CN204874037U - 一种耦合曝气的生态浮岛装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种耦合曝气的生态浮岛装置，包括：水生植物；种植篮，种植篮中设置水生植物；种植浮盆，种植浮盆连接种植篮；固定桩，固定桩活动连接种植浮盆的外侧，且固定桩固定连接于河床；其中，种植浮盆为多个，且多个种植浮盆相互连接；喷泉曝气机，喷泉曝气机连接在位于中部的种植浮盆上；微孔曝气设备，微孔曝气设备连接固定桩，且微孔曝气设备设置于种植浮盆的下方。本实用新型最大程度地保证水体中氧气的含量，还能够增强生态浮岛的景观效果；通过改进固定方式，通过生态浮岛与固定桩的套筒连接保证生态浮岛的相对稳定；采用双层设置的微孔曝气管道，进一步增加曝气量，并且风机的设置方位可进行自由选择，应用更加的灵活。

Description

一种耦合曝气的生态浮岛装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种耦合曝气的生态浮岛装置。

背景技术

生态浮岛是一种针对富营养化水体，利用生态工程学原理，降解水中COD(ChemicalOxygenDemand，化学需氧量)、氮、磷等含量的人工浮岛装置。通过生态浮岛的运用，其能够使水体的透明度得到大幅度的提高，同时促使水体的水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类的生长有很好的抑制效果，有效的促进水体的净化。

生态浮岛在对水质净化的过程中，其最主要的手段是利用种植的水生植物的根系来吸收水体中的营养物质，具体例如磷、氮、有机物等，以此来修复受污染的水体，并实现水质净化。

具体的，生态浮岛的工作原理为：

(1)利用具有较大表面积的水生植物的根系在水中形成浓密的根系网络，通过根系网络来吸附水体中的悬浮物，并以此来逐渐在植物根系的表面形成生物膜，通过生物膜中的微生物的吞噬和代谢作用来将水体中的污染物等降解为无机物，并使得无机物成为水生植物的营养物质，最终通过收割生态浮岛上种植的水生植物等措施来减少水中营养盐的含量；

(2)生态浮岛通过种植水生植物来遮挡阳光对水体的直接照射，以此能够抑制水体中藻类的光合作用、减少浮游植物生长量，并通过接触沉淀作用来促使浮游植物沉降，有效防止“水华”现象的发生，以此来提高水体的透明度；

(3)进一步的，由于生态浮岛上种植有水生植物，因此，在水生植物的位置上还可提供用于鸟类栖息的场所，并且水生植物的下部植物根系还可以作为水体中的鱼类和水生昆虫的栖息环境，进一步的优化水体中的水生环境。

生态浮岛具有净化水质、美化水面景观、提供水生生物栖息空间等多种功能。同时，生态浮岛相对于人工湿地，具有植物栽培更方便等的优点，并且无需专人管理，只需定期清理，大大减少人工和设备的投资，降低了维护保养费和设备的运行费用等。

然而，在生态浮岛的运用过程中，还存在一些不足，例如生态浮岛的工作需要水体中存在大量的气体，以便水体净化反应的进行。

目前，生态浮岛的应用中主要存在两种曝气方式，为喷泉曝气方式和微孔曝气方式，其具体的原理如下：

喷泉曝气方式为通过水下电机来带动水下叶轮旋转，将水提升喷洒到空气中，通过形成的细小的水滴将氧气带回到水体中，以此来实现水体的曝气操作。水下叶轮的巨大扭矩带动大范围水体流动以及由喷泉造成表层水体的大量搅动，为水体提供了极高的增氧效率；同时水体具备了活水的流动特征，充足的氧气使水体养分保持在平衡状态，以控制沉积物和淤泥的积累。特有的水体对流形式，在垂直循环运动过程中表层水体与底部水体交换，新鲜的氧气被输入河底，废气也会被搅混释放出水体表面，在河底形成好氧微生物群落，可以有效防止厌氧消化，大大减少恶臭味；表层较热的水体厌氧性较高，底部温度较低的河水被输送到表层后，抑止水体表面藻类繁殖及生长，改善水力状况。

