[發(fā)明專(zhuān)利]一種風(fēng)與光耦合的富氧納米基質(zhì)復(fù)合生態(tài)浮床

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310248096.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103359834A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 燕文明;劉凌;邢西剛;欒承梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F3/32
• 分類(lèi)號(hào): C02F3/32;C02F3/30
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀(jì)昌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自然清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)與光耦合的富氧納米基質(zhì)復(fù)合生態(tài)浮床。

背景技術(shù)

近些年來(lái)，一些河湖因污染而發(fā)生生態(tài)系統(tǒng)退化，有的城市因水體日漸富營(yíng)養(yǎng)化甚至黑臭，已嚴(yán)重地影響城市景觀和居民的生活保障。這一方面是因工業(yè)廢水和生活污水的無(wú)序性排放，導(dǎo)致河湖水體重金屬、有機(jī)污染物和N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集，出現(xiàn)水質(zhì)嚴(yán)重惡化；另一方面是許多河流被“硬化”或“渠化”，人為地破壞了自然河流健康的生物鏈，使得河流自?xún)裟芰ο陆瞪踔羻适А，F(xiàn)有研究表明：溶解氧含量不足是造成水體黑臭的主要原因，當(dāng)溶解氧小于1mg/l時(shí)，厭氧微生物大量繁殖，因其不能徹底的分解污染物而產(chǎn)生H₂S?、(NH₄)₂S、CH₄等有毒物質(zhì)，致使水體黑臭；在當(dāng)溶解氧大于1mg/l時(shí)，很多厭氧微生物無(wú)法生存，好氧微生物徹底分解污染物為CO₂和H₂O，水體得到凈化。由于水體中的溶解氧主要來(lái)源于大氣復(fù)氧和水生植物的光合作用，因此，對(duì)黑臭河流進(jìn)行人工曝氣富氧和光照補(bǔ)償，進(jìn)而抑制厭氧微生物生長(zhǎng)，促進(jìn)好氧微生物生長(zhǎng)，可有效地去除水體污染物，凈化水質(zhì)，改善或緩解水體黑臭現(xiàn)象。

????目前生態(tài)修復(fù)是維護(hù)河湖健康的主要措施，其中生態(tài)浮床因其具有凈化效果好、可提高生物多樣性、運(yùn)行管理相對(duì)容易、造價(jià)低廉、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前河湖受污染水體生態(tài)修復(fù)中常用技術(shù)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200910026735提出了一種“水質(zhì)凈化的組合式生態(tài)浮床”、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)201010285641提出了一種“基質(zhì)-植物耦合連接式動(dòng)水浮床”，這些方案屬于采用水生植物和基質(zhì)填料相結(jié)合處理河流污水的方法，處理效果較普通植物浮床有較大改善，但未能解決水體中溶解氧含量低的問(wèn)題，使得填料上微生物供氧不足、降解速度較慢，其仍然效果不佳；中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200820156779.6提出了一種“風(fēng)力驅(qū)動(dòng)水下曝氣裝置”、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)201110283034.2提出了一種“太陽(yáng)能生態(tài)復(fù)合裝置”，這些方案是利用風(fēng)能或太陽(yáng)能給水體曝氣富氧，但需配備有蓄電池或發(fā)電機(jī)等動(dòng)力源輔助設(shè)施，這些輔助設(shè)施不僅成本高，而且有的還會(huì)引起二次污染；中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710031242.7提出了“一種能源自助式河流水污染治理裝置”，該方案采用機(jī)械傳動(dòng)的方式治理河流水污染，它雖節(jié)省了電源、發(fā)電機(jī)或蓄電池等設(shè)施，但由于浮床床體的遮擋減弱了水體光照強(qiáng)度，水底生物因?yàn)楣庹詹蛔愣荒苷ＩL(zhǎng)，導(dǎo)致生物多樣性的降低。

如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為當(dāng)今自然清潔能源技術(shù)領(lǐng)域中亟待解決的重點(diǎn)難題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種風(fēng)與光耦合的富氧納米基質(zhì)復(fù)合生態(tài)浮床，本發(fā)明不僅具有有效去除緩流水體中的有機(jī)污染物和營(yíng)養(yǎng)鹽的優(yōu)點(diǎn)，而且具有外形美觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，適用于城市受污河湖等普通水體的治理和修復(fù)。

根據(jù)本發(fā)明提出的一種風(fēng)與光耦合的富氧納米基質(zhì)復(fù)合生態(tài)浮床，它包括由風(fēng)輪、保護(hù)罩、曲軸飛輪組、方向舵、連接桿、活塞、曝氣筒、單向閥、基座、分流閥、曝氣管組和微孔曝氣頭組成的風(fēng)能機(jī)械曝氣單元，其特征在于所述的風(fēng)能機(jī)械曝氣單元與由納米材料負(fù)載片、基質(zhì)填料、鏤空籃、水生植物的沉水植物、水生植物的挺水植物和框架組成的植物-納米基質(zhì)光催化與吸附處理單元以及由光致儲(chǔ)能夜光粉和微生物掛膜網(wǎng)組成的生物膜-光補(bǔ)償單元三者由上至下依次相連，其中：風(fēng)輪與曲軸飛輪組一端連接，曲軸飛輪組另一端與連接桿一端鉸接，連接桿另一端與活塞連接；在曲軸飛輪組和連接桿的外部設(shè)置保護(hù)罩，保護(hù)罩與方向舵固定連接，曝氣筒與基座同軸連接，分流閥與曝氣管組連接，曝氣筒底端設(shè)置單向閥，微孔曝氣頭密封設(shè)置在曝氣管組的底端，納米材料負(fù)載片和鏤空籃分別與框架的邊緣和內(nèi)部固定連接成蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并懸掛在框架上，水生植物的沉水植物種植在鏤空籃中，水生植物的挺水植物種植在框架上，經(jīng)與透明漆和膠水調(diào)配后的光致儲(chǔ)能夜光粉涂抹于微生物掛膜網(wǎng)。