一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器制造技术

本发明专利技术属于水体原位生态修复技术领域，涉及一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，该光纤生物膜反应器包括电源、电源控制器、光纤光源器、浮体、支撑体及光纤；电源控制器以及光纤光源器放置在浮体或生物浮床的上表面、置于生物浮床表面和/或岸边；支撑体固定在浮体的下表面；电源依次通过电源控制器和光纤光源器，使光纤光源器中的LED灯发光，光在光纤中传播使光纤表面生长生物膜，利用生物膜的净化作用降低水中的污染物浓度。本发明专利技术提供了一种结构简单、运行稳定、成本低廉、效果显著，同时适用于浅水和深水水体生态修复的光纤生物膜反应器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水体原位生态修复
，涉及一种生物膜净化装置，尤其涉及一种水体生态修复的光纤生物膜反应器。
技术介绍
随着工业化和城镇化发展的加快进行，我国大部分湖泊、水库受到不同程度的污染，一些水体已面临严重的富营养化和藻华的频繁爆发。富营养化的治理和水体生态修复是目前亟待解决的问题，水体生态修复主要集中在水生植被恢复、人工湿地技术、生物膜法和生物操纵等。生物膜原位处理技术是一种高效的污水生物处理方法，在城市生物污水处理中应用广泛。其原理是利用生物载体上生长的生物膜，主要是细菌、藻类、原生动物及其分泌的胞外聚合物，对水体中的污染物进行物理吸附、生物转化和降解等作用，以实现水质的净化。生物膜法不仅能高效降解有机物，而且具有很好的脱氮除磷效果，因此在污水处理中具有广泛应用。虽然生物膜法具有很多优点，但在自然水体，尤其是深水水库中，生物膜原位净化技术效果并不是很理想。这主要是因为受污染水体虽然为生物膜的生长提供了营养盐，但水体的透明度较低，由于光照太弱而使载体上一些自养型微生物不能很好的生长；另一方面由于水体中溶解氧较低，影响异养微生物的生长。此外，由于生物膜载体投加量太少，加上生物膜的老化和脱落，使得开放水体中生物膜原位处理的效果受到影响。中国专利技术专利CN102092842A公布了一种开放水体原位净化的方法和装置，利用太阳能水体循环及复氧系统使水运动经过悬浮在水中的生物载体，利用生物载体上的生物膜降解水中的污染物。该装置的不足在于装置太复杂，复氧系统运行不稳定，对生物膜的扰动较大，且生物膜载体的投放深度较小。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种结构简单、运行稳定、成本低廉、效果显著，同时适用于浅水和深水水体的光纤生物膜反应器。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，其特征在于：所述用于水体生态修复的光纤生物膜反应器包括电源、电源控制器、光纤光源器、浮体、支撑体、接头以及光纤；所述电源控制器以及光纤光源器设置在浮体的上表面、置于生物浮床表面和/或岸边；所述支撑体通过接头固定在浮体的下表面并浸没在待修复水体液面以下；所述光纤表面附着生长有生物膜并缠绕固定在支撑体的外表面；所述电源依次通过电源控制器以及光纤光源器接入光纤。光纤光源器将电能转化为光能，光在光纤中进行传导以维持表面的生物膜生长。作为优选，本专利技术所采用的支撑体为不锈钢笼网状圆柱形支撑体；所述接头包括但不限于钢丝以及尼龙绳索。作为优选，本专利技术所采用的支撑体是一个或多个；所述支撑体是多个时，多个支撑体分别设置在浮体的下表面；所述光纤串联或并联螺旋缠绕并固定在支撑体上。作为优选，本专利技术所采用的电源控制器是蓄电池控制器；所述电源控制器上设置有开关、输出接口以及指示灯。作为优选，本专利技术所采用的光纤光源器是LED光源器。作为优选，本专利技术所采用的浮体是聚苯乙烯泡沫板；所述浮体的形状包括但不限于圆形、方形以及菱形。作为优选，本专利技术所采用的电源是太阳能电池板、风能发电系统和家庭用电电源。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，包括电源、电源控制器、LED光纤光源器、浮体、支撑体、接头和光纤。电源连接控制器，并提供电能供LED灯发光，光传输到光纤中供光纤表面的生物膜生长，利用光纤表面的生物膜降解水体中的污染物。电源可以是太阳能电池板、风能发电系统和家庭用电等，电源控制器为可以储存和整合电流的蓄电池，LED光源器和光纤可多个串联或并联运行，提高净化效果，光纤可投放到深水区供生物膜生长，去除染污物。本专利技术结构简单，设计巧妙，既利用了光纤对光的远距离传导作用，又利用了自然生物膜技术对污染物进行高效降解，成本低廉，效果显著，对于自然水体，尤其是深水湖泊和水库的原位生态修复，具有重要的技术指导和应用价值。具体而言，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术利用了自然条件下太阳能、风能等绿色能源，通过控制器把能量储存进行充分利用，通过光纤光源器和光导纤维将光传递到水体中，为生物膜的生长提供了必要条件。该装置成功实现了绿色能源的转化，成本较低。