一种多功能电化学耦合生态浮床制造技术

本实用新型专利技术提供了一种多功能电化学耦合生态浮床，属于水污染控制领域；本实用新型专利技术中，应用了物理、生物、电化学等学科中的多重原理，设计出消除水体黑臭的多功能电化学耦合生态浮床，通过耦合铁碳微电解、仿生增氧、活性炭吸附、硫自养反硝化、斜管沉淀工艺单元，形成组合工艺流程，能够有效去除水中嗅味物质；并且，浮床出水为跌流出水，增加河水溶解氧浓度，提高河流的后续自净能力，同时形成小型瀑布景观。同时形成小型瀑布景观。同时形成小型瀑布景观。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能电化学耦合生态浮床


[0001]本技术属于水污染控制领域，具体涉及一种多功能电化学耦合生态浮床。

技术介绍

[0002]目前，我国黑臭水体的治理通常采用控源截污、强化净化等手段，来削减水体中引起黑臭的污染物浓度，从而达到消除水体黑臭的效果。但是，水体中除这些常规污染物外，还存在硫醚、土臭素等嗅味物质，其嗅味阈值低，给水体周边居民造成不好的感官体验。
[0003]生态浮床因其使用方便、成本低廉、景观效果好，在地表水体强化净化和生态修复工程中得到了广泛的使用。传统的生态浮床主要通过水生植物的根系吸附、植物吸收、植物表面生物膜附着等方式，来实现常规污染物的去除，但对水中典型的嗅味物质去除效率很低。并且，受浮床结构、植物功能等要素制约，生态浮床系统对水中浊度控制效果不佳，对COD、氮、磷等常规污染物的去除速率也不高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在不足，本技术提供了一种多功能电化学耦合生态浮床。该生态浮床围绕引起水体黑臭的典型感官性状指标，通过耦合铁碳微电解、仿生增氧、活性炭吸附、硫自养反硝化、斜管沉淀工艺单元，形成组合工艺流程，达到有效消除水体黑臭的目的。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供了一种多功能电化学耦合生态浮床，包括从上至下通过中心轴连接的好氧床层、缺氧床层和空腔；所述缺氧床层的外围设有过滤池，空腔的外围设有沉淀池，过滤池和沉淀池连通；所述空腔中设有水泵；
[0006]所述好氧床层内部填充有混合填料A，其内部设有环形导流墙，并通过导流墙与缺氧床层相连；
[0007]所述缺氧床层内部填充有混合填料B，同时还设有导流墙，导流墙与缺氧床层上下壁间安装短管竹炭a，缺氧床层底部与沉淀池连通的开口，开口处设置铁网b；
[0008]所述过滤池底部设有铁网a并通过铁网a和沉淀池分隔连通，过滤池中放置短管竹炭b，并通过铁网a固定。
[0009]进一步地，所述水泵一端与穿过中心轴中空部位的水泵压水管连接，水泵压水管顶部管口与中心轴之间封闭隔水，水泵另一端与水泵吸水管的一端连接，所述水泵吸水管的另一端穿过空腔底部抽水口。
[0010]进一步地，所述生态浮床为陀螺式结构。
[0011]进一步地，所述中心轴两端为对称结构，压水管顶部中心轴顶部设有锥形导流顶盖。
[0012]进一步地，所述好氧床层分为三层，从上至下依次为顶层好氧床，第二层好氧床和第三层好氧床；所述顶层好氧床，第二层好氧床和第三层好氧床为圆柱形结构，直径由上至下依次增加，构成好氧床层的塔型结构；所述好氧床层露天位置种植有水生植物。
[0013]进一步地，所述导流墙在顶层好氧床，第二层好氧床、第三层好氧床和缺氧床层之间通过高度差形成虹吸效应。
[0014]进一步地，所述混合填料A包括塑料花球和铁碳颗粒；所述塑料花球和铁碳填料的体积比为10:1。
[0015]进一步地，所述混合填料B包括塑料花球和黄铁矿颗粒；所述塑料花球和黄铁矿颗粒的体积比为10:1。
[0016]进一步地，所述过滤池和沉淀池构成斗型结构；所述沉淀池为可拆卸结构。
[0017]进一步地，所述过滤池中短管竹炭b倾斜60
°
放置。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0019]（1）本技术中，应用了物理、生物、电化学等学科中的多重原理，设计出消除水体黑臭的多功能电化学耦合生态浮床，通过耦合铁碳微电解、仿生增氧、活性炭吸附、硫自养反硝化、斜管沉淀等工艺单元，形成组合工艺流程，能够有效去除水中嗅味物质。
[0020]（2）本技术中将好氧、缺氧环境和填料组合，辅以沉淀和过滤单元，极大程度上降低了水体富营养化程度。本技术中使用硫铁矿基填料黄铁矿，在水中产生了Fe
2+
和S
