱上，并在光滑圓柱上冷卻定形，然后從光滑圓柱脫 除，然后裁成固定長度，并將其一端彎曲，熔接成環(huán)扣，形成彈性螺旋繩體；
[0013] ②.加工流蘇柔性帶：用熱塑塑料，通過拉絲工藝生產(chǎn)柔性空心纖維；以N根縱向 絲線和兩根縱向鋼絲線作經(jīng)線，其中N根縱向絲線均勻排布，兩縱向鋼絲線并攏，一同設(shè)置 在縱向絲線一側(cè)，距最近縱向絲線保持5?6cm間距，以柔性空心纖維為緯線，上織機(jī)編織， 編織完成后，將兩根縱向鋼絲線及二者之間柔性空心纖維撐開，并用刀伸入兩根縱向鋼絲 線之間，將二者之間的柔性空心纖維全部割斷，使柔性空心纖維呈流蘇狀，得流蘇柔性帶，N 為彡3的正整數(shù)；
[0014] ③.將流蘇柔性帶從織機(jī)上取下，使其從一個(gè)光滑的輥軸上跨過，該輥軸上方設(shè) 置一個(gè)熱壓輥，熱壓輥從流蘇柔性帶的編織部上滾過，將柔性空心纖維的根部熱壓在編織 部的縱向絲線上，得加固流蘇柔性帶；
[0015] ④.將加固流蘇柔性帶緊緊纏繞在彈性螺旋繩體上，將其兩端熱熔合在彈性螺旋 繩體上，形成彈性螺旋短毛繩；
[0016] ⑤.將彈性螺旋短毛繩兩兩配對(duì)，每對(duì)彈性螺旋短毛繩配備一個(gè)Ω形掛鉤，每個(gè) Ω形掛鉤兩端各掛一條彈性螺旋短毛繩。
[0017] 本生態(tài)浮床包括浮床和浮床上的水生植物，所述浮床下均勻固定有多個(gè)前述Ω 形掛鉤，每個(gè)Ω形掛鉤懸掛有兩個(gè)彈性螺旋短毛繩，形成多個(gè)富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)， 彈性螺旋短毛繩主體浸沒在浮床下方的水體內(nèi)。所述Ω形掛鉤插接或者焊接或者通過螺 紋連接安裝在浮床上，柔性空心纖維根部固定在彈性螺旋繩體上，浸沒在水中的柔性空心 纖維分散分布。
[0018] 普通生態(tài)浮床多采用陶粒、礫石、蛭石、麻繩物理吸附氮磷的人工介質(zhì)，很容易出 現(xiàn)飽和，達(dá)到飽和后，對(duì)氮磷吸附效果就會(huì)降低，甚至失效；同時(shí)用后不易處理，氮、磷等富 營養(yǎng)元素得不到真正的去除，易對(duì)環(huán)境造成二次污染。
[0019] 本生態(tài)浮床的彈性螺旋繩體及柔性空心纖維吸附有機(jī)殘碴，定期刮除并用作有機(jī) 月巴，從水體中徹底去除，從而到標(biāo)本兼治的效果。
[0020] 利用前述富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)凈化水體的方法，包括下述步驟：
[0021] ①.在待凈化水體上設(shè)置浮床，并在浮床底部懸掛多個(gè)前述Ω形掛鉤，并在每個(gè) Ω形掛鉤兩端分別懸掛一個(gè)彈性螺旋短毛繩，形成多個(gè)富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)，并使彈 性螺旋短毛繩浸沒在水中；
[0022] ②.攪動(dòng)待凈化水體底部污泥，使污泥中的有機(jī)殘?jiān)臀⑸锓浩?，并被彈性?旋繩體及其上的柔性空心纖維吸附；
[0023] ③.8-10天后，乘船將彈性螺旋短毛繩逐個(gè)取出，用前述夾持刮板，將有機(jī)殘?jiān)?落到船艙內(nèi)，然后將刮凈的彈性螺旋短毛繩重新安裝到浮床底部；
[0024] ④.檢測(cè)水體，如水體水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，重復(fù)第②、③步，如水質(zhì)達(dá)標(biāo)，凈化治理結(jié)束。
