公布日：2023.11.17

申請(qǐng)日：2023.08.03

分類號(hào)：C02F3/32(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I

摘要：本發(fā)明公開(kāi)了一種水體治理人工生態(tài)浮島。該生態(tài)浮島包括收集器殼體、浮島本體、主水泵和透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)，收集器殼體的上側(cè)設(shè)置有進(jìn)水敞口，浮島本體連接于進(jìn)水敞口的中部，且浮島本體與收集器殼體的底板上下間隔布置；浮島本體與收集器殼體的側(cè)壁之間構(gòu)成環(huán)形空間，收集器殼體的底板開(kāi)設(shè)有排水口，主水泵安裝于排水口處，用于將收集器殼體中的水體向下排出；收集器殼體的底板固定連接有內(nèi)擋沿，內(nèi)擋沿圍繞設(shè)置于排水口的上側(cè)，內(nèi)擋沿與收集器殼體之間的間隔處填充有顆粒污泥層，顆粒污泥層具有好氧微生物菌群和/或厭氧微生物菌群；透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)設(shè)置于浮島本體的下側(cè)，且透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)位于內(nèi)擋沿的內(nèi)部，以過(guò)濾水中的藻類、漂浮物和顆粒污泥。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于，包括收集器殼體（1）、浮島本體（2）、主水泵（10）和透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)（3），所述收集器殼體（1）的上側(cè)設(shè)置有進(jìn)水敞口，所述進(jìn)水敞口位于水面以下，供水體和水面漂浮物流入所述收集器殼體（1）的內(nèi)部；所述收集器殼體（1）具有底板和側(cè)壁，所述浮島本體（2）連接于所述進(jìn)水敞口的中部，所述浮島本體（2）設(shè)置有多個(gè)供水生植物栽種的種植孔，且所述浮島本體（2）與所述收集器殼體（1）的底板上下間隔布置；所述浮島本體（2）與所述收集器殼體（1）的側(cè)壁之間構(gòu)成環(huán)形空間，所述收集器殼體（1）的底板開(kāi)設(shè)有排水口（13），所述主水泵（10）安裝于所述排水口（13）處，所述主水泵（10）用于將所述收集器殼體（1）中的水體向下排出；所述收集器殼體（1）的底板上固定連接有內(nèi)擋沿（14），所述內(nèi)擋沿（14）圍繞設(shè)置于所述排水口（13）的上側(cè)，所述內(nèi)擋沿（14）與所述收集器殼體（1）之間的間隔處填充有顆粒污泥層（4），所述顆粒污泥層（4）具有好氧微生物菌群和/或厭氧微生物菌群；所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)（3）設(shè)置于所述浮島本體（2）的下側(cè)，且所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)（3）位于所述內(nèi)擋沿（14）的內(nèi)部，所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)（3）用于過(guò)濾水中的藻類、漂浮物和顆粒污泥；所述收集器殼體（1）為盆體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)擋沿（14）圍繞所述收集器殼體（1）的底板中心呈圓環(huán)設(shè)置，所述內(nèi)擋沿（14）與所述收集器殼體（1）的側(cè)壁之間構(gòu)成環(huán)形容納槽，所述顆粒污泥層（4）填充于所述環(huán)形容納槽中；所述顆粒污泥層（4）的上側(cè)還鋪設(shè)有多孔填料層（41），所述多孔填料層（41）的上側(cè)安裝有壓料孔板（42），所述壓料孔板（42）的內(nèi)側(cè)覆蓋有濾布（43），所述濾布（43）的網(wǎng)孔直徑≤200μm，所述濾布（43）用于截留所述環(huán)形容納槽中的多孔填料和顆粒污泥；所述內(nèi)擋沿（14）的上側(cè)固定連接有格柵結(jié)構(gòu)（30），所述格柵結(jié)構(gòu)（30）與所述浮島本體（2）之間形成有根系生長(zhǎng)區(qū)，所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)（3）安裝于所述格柵結(jié)構(gòu)（30）的下部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于：所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)（3）包括透水網(wǎng)袋，以及填充于所述透水網(wǎng)袋中自上而下依次布置的粗石英石濾料（31）、細(xì)石英砂濾料（32）、PP棉過(guò)濾層（33），或者粗石英石濾料（31）、細(xì)石英砂濾料（32）、活性炭過(guò)濾層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于：所述粗石英石濾料（31）的粒徑為8mm至32mm之間的任意大小，所述細(xì)石英砂濾料（32）的粒徑為0.5mm至5mm之間的任意大小，所述PP棉過(guò)濾層（33）或活性炭過(guò)濾層的過(guò)濾精度為10μm至100μm之間的任意大小。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于：所述浮島本體（2）包括漂浮式支座（21）和多個(gè)浮塊（22），多個(gè)所述浮塊（22）和所述漂浮式支座（21）為可拆組合，所述種植孔開(kāi)設(shè)于所述浮塊（22）上，所述漂浮式支座（21）的邊緣設(shè)置有多個(gè)掛耳（23），所述內(nèi)擋沿（14）與所述掛耳（23）之間連接有掛桿（24）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于：還包括增氧泵，所述增氧泵固定安裝于所述浮島本體（2）上，所述增氧泵還連接有輸氣管路，所述輸氣管路的出氣口設(shè)置于所述環(huán)形容納槽的內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于：所述環(huán)形空間的上部還安裝有固定支架，所述固定支架的上側(cè)設(shè)置有太陽(yáng)能板，所述太陽(yáng)能板與所述主水泵（10）電連接；所述收集器殼體（1）的下部還設(shè)置有配重塊，所述配重塊與所述收集器殼體（1）之間連接有限位繩，所述限位繩的長(zhǎng)度可調(diào)，以在所述配重塊處于水底時(shí)限定所述收集器殼體（1）在水中的位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體治理人工生態(tài)浮島，其特征在于：所述排水口（13）還連接有排水管路，所述排水管路沿所述收集器殼體（1）的外輪廓向上延伸設(shè)置，且所述排水管路的出口處安裝有噴頭，所述噴頭高于水面設(shè)置，以使凈化后的水體經(jīng)所述噴頭朝水面以上噴出。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一水體治理人工生態(tài)浮島，解決了藻類或漂浮物只能聚集在收集桶中，需要人工定期清理，不能通過(guò)生態(tài)化方法來(lái)消除藻類或漂浮物；而且，對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)成分的去除效率低，無(wú)法使生態(tài)浮島形成兼顧凈化和富氧功能的循環(huán)系統(tǒng)的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