2-，为氮的生物去除分别提供新型电子供体和受体。短管竹炭的使用，除了传统的吸附污染物，附着微生物作用外，还能形成斜管过滤池，帮助水中悬浮物的去除，同时也可以和黄铁矿共同作用，在生物浮床体系中，形成铁碳原电池结构，进一步强化电子传递的速率。而仿生增氧与铁碳微电解的耦合，一方面有效缓解了铁碳填料钝化，引起的电子传递速率降低；另一方面，又极大地提高了系统对常规污染物的净化污染物效果。铁碳微电解产生的Fe
3+
，进入水体中，还能形成混凝作用，在斜管沉淀单元加速胶体和悬浮物从水中分离的过程，快速改善水体的透明度和浊度，同时借助化学絮凝的作用，强化对水中磷的去除效果。
[0021]（3）带有吸附作用的斜管过滤单元中利用短管竹炭对嗅味物质和其他污染物的强吸附性，高效降低出水浊度、色度，使河水清澈宜人。
[0022]（4）浮床出水为跌流出水，增加河水溶解氧浓度，提高河流的后续自净能力，同时形成小型瀑布景观。
附图说明
[0023]图1为本技术所述生态浮床结构示意图。
[0024]图2为生态浮床剖面示意图。
[0025]图3为生态浮床内部水流示意图。
[0026]图中，1a-顶层好氧床；1b-第二层好氧床；1c-第三层好氧床；2-缺氧床层；3-过滤池；4-空腔；5-沉淀池；6-中心轴；7-水生植物；8-导流墙；9-短管竹炭a；10-短管竹炭b；11-铁网a；12-水泵吸水管；13-抽水口；14-水泵压水管；15-导流顶盖；16-水泵；17-铁网b。
具体实施方式
[0027]下面结合附图以及具体实施例对本技术作进一步的说明，但本技术的保护范围并不限于此。本技术实施例中提及的混合填料A为体积比为10:1的塑料花球和铁碳颗粒，混合填料B为体积比为10:1的塑料花球和黄铁矿颗粒；普通填料为纯塑料花球。
[0028]实施例1：
[0029]图1~2是本技术所述生态浮床的结构示意图和剖面示意图，图3为本技术所述生态浮床右半部分的水流方向示意图，左半部分水流方向与右半部分相同。从图中可以看出，本技术所述消除水体黑臭的多功能电化学耦合生态浮床呈陀螺式结构，围绕中心轴6从上至下设有圆柱形的好氧床层、缺氧床层2和空腔4，在缺氧床层2和空腔4的外围分别设有相互连通的过滤池3和沉淀池5。
[0030]生态浮床的空腔4位于底部中心，内部封闭干燥，为浮床提供浮力，使其悬浮于河流、湖泊中。空腔4内部设置有一个水泵16，水泵16一端连接有水泵吸水管12，水泵吸水管12穿过生态浮床底部的抽水口13，水泵另一端连接有水泵压水管14，所述水泵压水管14穿过中心轴6。水泵16将河流中的水由水泵吸水管12从抽水口13中抽出，再由水泵压水管14经过中心轴6输送至浮床顶端，高速水流撞击中心轴6顶部的锥形导流顶盖15后向四周散开，曝气后进入顶层好氧床1a。
[0031]顶层好氧床1a、第二层好氧床1b、第三层好氧床1c和缺氧床层2中内部均设有导流墙8，且通过导流墙8连通不同层，不同层之间的导流墙8产生虹吸效应来实现河水的转移，如顶层好氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能电化学耦合生态浮床，其特征在于，包括从上至下通过中心轴（6）连接的好氧床层、缺氧床层（2）和空腔（4）；所述缺氧床层（2）的外围设有过滤池（3），空腔（4）的外围设有沉淀池（5），过滤池（3）和沉淀池（5）连通；所述空腔（4）中设有水泵（16）；所述好氧床层内部填充有混合填料A，其内部设有环形导流墙（8），并通过导流墙（8）与缺氧床层（2）相连；所述缺氧床层（2）内部填充有混合填料B，同时还设有导流墙（8），导流墙（8）与缺氧床层（2）上下壁间安装短管竹炭a（9），缺氧床层（2）底部与沉淀池（5）连通的开口，开口处设置铁网b（17）；所述过滤池（3）底部设有铁网a（11）并通过铁网a（11）和沉淀池（5）分隔连通，过滤池（3）中放置短管竹炭b（10），并通过铁网a（11）固定。2.根据权利要求1所述的多功能电化学耦合生态浮床，其特征在于，所述水泵（16）一端与穿过中心轴（6）中空部位的水泵压水管（14）连接，水泵压水管（14）顶部管口与中心轴（6）之间封闭隔水，水泵（16）另一端与水泵吸水管（12）的一端连接，所述水泵吸水管（12）的另一端穿过空腔（4）底部抽水口（13）。3.根据权利要求1所述的多功能电化学耦合生态浮床，其特征在于，所述生态浮床为陀螺式结构。4.根据权利要求1所述的多功能电化学耦合生...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯骞，佘雨薇，薛朝霞，操家顺，方芳，罗景阳，李超，郑笛，
申请(专利权)人：国河环境研究院南京有限公司，
类型：新型
国别省市：