微孔曝气方式为采用鼓风机将空气送入输气管道，输气管道将空气送入微孔曝气管，微孔曝气管将空气以大量的微气泡形式分散到水中，微气泡由池底向上浮，与水体接触充分，将氧气充分溶解到水中，而且还增加了水流的旋转和上下流动，将上层富含氧气的水带入底层，同时水流的上下流动同时水流的旋转流动将微孔管周围富含氧气的水向外扩散，实现水体的均匀增氧。

但是，在生态浮岛装置中利用的喷泉曝气和微孔曝气技术，往往式通过单独运用的形式来使用，不能很好地发挥各自的最大优势。其中，如果生态浮岛装置单独使用，而不采用任何形式的曝气技术的话，当水体中的溶解氧含量不高时，往往会使植物根系的生物膜中的微生物处于兼氧或者厌氧水平，使分解水体污染物质的速率降低。而如果将喷泉曝气技术或微孔曝气技术进行单独使用，尽管能很好地增加水体溶解氧，但是在水体中，微生物没有固定的载体，仍然不能达到很高的浓度，导致分解水体污染物质的速率偏低。

此外，生态浮岛装置在水体中的固定方式也存在一些不足。例如生态浮岛的四周不采用固定边框或者固定边框采用毛竹、PVC甚至PE材质。不采用固定边框的生态浮岛，在长期水流冲击作用下，生态浮岛容易散架。而采用毛竹边框材质进行固定的生态浮岛，由于毛竹边框等长期在水中浸泡、风吹日晒后容易腐烂。而对于采用PVC材质的边框，同样由于长期在水中浸泡等的原因，PVC材质很容易老化变脆。针对于采用PE材质的边框，虽然其使用寿命长，但造价成本较高，使得生态浮岛装置的使用成本大幅度提高。

因此，如何设计一种固定稳固，同时对水体中曝气更加有效的生态浮岛装置就成为了亟待解决的事情。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种耦合曝气的生态浮岛装置，通过喷泉曝气于微孔曝气技术的结合应用保证水体中曝气的充足，同时通过改进生态浮岛的固定方式，使得生态浮岛装置的固定更加稳固，保证水体的净化过程更加稳定的运行。

本实用新型的技术方案为：

一种耦合曝气的生态浮岛装置，其特征在于，包括：

水生植物，用于净化水体；

种植篮，种植篮中设置水生植物，用于种植水生植物；

种植浮盆，种植浮盆连接种植篮，用于固定种植篮，以形成生态浮岛；

固定桩，固定桩活动连接种植浮盆的外侧，且固定桩固定连接于河床，用于固定种植浮盆；

其中，种植浮盆为多个，且多个种植浮盆相互连接；

还包括：

喷泉曝气机，喷泉曝气机连接在位于中部的种植浮盆上，用于通过喷泉形式向水体中提供曝气；

微孔曝气设备，微孔曝气设备连接固定桩，且微孔曝气设备设置于种植浮盆的下方，用于通过微孔曝气方式向水体中提供曝气。

优选的，固定桩为四个，分别连接于相互连接的多个种植浮盆的外部。

优选的，微孔曝气设备包括：微孔曝气管道、微孔曝气机；微孔曝气管道分别连接固定桩；微孔曝气机连接微孔曝气管道。

进一步优选的，微孔曝气管道分为上下两层，且两层微孔曝气管道分别连接固定桩。

优选的，固定桩与种植浮盆通过双层套筒连接，且连接后的种植浮盆能够在固定桩的方向上进行上下移动。

本实用新型的一种耦合曝气的生态浮岛装置具有以下优点：

(1)采用生态浮岛和喷泉曝气技术、微孔曝气技术相结合的方式，最大程度地利用了植物根系接触氧化的优势，保证水体中氧气的含量，在为快速降解水体各类污染物提供了有利条件的同时也为植物快速生长提供有利条件，并且，水生植物和喷泉曝气技术还能够增强生态浮岛的景观效果；

(2)通过改进生态浮岛的固定方式，使得生态浮岛的固定更为牢靠结实，同时，通过生态浮岛与固定桩之间的套筒连接也可保证生态浮岛随水位、水流变化而变化，保证生态浮岛的相对稳定；