水體治理人工生態(tài)浮島包括收集器殼體、浮島本體、主水泵和透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)，所述收集器殼體的上側(cè)設(shè)置有進(jìn)水敞口，所述進(jìn)水敞口位于水面以下，供水體和水面漂浮物流入所述收集器殼體的內(nèi)部；

所述收集器殼體具有底板和側(cè)壁，所述浮島本體連接于所述進(jìn)水敞口的中部，所述浮島本體設(shè)置有多個(gè)供水生植物栽種的種植孔，且所述浮島本體與所述收集器殼體的底板上下間隔布置；

所述浮島本體與所述收集器殼體的側(cè)壁之間構(gòu)成環(huán)形空間，所述收集器殼體的底板開(kāi)設(shè)有排水口，所述主水泵安裝于所述排水口處，所述主水泵用于將所述收集器殼體中的水體向下排出；

所述收集器殼體的底板上固定連接有內(nèi)擋沿，所述內(nèi)擋沿圍繞設(shè)置于所述排水口的上側(cè)，所述內(nèi)擋沿與所述收集器殼體之間的間隔處填充有顆粒污泥層，所述顆粒污泥層具有好氧微生物菌群和/或厭氧微生物菌群；

所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述浮島本體的下側(cè)，且所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)位于所述內(nèi)擋沿的內(nèi)部，所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)用于過(guò)濾水中的藻類、漂浮物和顆粒污泥。

優(yōu)選的，所述收集器殼體為盆體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)擋沿圍繞所述收集器殼體的底板中心呈圓環(huán)設(shè)置，所述內(nèi)擋沿與所述收集器殼體的側(cè)壁之間構(gòu)成環(huán)形容納槽，所述顆粒污泥層填充于所述環(huán)形容納槽中。

優(yōu)選的，所述顆粒污泥層的上側(cè)還鋪設(shè)有多孔填料層，所述多孔填料層的上側(cè)安裝有壓料孔板，所述壓料孔板的內(nèi)側(cè)覆蓋有濾布，所述濾布的網(wǎng)孔直徑≤200μm，所述濾布用于截留所述環(huán)形容納槽中的多孔填料和顆粒污泥。

優(yōu)選的，所述內(nèi)擋沿的上側(cè)固定連接有格柵結(jié)構(gòu)，所述格柵結(jié)構(gòu)與所述浮島本體之間形成有根系生長(zhǎng)區(qū)，所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)安裝于所述格柵結(jié)構(gòu)的下部。

優(yōu)選的，所述透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)包括透水網(wǎng)袋，以及填充于所述透水網(wǎng)袋中的粗石英石濾料、細(xì)石英砂濾料、PP棉過(guò)濾層或活性炭過(guò)濾層，所述粗石英石濾料、細(xì)石英砂濾料、PP棉過(guò)濾層或活性炭過(guò)濾層在所述透水網(wǎng)袋的內(nèi)部自上而下依次布置；

優(yōu)選的，所述粗石英石濾料的粒徑為8mm至32mm之間的任意大小，所述細(xì)石英砂濾料的粒徑為0.5mm至5mm之間的任意大小，所述PP棉過(guò)濾層或活性炭過(guò)濾層的過(guò)濾精度為10μm至100μm之間的任意大小。