(2)本专利技术通过支撑体上生物膜的原位处理技术，对水中的有机物、N、P等污染物进行降解和去除，是一种效果显著的生态修复方法。(3)本专利技术利用光纤的高效传输解决了深水湖泊中深水区光照不足影响生物膜生长的问题，生物膜的生长和净化作用提高了水中的溶解氧和透明度。(4)本专利技术将光纤螺旋缠绕在镂空的支撑体上，使光纤表面360度均能生长生物膜，增加了生物膜的表面积，可提高净化效果。(5)本专利技术装置简单，便于维护。本专利技术主体由光源、电源控制器和光纤光源器及光纤生物膜构成，可结合生物浮床技术，将光纤生物膜固定于浮体上，同时可在支撑体内部放养滤食性贝类来滤食脱落的生物膜和水体中的藻类，提高水质净化效果。本专利技术维护方便，可定期检查电源和光纤机光源的工作情况。附图说明图1是本专利技术所提供的用于水体生态修复的光纤生物膜反应器的结构示意图；其中：1-太阳能电池板；2-输电线；3-电源控制器；4-光纤光源器；5-光纤；6-接头；7-支撑体；8-浮体。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，此附图说明所提供的图片用来辅助对本专利技术的进一步理解，作为本专利技术申请的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定。参见图1，本专利技术提供了一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，其包括电源、电源控制器3、光纤光源器4、浮体8、支撑体7、接头6以及光纤5；电源控制器3以及光纤光源器4可设置在浮体8的上表面、置于生物浮床表面和/或岸边；支撑体7及光纤5均设置在浮体8的下表面且处于待修复水体液面以下；接头6为不锈钢钢丝，用于连接支撑体7和浮体8；电源依次通过电源控制器3和光纤光源器4，光纤光源器4中的LED灯发光并传入光纤5中。电源控制器3可以整合电流和储存电能，供给光纤光源器4中的灯泡发光，光在光纤5中传递的同时在光纤5
的表面形成生物膜，用生物膜去除水中的污染物。支撑体7固定在浮体8的下表面；光纤5固定在支撑体7上；支撑体7和浮体8通过接头6连接；支撑体7是钢丝制作的圆柱形镂空(笼网状)支架，其内径和高度根据水深来确定；光纤5螺旋缠绕在支撑体7上；支撑体7是一个或多个；支撑体7是多个时，多个支撑体7分别设置在浮体8的下表面；光纤5串联或并联螺旋缠绕在支撑体7上。光纤5为生物膜载体，其材质为塑料，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等，在其表面生长有生物膜。电源控制器3是蓄电池控制器；为可充放电的蓄电池，将太阳能电池板、风能发电系统等产生的电能转化为化学能，储存在电池中，蓄电池的电压大小可调节，为光纤光源器4提供稳定的电能。电源控制器3上设置有开关、输出接口以及指示灯。光纤光源器4是LED光源器，其发出的光可以是白光、红光、绿光、蓝光、黄光、紫光等多种颜色的光，光纤光源器4的功率大小可以选择，光的颜色依据实际水体的深度、透明度和生物膜生长情况选择，一般选择白光。浮体8是耐腐蚀、能漂浮在水面的有机高分子聚合物浮体，如聚苯乙烯泡沫板浮体，浮体8的作用是连接和悬挂支撑体7及光纤5。浮体8的形状可以为圆形、方形和菱形等。电源可以是太阳能电池板1、风能发电系统和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，其特征在于：所述用于水体生态修复的光纤生物膜反应器包括电源、电源控制器（3）、光纤光源器（4）、浮体（8）、支撑体（7）、接头（6）以及光纤（5）；所述电源控制器（3）以及光纤光源器（4）设置在浮体（8）的上表面、置于生物浮床表面和/或岸边；所述支撑体（7）通过接头（6）固定在浮体（8）的下表面并浸没在待修复水体液面以下；所述光纤（5）表面附着生长有生物膜并缠绕固定在支撑体（7）的外表面；所述电源依次通过电源控制器（3）以及光纤光源器（4）接入光纤（5）。

【技术特征摘要】
1.一种用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，其特征在于：所述用于水体生态修复的光纤生物膜反应器包括电源、电源控制器（3）、光纤光源器（4）、浮体（8）、支撑体（7）、接头（6）以及光纤（5）；所述电源控制器（3）以及光纤光源器（4）设置在浮体（8）的上表面、置于生物浮床表面和/或岸边；所述支撑体（7）通过接头（6）固定在浮体（8）的下表面并浸没在待修复水体液面以下；所述光纤（5）表面附着生长有生物膜并缠绕固定在支撑体（7）的外表面；所述电源依次通过电源控制器（3）以及光纤光源器（4）接入光纤（5）。2.根据权利要求1所述的用于水体生态修复的光纤生物膜反应器，其特征在于：所述支撑体（7）是不锈钢笼网状圆柱形支撑体；所述接头（6）包括但不限于钢丝以及尼龙绳索。3.根据权利要求2所述的用于水体生态修复的光纤生物膜反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴辰熙，李天翠，熊雄，敖鸿毅，胡红娟，刘剑彤，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42