[0025] 本發(fā)明富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)、相應(yīng)生態(tài)浮床及其生產(chǎn)方法和凈化水體方法利 用微生物固集氮、磷等富營養(yǎng)元素，轉(zhuǎn)化為富含氮、磷的生物肥，不斷從水體中去除，真正、 徹底地減輕、消除富營養(yǎng)化，適用各種水體富營養(yǎng)化治理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)、相應(yīng)生態(tài)浮床及其生產(chǎn)方法和凈化 水體方法作進(jìn)一步說明：
[0027] 圖1是本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖（省略柔性空心纖維）；
[0028] 圖2是圖1中彈性螺旋短毛繩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3是在水中的彈性螺旋短毛繩的截面示意圖；
[0030] 圖4是利用夾持刮板刮除本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)上的有機(jī)殘?jiān)氖疽鈭D（省 略柔性空心纖維）；
[0031] 圖5是擠出的彈性長條在光滑圓柱上纏繞定形示意圖；
[0032] 圖6是柔性空心纖維、縱向絲線、縱向鋼絲線編織流蘇柔性帶示意圖；
[0033] 圖7是縱向鋼絲線撐開后，用刀割斷柔性空心纖維示意圖；
[0034] 圖8是切割好的流蘇柔性帶結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖9是利用熱壓輥加固切割好的流蘇柔性帶示意圖。
[0036] 圖中：1為Ω形掛鉤、2為彈性螺旋繩體、3為環(huán)扣、4為柔性空心纖維、5為縱向絲 線、6為刮桿、7為柄部、8為半圓形缺口、9為過螺旋軸線的Ω形掛鉤垂直平面、10為彈性長 條、11為光滑圓柱、12為縱向鋼絲線、13為刀、14為輥軸、15為熱壓輥、16為電加熱模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 實(shí)施方式一：如圖1-3所示，本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)包括Ω形掛鉤1和兩個(gè) 彈性螺旋繩體2,兩個(gè)彈性螺旋繩體2頂部彎曲成環(huán)扣3,并通過該環(huán)扣3懸持在Ω形掛鉤 1上，兩個(gè)彈性螺旋繩體2的螺旋軸線重合，并相對(duì)于過螺旋軸線的Ω形掛鉤1垂直平面9 對(duì)稱，彈性螺旋繩體2上均勻密布柔性空心纖維4,形成彈性螺旋短毛繩。
[0038] 所述柔性空心纖維4與多條縱向絲線5編織成流蘇柔性帶，該流蘇柔性帶纏繞、固 定在彈性螺旋繩體2上。
[0039] 如圖4所示，本富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)還包括一個(gè)或多個(gè)夾持刮板，該夾持刮 板包括兩個(gè)刮桿6,兩個(gè)刮桿6 -端鉸接，另一端為柄部7,兩個(gè)刮桿6中部分別開有兩個(gè)半 圓形缺口 8,半圓形缺口 8兩兩相對(duì)，形成兩個(gè)圓形刮孔，兩個(gè)圓形刮孔的中心距等于彈性 螺旋短毛繩螺旋半徑的兩倍，兩個(gè)刮桿6可將彈性螺旋短毛繩夾在半圓形缺口 8之間。
[0040] 本發(fā)明前述富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)的生產(chǎn)方法，包括下述步驟：
[0041] ①.加工彈性螺旋繩體：用熱塑塑料，通過擠出方式生產(chǎn)彈性長條，擠出的彈性長 條10在尚未凝固時(shí)，纏繞在一個(gè)光滑圓柱11上，并在光滑圓柱11上冷卻定形，如圖5所示。 然后從光滑圓柱11脫除，然后裁成固定長度，并將其一端彎曲，熔接成環(huán)扣，形成彈性螺旋 繩體2。
