[發明專利]一種河道水質凈化人工水草

有效

• 申請號: 201510040219.9
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104628151A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 史會劍;胡欣欣;張彥浩;張志斌
• 申請（專利權）人: 山東省環境保護科學研究設計院
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/32
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本發明涉及一種用于河道水質凈化的人工仿真水草，對河流、湖泊等具有良好的水質凈化效果，屬于人工水草技術領域。

背景技術

原位生態修復技術法用于改善污染河流、湖泊水質具有處理效果好、運行成本低等優點，近年來得到迅猛發展。目前主要采用的原位生態處理技術主要有曝氣法、投菌法、人工濕地等方法，但曝氣法電耗較高，投菌法的特種細菌獲得及是否能成長為優勢菌目前還是待解決的問題，人工濕地法的應用也受到河道地形及水利特點的限制。生物接觸氧化法是在天然河道上設置填料床，依靠填料上附著的生物膜微生物的新陳代謝機制來凈化水體水質，適宜于河流、湖泊等水體自凈。人工水草技術是生物接觸氧化法應用的拓展，該技術將仿真水草應用河道、湖泊等水體，使水體凈化過程更具生態性。

現有人工水草技術在應用于水污染控制工程領域時還存在一些問題和不足。中國專利文獻CN2820849Y公布了一種人工凈水草，但該人工凈水草需人工曝氣、跌水工藝進行水體充氧，且水草生態系統單一，僅靠菌類完成污水的凈化，系統凈化效率低；專利CN202046932U公布了一種水質凈化用人工水草，該水草包括上段生物填料和下段生物填料及固定裝置組成，但該水草在水體安裝采用垂掛狀態，安裝不方便，且對通航和行洪造成不利影響；CN101254975A公布了一種人工仿真水草的制造方法及應用，該水草采樣三層復合結構，中間為輕質泡沫，兩側為混合纖維層，上設浮球，下設沙袋，結構復雜，對水體行洪及通航不利，且實際應用時仿真水草的生態系統單一，影響處理效果。總之，現有人工水草選用的載體多為有機合成材料，其生物親和性和親水性較差，應用時載體掛膜緩慢，運行穩定性能較差；一些人工水草直接用條塊狀預制混凝土固定，與河道底質的生態相容性差；人工水草的微孔設計未考慮細菌、藻類微生物的生長特點，也未考慮細菌、藻類、天然水草及水生生物復合生態系統的凈化功能，實際運行時凈水效能低下。

發明內容

本發明針對現有人工水草技術存在的不足，提出一種使用方便、成本低、易于安裝固定、比表面積大、掛膜理想、凈水效能高的河道水質凈化人工水草。

本發明的河道水質凈化人工水草，采用以下技術方案：

該人工水草，包括網箱和本體，本體連接在網箱上；本體由外側多孔纖維素載體和中間充氣泡膜組成，外側多孔纖維素載體分為上層多孔纖維素載體和下層多孔纖維素載體，上層多孔纖維素載體的孔徑大于下層多孔纖維素載體的孔徑；網箱中裝有水生植物生長填料（陶粒、粘土等）和水草種子。

本體的底部設置有無紡布，無紡布的兩端設有套環。

網箱的上表面設置有掛鉤。網箱的空隙直徑為0.5-2cm。

所述多孔纖維素載體采用以下方法制備的改性多孔纖維素載體：

將干燥的蘆葦桿切成長10-20cm桿段，除砂后進入蒸球，在蒸球中加入蘆葦質量15%的亞硫酸鈉、1.0%的甲醛和0.06%的蒽醌，在蒸球內混合后加熱至160℃-180℃，反應2小時后，用清水漂洗，將漂洗后所得纖維素烘干至含水率10-20%后，加入質量分數80-90%的氯化鋅溶液，在50-100轉/分鐘的轉速下攪拌至纖維素溶解，加入聚酯纖維作為增強骨架，再加入成孔劑，攪拌均勻后，注入模具成型；最后在溫水中水洗固化1-2天，使纖維素溶劑溶出，同時使成孔劑溶出形成微孔；然后，經冷凍干燥制得纖維素材料，再將纖維素制品浸入陽離子淀粉改性劑溶液中，升溫至60℃，并保持30分鐘，加入氫氧化鈉，形成質量濃度為1-2%堿液，反應30分鐘，然后取出水洗，晾干得到改性多孔纖維素載體。

上述人工水草通過本體漂浮于水體中，通過網箱加以固定。放入河床以后，網箱中的水草種子萌發，水草根穿透網箱底部，水草生長，依靠天然水草的根部和網箱的雙重作用，水草固定在岸邊或河床中。本體中的多孔纖維素載體的上部微孔孔隙大適宜附著微藻生長，下部微孔孔隙小，適宜細菌附著生長，另外，針對不同的水質特點，下部微孔大孔隙與小孔隙按一定比例進行布置，分別為生物膜上的氨化菌、硝化菌等自養型細菌和反硝化菌等異養型菌創造適生環境，有效去除水體中的氮、磷、有機物等污染物。水草種子的主要作用是利用水草的根部將沙袋牢牢的固定在河床上，網箱就不會因為水力沖刷而移動，影響人工水草對水質的凈化效果。

本發明結構設計合理，安裝簡易，制作成本低，無需人工曝氣，運行成本低，比表面積大，采用改性天然纖維，生物掛膜理想，利用菌-藻-水生植物復合生態系統凈化水質，凈化效能高，是一種方便、經濟、環保、節能的人工水草。

附圖說明