優(yōu)選的，所述浮島本體包括漂浮式支座和多個(gè)浮塊，多個(gè)所述浮塊和所述漂浮式支座為可拆組合，所述種植孔開(kāi)設(shè)于所述浮塊上，所述漂浮式支座的邊緣設(shè)置有多個(gè)掛耳，所述內(nèi)擋沿與所述掛耳之間連接有掛桿。

優(yōu)選的，還包括增氧泵，所述增氧泵固定安裝于所述浮島本體上，所述增氧泵還連接有輸氣管路，所述輸氣管路的出氣口設(shè)置于所述環(huán)形容納槽的內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述環(huán)形空間的上部還安裝有固定支架，所述固定支架的上側(cè)設(shè)置有太陽(yáng)能板，所述太陽(yáng)能板與所述主水泵電連接；

所述收集器殼體的下部還設(shè)置有配重塊，所述配重塊與所述收集器殼體之間連接有限位繩，所述限位繩的長(zhǎng)度可調(diào)，以在所述配重塊處于水底時(shí)限定所述收集器殼體在水中的位置。

優(yōu)選的，所述排水口還連接有排水管路，所述排水管路沿所述收集器殼體的外輪廓向上延伸設(shè)置，且所述排水管路的出口處安裝有噴頭，所述噴頭高于水面設(shè)置，以使凈化后的水體經(jīng)所述噴頭朝水面以上噴出。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種水體治理人工生態(tài)浮島，具備以下

有益效果：

該該水體治理人工生態(tài)浮島采用了收集器殼體、浮島本體、主水泵和透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，收集器殼體的進(jìn)水敞口位于水面以下，浮島本體連接于收集器殼體的進(jìn)水敞口的中部，浮島本體自身漂浮于水面上，并為下方的收集器殼體提供了浮力，確保收集器殼體能夠穩(wěn)定地懸浮于水中。浮島本體設(shè)置有多個(gè)種植孔，通過(guò)浮島本體可在水面上種植水蔥、蘆葦、荷花、水生鳶尾、菖蒲、水生美人蕉、水芹、梭魚(yú)草、茨菇、再力花等水生植物。

其中，由于浮島本體與收集器殼體的底板呈上下間隔布置，為水生植物的根系預(yù)留出了水下生長(zhǎng)空間，確保根系充分地生長(zhǎng)并有效地吸收水中的富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，例如：總氮、氨氮、有機(jī)物等，在消除水中有機(jī)物成分的同時(shí)，保證了成水生植物的營(yíng)養(yǎng)供給。浮島本體與收集器殼體的側(cè)壁之間構(gòu)成環(huán)形空間，主水泵安裝于收集器殼體的排水口處，在未開(kāi)啟主水泵時(shí)，收集器殼體的上部敞口處于水面以下，且排水口與下方的水體相連通，即收集器殼體內(nèi)部的水體處于靜止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)主水泵工作時(shí)，將收集器殼體內(nèi)部的水向下排走，收集器殼體在浮力作用下發(fā)生小幅上浮，當(dāng)進(jìn)水敞口未完全上浮至水面以上時(shí)，水面的水體經(jīng)過(guò)環(huán)形空間進(jìn)入收集器殼體中，排水和進(jìn)水是同步等量的，最終達(dá)到了相對(duì)平衡的水循環(huán)狀態(tài)。水體從四周的水面源源不斷地補(bǔ)入收集器殼體內(nèi)，并且水面水流攜帶藻類、漂浮物等進(jìn)入環(huán)形空間中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水面藻類、漂浮物收集以及水面凈化的目的。

更關(guān)鍵在于，收集器殼體的底板設(shè)有圍繞排水口的內(nèi)擋沿，在內(nèi)擋沿與收集器殼體之間的間隔處填充有顆粒污泥層，一方面，顆粒污泥層具有豐富的微生物，主要是各種桿菌、球菌和絲狀菌等，當(dāng)水體流經(jīng)環(huán)形空間時(shí)，活性微生物菌群能夠降解水中的污染物，起到去除COD、脫氮和除磷的作用，并且這一作用與水生植物的根系表面生物膜形成聯(lián)合效應(yīng)，極大地提高了對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)成分的去除效率。

另一方面，藻類、漂浮物被透水過(guò)濾結(jié)構(gòu)截留在收集器殼體中，在根系所提供的富氧環(huán)境中，活性微生物可快速地腐化分解藻類和漂浮物，省去了人工定期清理藻類和漂浮物，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)生態(tài)化方法來(lái)消除藻類或漂浮物的目的。另外，顆粒污泥層可緩慢地融入水體的大環(huán)境中，達(dá)到了活性微生物擴(kuò)散治理水體的效果，使整個(gè)生態(tài)浮島形成了兼顧凈化和富氧功能的循環(huán)系統(tǒng)。

（發(fā)明人：王建寶;潘欣;和宛琳;袁旭;舒丹丹;劉萍萍;梁彬彬;杜青輝;楊曉涵;田曉龍;王振;王冰）