[0042] ②.加工流蘇柔性帶：用熱塑塑料，通過拉絲工藝生產(chǎn)柔性空心纖維4 ;以N根縱 向絲線5和兩根縱向鋼絲線12作經(jīng)線，其中N根縱向絲線5均勻排布，兩縱向鋼絲線12并 攏，一同設(shè)置在縱向絲線5 -側(cè)，距最近縱向絲線5保持5?6cm間距，以柔性空心纖維4 為緯線，上織機(jī)編織，編織完成后，將兩根縱向鋼絲線12及二者之間柔性空心纖維4撐開， 并用刀13伸入兩根縱向鋼絲線12之間，將二者之間的柔性空心纖維4全部割斷，如圖7所 示，使柔性空心纖維呈流蘇狀，得流蘇柔性帶，如圖8所示（N為> 3的正整數(shù)，圖6-9中N 取5)。
[0043] ③.將流蘇柔性帶從織機(jī)上取下，使其從一個(gè)光滑的輥軸14上跨過，該輥軸14上 方設(shè)置一個(gè)熱壓輥15,熱壓輥15從流蘇柔性帶的編織部上滾過，將柔性空心纖維4的根部 熱壓在編織部的縱向絲線5上，如圖9所示，得加固流蘇柔性帶。熱壓輥15呈圓筒形，其側(cè) 開口，并設(shè)有固定不動(dòng)的電加熱模塊16。
[0044] 輥軸14與熱壓輥15將流蘇柔性帶的編織部夾在中間，并對(duì)其進(jìn)行熱滾壓。
[0045] ④.將加固流蘇柔性帶緊緊纏繞在彈性螺旋繩體2上，將其兩端熱熔合在彈性螺 旋繩體2上，形成彈性螺旋短毛繩，如圖2所示。
[0046] ⑤.將彈性螺旋短毛繩兩兩配對(duì)，每對(duì)彈性螺旋短毛繩配備一個(gè)Ω形掛鉤，每個(gè) Ω形掛鉤1兩端各掛一條彈性螺旋短毛繩。
[0047] 利用前述富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)凈化水體的方法，由下述步驟組成：
[0048] ①.在待凈化水體上設(shè)置浮床，并在浮床底部懸掛多個(gè)前述Ω形掛鉤1，并在每 個(gè)Ω形掛鉤兩端分別懸掛一個(gè)彈性螺旋短毛繩，形成多個(gè)富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)，并使 彈性螺旋短毛繩浸沒在水中。浮床還可以種植水生植物。
[0049] ②.攪動(dòng)待凈化水體底部污泥，使污泥中的有機(jī)殘?jiān)臀⑸锓浩穑⒈粡椥月?旋繩體2及其上的柔性空心纖維4吸附；
[0050] ③.8-10天后，乘船將彈性螺旋短毛繩逐個(gè)取出，用前述夾持刮板，將有機(jī)殘?jiān)?落到船艙內(nèi)，然后將刮凈的彈性螺旋短毛繩重新安裝到浮床底部；
[0051] ④.檢測(cè)水體，如水體水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，重復(fù)第②、③步，如水質(zhì)達(dá)標(biāo)，凈化治理結(jié)束。
[0052] 實(shí)施方式二：本發(fā)明生態(tài)浮床包括浮床，其特征在于：所述浮床下均勻固定有多 個(gè)實(shí)施方式一所述Ω形掛鉤1，每個(gè)Ω形掛鉤1懸掛有兩個(gè)彈性螺旋繩體2,形成多個(gè)富 營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)，彈性螺旋短毛繩主體浸沒在浮床下方的水體內(nèi)，圖略。
【權(quán)利要求】
1. 一種富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)，其特征在于：包括Ω形掛鉤和兩個(gè)彈性螺旋繩體， 兩個(gè)彈性螺旋繩體頂部彎曲成環(huán)扣，并通過該環(huán)扣懸持在Ω形掛鉤上，兩個(gè)彈性螺旋繩體 的螺旋軸線重合，并相對(duì)于過螺旋軸線的Ω形掛鉤垂直平面對(duì)稱，彈性螺旋繩體上均勻密 布柔性空心纖維，形成彈性螺旋短毛繩。