(3)采用双层设置的微孔曝气管道，能够进一步的增加曝气量，保证水体净化的有效进行，同时，双层微孔曝气管道可分开连接两台风机或者同时连接一台风机，并且风机的设置方位可进行自由选择，应用更加的灵活。

附图说明

图1为本实用新型一种耦合曝气的生态浮岛装置一个实施例的结构图。

图2为本实用新型一种耦合曝气的生态浮岛装置一个实施例的种植浮盆和固定桩连接结构图。

图3为本实用新型一种耦合曝气的生态浮岛装置一个实施例的水生植物种植结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一种耦合曝气的生态浮岛装置一个实施例的结构图；图2为本实用新型一种耦合曝气的生态浮岛装置一个实施例的种植浮盆和固定桩连接结构图；图3为本实用新型一种耦合曝气的生态浮岛装置一个实施例的水生植物种植结构图。

其中，如图1、图2和图3中所示的附图标记为。1为种植篮，2为种植浮盆，3为固定桩，4为喷泉曝气机，5为微孔曝气设备，31为钢筋，32为内部套筒，33为外部套筒，34为连接套管，35为绳索，61、62、63为水生植物。

如图1所示，本实施例的一种耦合曝气的生态浮岛装置，具体的连接结构为：

本实施例中具体包括：水生植物61、62、63，种植篮1，种植浮盆2，固定桩3，喷泉曝气机4和微孔曝气设备5。

其中，水生植物61、62、63用于净化水体，且将水生植物61、62、63分别种植于种植篮1内部。

进一步的，水生植物61、62、63可设置为不同种类的水生植物，在进一步保证水体有效净化的同时，还能够提高生态浮岛的景观多样性。

种植篮1内部设有种植孔，通过在种植孔来种植水生植物61、62、63能够保证水生植物61、62、63的种植更加稳固，同时使得水生植物61、62、63的种植能够保持所需的规律、要求，使得种植在种植篮1的水生植物61、62、63具有更高的景观价值。

种植篮1连接在种植浮盆2上，使得种植篮1能够有效的固定，且种植篮1和种植浮盆2都为多个，以便种植更多的水生植物61、62、63，在进一步保证水体净化有效进行时，同时使得种植篮1能够按照需要的规律、要求进行设置，以便有效的形成生态浮岛，并且使得形成的生态浮岛具有良好的景观价值，进一步的美化生态浮岛的外观。

进一步的，种植浮盆2还可分为种植篮固定架和外框，其中种植篮固定架能够固定连接种植篮1，外框用于固定种植篮固定架，并且能够连接固定桩3，以便固定种植浮盆2，种植篮固定架与外框间通过绳索35连接。

同时，种植浮盆2通过固定桩3进行固定，固定桩3连接在河床上，以保证种植浮盆2不会在水体上随意的移动，保证生态浮岛能够更加有效的对水体进行净化。

具体的，如图2所示为本实施例固定桩3与种植浮盆2连接的结构图，其中，固定桩3具体可分为钢筋31、内部套筒32、外部套筒33、连接套管34和绳索35组成。

钢筋31设置于固定桩3的最内部，用于对固定桩3起支撑作用；在钢筋31设置在内部套筒32的内部，并且将内部套筒32进一步的设置在外部套筒33的内部，以形成双层套筒连接方式；最终将种植浮盆2的外框与外部套筒33连接，连接方式可选择通过绳索35连接，以便进行部件的更换。

进一步的，由于在固定桩3中采用双层套筒结构，使得固定桩3连接种植浮盆2后，能够使得种植浮盆2在固定桩3的方向上进行上下的移动，其中，由于将固定桩3固定在河床上，因此固定桩3不能够在水体中随意移动，而随着水体水位的变化，由于固定桩3中采用的双层套筒结构，将能够使得外部套筒33随水体水位的变化来进行水下的浮动，并进一步的带动外部套筒33上连接的种植浮盆2随水体水位的变化进行上下的浮动，进一步的保证生态浮岛对水体净化作用的有效进行。

在进一步的，固定桩3的数量可选择为4个，且分别连接在种植浮盆2的外部四周，保证更加有效的固定种植浮盆2.

