[發明專利]一種生態浮床裝置

在審

• 申請號: 201710023690.6
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106630167A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 金熠;盛晟;陳奮飛;杜運領
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春,何碧珩

技術領域

本發明涉及水生植物廢棄物資源化利用和生態修復技術領域，特別地涉及一種填料帶中負載水生植物生物炭的生態浮床裝置。

背景技術

我國在快速發展城市經濟和推進農業現代化的同時，河道、湖泊等水體受到了不同程度的污染。近年來，國家層面大力推崇生態文明建設，受污染的河道、湖泊等水體亟待綜合整治。由于河道兩岸的截污納管工程推進速度緩慢等因素的限制，雨水、生活污水和工業廢水漏排的現象時有發生，水體中氮、磷及重金屬等污染物的負荷依舊很高，水體富營養化的趨勢并沒有得到有效遏制。生態浮床是一種利用浮床體中的水生植物和浮床下部填料帶表面附著的生物膜共同作用，達到吸收、降解污染物目的的生態技術。生態浮床具有占地面積小，運營維護成本低，污染物去除效果良好等諸多優點；而且種植在生態浮床中的水生植物本身具有良好的景觀效應，因此該技術在河道、湖泊等水體原位修復領域得到了廣泛的應用。然而，生態浮床也有一定的缺點。比如，（1）對于污染物濃度較高的黑臭水體，浮床中的水生植物生長受到很大的抑制；（2）在冬季，大量枯萎、凋零的水生植物殘體漂浮于水面，容易造成次生污染等環境問題，影響水環境質量。近年來，生物質缺氧熱解技術在農業環境保護領域得到了較多的應用。生物炭是植物生物質在缺氧的條件下，通過緩慢升溫、熱解（300~700°C）制備的一種新型材料。植物生物質制備得到的生物炭具有以下特點：1）呈現多孔結構；2）有較大的比表面積；（3）Zeta電位較低，有較強的電負性。目前，已經有較多學者對生物炭在土壤中的固碳增匯、增加作物產量、減少溫室氣體排放等作用做了深入的研究，但對生物炭在生態浮床原位修復中的應用報道不多。選用枯萎的水生植物作為生物炭原材料，一方面解決了河道、湖泊等水體中大量植物體殘骸的問題。另一方面，將制備的生物炭封裝在浮床水面下的填料帶中，可以直接有效地吸附黑臭水體中的氨氮和重金屬等多種污染物；同時，添加生物炭對沖刷填料帶的水流有一定的阻滯效應，可以為水體中的優勢菌群提供棲息的場所，能起到強化生物膜上的微生物進行硝化、反硝化的作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種填料帶中負載水生植物生物炭的生態浮床裝置。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種生態浮床裝置，包括浮床體和水下填料裝置，所述浮床體包括相互鏈接形成整體的浮板基體，浮床體與河道兩岸平行的兩邊設有浮床固定裝置，所述浮板基體內設有可種植水生植物的種植盆；所述水下填料裝置內封裝填充有熱解制備的水生植物生物炭。

在采用上述技術方案的同時，本發明還可以采用或者組合采用以下進一步的技術方案：

所述浮板基體為塑料浮板基體或其他密度很小的材質的浮板基體，所述浮板基體為中空結構，其中空結構內設置種植盆，所述浮板基體的邊角處設置鏈接孔，所述浮板基體的底部設有用于連接水下填料裝置的掛鉤。

所述浮床固定裝置包括牽引繩和固定螺母；牽引繩的一端與鏈接孔相連，另一端與固定螺母相連；固定螺母固定在岸邊或水下堅硬底泥處。

所述牽引繩為尼龍雙股繩。

所述水下填料裝置包括導流碳纖維棒和分段樹脂填料帶，所述導流碳纖維棒和分段樹脂填料帶的長度根據具體水深選擇，分段樹脂填料帶中封裝熱解制備的水生植物生物炭，并套設在導流碳纖維棒外部以防止填料帶隨水流擾動相互打結，所述導流碳纖維棒和分段樹脂填料帶均與掛鉤相連從而掛在浮板基體底部。

所述導流碳纖維棒通過連接鉤吊掛在所述掛鉤上。

所述分段樹脂填料帶包括填料帶單體，所述填料帶單體的截面呈環狀，其環狀截面內封裝填充熱解制備的水生植物生物炭，填料帶單體兩兩相互粘結在一起形成分段樹脂填料帶，分段樹脂填料帶的上端設有連接繩，通過連接繩掛設在掛鉤上。

所述水生植物生物炭制備方法如下：

（1）取自河道或湖泊中的水生植物殘體，清洗、去雜、烘干、粉碎；

（2）將粉末狀植物生物質封裝壓實；

（3）將壓實后的物質放置于馬弗爐中，通氮排氧；

（4）加熱一段時間后冷卻至室溫制備得到熱解后的生物炭。

步驟（4）中的加熱冷卻具體是指：控制馬弗爐的升溫以5~10 °C/min的速度升溫至500 °C，保持該峰值溫度2小時后逐漸冷卻至室溫。

將制得的生物炭磨細，過1 mm篩，儲存備用。