2. 如權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)，其特征在于：所述柔性空心纖維與 多條縱向絲線編織成流蘇柔性帶，該流蘇柔性帶纏繞、固定在彈性螺旋繩體上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)，其特征在于：其包括夾持刮板， 該夾持刮板包括兩個(gè)刮桿，兩個(gè)刮桿一端鉸接，另一端為柄部，兩個(gè)刮桿中部分別開有兩個(gè) 半圓形缺口，半圓形缺口兩兩相對(duì)，形成兩個(gè)圓形刮孔，兩個(gè)圓形刮孔的中心距等于彈性螺 旋短毛繩螺旋半徑的兩倍，兩個(gè)刮桿可將彈性螺旋短毛繩夾在半圓形缺口之間。
4. 權(quán)利要求2所述富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)的生產(chǎn)方法，包括下述步驟： ① .加工彈性螺旋繩體：用熱塑塑料，通過擠出方式生產(chǎn)彈性長條，擠出的彈性長條在 尚未凝固時(shí)，纏繞在一個(gè)光滑圓柱上，并在光滑圓柱上冷卻定形，然后從光滑圓柱脫除，然 后裁成固定長度，并將其一端彎曲，熔接成環(huán)扣，形成彈性螺旋繩體； ② .加工流蘇柔性帶：用熱塑塑料，通過拉絲工藝生產(chǎn)柔性空心纖維；以Ν根縱向絲線 和兩根縱向鋼絲線作經(jīng)線，其中Ν根縱向絲線均勻排布，兩縱向鋼絲線并攏，一同設(shè)置在縱 向絲線一側(cè)，距最近縱向絲線保持5?6cm間距，以柔性空心纖維為緯線，上織機(jī)編織，編 織完成后，將兩根縱向鋼絲線及二者之間柔性空心纖維撐開，并用刀伸入兩根縱向鋼絲線 之間，將二者之間的柔性空心纖維全部割斷，使柔性空心纖維呈流蘇狀，得流蘇柔性帶，N為 彡3的正整數(shù)； ③ .加固流蘇柔性帶：將流蘇柔性帶從織機(jī)上取下，使其從一個(gè)光滑的輥軸上跨過，該 輥軸上方設(shè)置一個(gè)熱壓輥，熱壓輥從流蘇柔性帶的編織部上滾過，將柔性空心纖維的根部 熱壓在編織部的縱向絲線上，得加固流蘇柔性帶； ④ .將加固流蘇柔性帶緊緊纏繞在彈性螺旋繩體上，將其兩端熱熔合在彈性螺旋繩體 上，形成彈性螺旋短毛繩； ⑤ .將彈性螺旋短毛繩兩兩配對(duì)，每對(duì)彈性螺旋短毛繩配備一個(gè)Ω形掛鉤，每個(gè)Ω形 掛鉤兩端各掛一條彈性螺旋短毛繩。
5. -種生態(tài)浮床，包括浮床，其特征在于：所述浮床下均勻固定有多個(gè)權(quán)利要求1所 述Ω形掛鉤，每個(gè)Ω形掛鉤懸掛有兩個(gè)彈性螺旋短毛繩，形成多個(gè)富營養(yǎng)化水體凈化新介 質(zhì)，彈性螺旋短毛繩主體浸沒在浮床下方的水體內(nèi)。
6. 利用權(quán)利要求3所述富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)凈化水體的方法，由下述步驟組成： ① .在待凈化水體上設(shè)置浮床，并在浮床底部懸掛多個(gè)權(quán)利要求1所述Ω形掛鉤，并 在每個(gè)Ω形掛鉤兩端分別懸掛一個(gè)彈性螺旋短毛繩，形成多個(gè)富營養(yǎng)化水體凈化新介質(zhì)， 并使彈性螺旋短毛繩浸沒在水中； ② .攪動(dòng)待凈化水體底部污泥，使污泥中的有機(jī)殘?jiān)臀⑸锓浩?，并被彈性螺旋繩 體及其上的柔性空心纖維吸附； ③ .8-10天后，乘船將彈性螺旋短毛繩逐個(gè)取出，用權(quán)利要求3所述夾持刮板，將有機(jī) 殘?jiān)温涞酱搩?nèi)，然后將刮凈的彈性螺旋短毛繩重新安裝到浮床底部； ④ .檢測(cè)水體，如水體水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，重復(fù)第②、③步，如水質(zhì)達(dá)標(biāo)，凈化治理結(jié)束。
【文檔編號(hào)】C02F3/10GK104192992SQ201410491608
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】杜興華, 段登選, 許國晶, 張明磊, 劉飛 申請(qǐng)人:山東省淡水漁業(yè)研究院