再次根据图1所示，本实施例中的喷泉曝气机4连接在位于中部的种植浮盆2上，由于种植浮盆2具有多个，且其相互连接在一起，如果将喷泉曝气机4连接在种植浮盆2的其他位置上，将不能够有效的保证对所有种植浮盆2进行有效的喷泉曝气操作，因此，将喷泉曝气机4连接在位于中部的种植浮盆2上能够有效的保证对所有种植浮盆2进行均匀的、有效的喷泉曝气操作。

微孔曝气设备5可进一步的分为：微孔曝气管道和微孔曝气机；其中，微孔曝气管道分别连接固定桩3，微孔曝气机连接微孔曝气管道，通过微孔曝气机将气体传输到微孔曝气管道内部，并通过微孔曝气管道上设置的微孔来进行微孔曝气操作。

具体的，微孔曝气管道连接在固定桩3的下部，且连接后的微孔曝气管道位于种植浮盆2的下方，以便通过微孔曝气设备5进行微孔曝气操作时，能够更加有效的对种植浮盆2上的水生植物61、62、63进行供氧等操作。

进一步的，微孔曝气管道还可具体分为上下两层式结构，且将上下两层的微孔曝气管道分别连接固定桩3上，进一步的增加微孔曝气操作的有效性，保证水体中存在足够的气体以供水体净化使用。

再进一步的，微孔曝气机的设置位置可随具体要求进行设定，其可设置在水体内部，也可设置在水体外部。同时，上下两层设置的微孔曝气管道可由同一个微孔曝气机进行曝气提供，也可通过不同的微孔曝气机进行操作，进一步增加本实施例的机动性，能够使得本实用新型具有更加广阔的应用范围。

实施例一：

实施例一在运用本实用新型的基础上，对实用新型中的各部件的具体选材情况如下：

水生植物61、62、63分别采用鸢尾、旱伞草和美人蕉，种植密度为12-25株/平方米，本实施例中具体选用20株/平方米；且本实施例中水生植物61、62、63的具体布置结构如图3所示，其中，共有5块种植浮盆2，外侧的4块种植浮盆2以环绕设置的方式围绕中部的1块种植浮盆。

在位于中部的1块种植浮盆2的外围种植一圈旱伞草62；在外侧的4块种植浮盆2中的外围种植一圈鸢尾61，内部种植美人蕉63。

在位于中部的1块种植浮盆2的中心处连接喷泉曝气机4，且喷泉曝气机4设置在外径为50mm的圆形浮筒中，通过圆形浮筒将喷泉曝气机3连接在种植浮盆2上。

进一步的，圆形浮筒通过绳索35与种植浮盆2连接，其中绳索35采用直径为8mm的尼龙绳。

种植篮1的材料选取为HDPE(高密度聚乙烯)，且种植篮1为梯形圆柱体结构，其上部内径为100mm，下部内径为90mm，高度为80mm，并且在种植篮1的内部设置有种植陶粒，以便种植水生植物61、62、63。

种植浮盆2中的种植篮固定架采用HDPE(高密度聚乙烯)制成，具体尺寸为330*330*65mm，厚度为1-2.5mm，本实施例中具体选用2.0mm，以便更加有效的对种植篮1进行支撑；外框采用PPR(polypropylenerandom，无规共聚聚丙烯)管材制成；种植篮固定架与外框间通过绳索35连接。

固定桩3中采用直径为14mm的钢筋31；内部套筒32和外部套筒33采用DN25镀锌管；且每根固定桩3的长度为4m，固定桩3的顶部采用T型焊接，以便固定桩3的操作更加方便。

微孔曝气设备5中微孔曝气管道的外径为内径为单条微孔曝气管道长度为6.8m；将微孔曝气管道分两层连接在固定桩3上，上层微孔曝气管道连接在水面下0.67m，下层微孔曝气管道连接在水面下1.35m；微孔曝气机的有效曝气量为0.002～0.006m³/min。

实施例二：

本实施例中，采用实施例一的具体选材进行应用，具体过程为：

在杭州市西湖区某河道中采用本实用新型的一种耦合曝气的生态浮岛装置来进行实施研究。

具体为：该河道长860m，河道平均宽度20m，河道平均深度2m，河道底部泥厚0.3m，水流缓慢。河道周边有农村、社区生活污水排放，水体呈黑臭，浊度较大，河水污染物主要是总氮、总磷、有机物超标，河流水质总体呈劣V类。

在本实验例中，沿整条河道平均分布设置5座本实用新型的生态浮岛装置，每天喷泉曝气操作8h、微孔爆气操作以1h间隔进行曝气12h。

本实施例经过约8周的净化处理，河道水质改善效果明显，COD、氨氮、总氮、总磷的去除率分别达到31％、45％、35％和32％，SS从55下降为33，净化效果明显。

实施例三：

本实施例中，采用实施例一的具体选材进行应用，具体过程为：

在杭州市西湖区某河道中采用本实用新型的一种耦合曝气的生态浮岛装置来进行实施研究。

具体为：河道长8.5km，河道平均宽度22m，河道平均深度2.3m，河道底部泥厚0.23m，水流缓慢。河道周围有农村生活污水排放、农业灌溉出水，导致河道有机污染物含量高、溶解氧低、水生植物难以生长。

本实施例中，选取实验河道长度约1000米，平均分布设置5座本实用新型生态浮岛装置，每天喷泉曝气操作8h、微孔爆气操作以1h间隔进行曝气12h。

本实施例经过约12周的净化处理，实验区间河道水质改善效果明显，COD、氨氮、总氮、总磷的去除率分别达到42％、49％、39％和46％，SS从65下降为24，净化效果明显。

本实用新型的一种耦合曝气的生态浮岛装置采用生态浮岛和喷泉曝气技术、微孔曝气技术相结合的方式，最大程度地利用了植物根系接触氧化的优势，保证水体中氧气的含量，在为快速降解水体各类污染物提供了有利条件的同时也为植物快速生长提供有利条件，并且，水生植物和喷泉曝气技术还能够增强生态浮岛的景观效果；通过改进生态浮岛的固定方式，使得生态浮岛的固定更为牢靠结实，同时，通过生态浮岛与固定桩之间的套筒连接也可保证生态浮岛随水位、水流变化而变化，保证生态浮岛的相对稳定；采用双层设置的微孔曝气管道，能够进一步的增加曝气量，保证水体净化的有效进行，同时，双层微孔曝气管道可分开连接两台风机或者同时连接一台风机，并且风机的设置方位可进行自由选择，应用更加的灵活。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以作出适当改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种耦合曝气的生态浮岛装置，其特征在于，包括：

水生植物，用于净化水体；

种植篮，所述种植篮中设置所述水生植物，用于种植所述水生植物；

种植浮盆，所述种植浮盆连接所述种植篮，用于固定所述种植篮，以形成生态浮岛；

固定桩，所述固定桩活动连接所述种植浮盆的外侧，且所述固定桩固定连接于河床，用于固定所述种植浮盆；

其中，所述种植浮盆为多个，且多个所述种植浮盆相互连接；

还包括：

喷泉曝气机，所述喷泉曝气机连接在位于中部的所述种植浮盆上，用于通过喷泉形式向水体中提供曝气；

微孔曝气设备，所述微孔曝气设备连接所述固定桩，且所述微孔曝气设备设置于所述种植浮盆的下方，用于通过微孔曝气方式向水体中提供曝气。

2.根据权利要求1所述的一种耦合曝气的生态浮岛装置，其特征在于，所述固定桩为四个，分别连接于相互连接的多个所述种植浮盆的外部。

3.根据权利要求1所述的一种耦合曝气的生态浮岛装置，其特征在于，所述微孔曝气设备包括：微孔曝气管道、微孔曝气机；

所述微孔曝气管道分别连接所述固定桩；

所述微孔曝气机连接所述微孔曝气管道。

4.根据权利要求3所述的一种耦合曝气的生态浮岛装置，其特征在于，所述微孔曝气管道分为上下两层，且两层所述微孔曝气管道分别连接所述固定桩。

5.根据权利要求1所述的一种耦合曝气的生态浮岛装置，其特征在于，所述固定桩与所述种植浮盆通过双层套筒连接，且连接后的所述种植浮盆能够在所述固定桩的方向上进行上下移动。