【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理领域，涉及水源水体修复领域，具体涉及一种强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置。
技术介绍
1、湖库水体多为水体流动性较差的静水场域，湖库水体水停留时间较长，水体中的污染物质如碳源物质、氮、磷等日益积累，会导致这些水体的富营养化。在夏秋季节，这些水体的富营养化会诱发藻类等浮游类生物爆发，藻类可以长时间稳定存活于水中接受光照并通过光合作用大量繁殖，从而严重破坏湖库水体生态系统平衡和水质。
2、基于当前对于湖库水体污染的研究现况，多数湖库水体的受污染状态为微污染状态。微污染水体中所含的污染物类型较多（如：有机物、氮、磷等）、污染性质复杂，且污染物浓度较低，通常<10mg/l。因此对微污染湖库的内源污染物质控制尤其是氮污染的控制是抑制水体富营养化的关键途径。
3、当前的研究表明，微污染水体中的氮污染物主要是硝酸盐，自然状态下微污染水体中硝酸盐对氮污染的降解途径主要是由好氧反硝化细菌在好氧状态下，利用水体中有机物营养物质分解提供的有机电子供体驱动，结合好氧反硝化酶系统来驱动氮循环，实现反硝化过程。然而，微污染水体中有机营养物质浓度较低是好氧反硝化细菌全面高效反硝化的限制性因素。因此，寻找一种有效地电子供体的供应模式，尤其是外源无机电子供体，是当前的技术突破的重要方向之一。
4、当下，现运行的对于微污染湖库水体的治理模式，主要是通过人工打捞浮游藻类、化学药剂投加抑制藻类等方式改善和缓减水体的富营养化的状态。但对于微污染湖库水体的治理而言，仅仅采用打捞浮游藻类、化学药剂投加抑制藻类
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，以期通过更低的经济成本解决湖库水体污染日趋恶化，氮、磷、碳污染物超标，水体富营养化问题频发。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、本专利技术提供一种强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其包括：
4、反应舱体，其内填装有若干固定化生态球，所述固定化生态球是由零价铁、活性炭及凝胶材料混合制成后负载好氧反硝化菌得到；
5、生态系统，位于所述反应舱体内部上方，包括生态浮床及设置于所述生态浮床上的水生植物系统；及
6、曝气机构，设置于所述反应舱体内，用于向所述反应舱体内输送氧气。
7、优选地，以所述反应舱体的总体积计，所述固定化生态球的填充率为70~85%。
8、优选地，所述零价铁、活性炭及凝胶材料的质量比为1：1：2.5~4。
9、优选地，所述固定化生态球具体是按照以下步骤制成：
10、将活性炭与零价铁粉末混合，得到附着有零价铁粉末的活性炭；
11、将附着有零价铁粉末的活性炭与凝胶材料的溶液混合，制成铁电子释放系统；
12、在所述铁电子释放系统上负载好氧反硝化菌，得到所述固定化生态球。
13、优选地，所述活性炭的粒度为8~16目，所述凝胶材料为海藻酸钠或聚乙烯醇。
14、优选地，所述反应舱体为两端开放的倒锥台状舱体。
15、优选地，所述反应舱体底部设置有高密度纤维板。
16、优选地，所述反应舱体的侧壁上设置有容水流穿过的网格。
17、优选地，所述曝气机构包括：
18、充氧泵，固设在所述生态浮床上；
19、曝气头，位于所述反应舱体底部，与所述充氧泵通过输气管连通；及
20、布气板，设置在所述曝气头上方。
21、优选地，所述生态浮床上开设有水生植物槽，水生植物通过所述水生植物槽种植在所述生态浮床上。
22、本本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
23、（1）本专利技术的装置结合了水体混合充氧工艺和微生态系统——固定化生态球，充分利用了充氧后富氧的循环水体与合成微生态系统——固定化生态球接触反应，能够高效脱除氮污染物，同时减少藻华现象的发生。此外，零价铁为反应体系提供电子供体，解决了原水有机碳提供电子供体不足的缺陷，大大降低湖库藻华的发生风险。
24、（2）本专利技术实现一体化装置的曝气，固定在生态浮床上，生态浮床通过自身浮力大小实现充氧泵装置露出水面，下方采用高密度纤维板作为支撑装置，支撑起整个装置的重量。
25、（3）本专利技术的装置分为强化湖库水体反硝化脱氮的铁/碳微电解反应舱体和混合充氧曝气装置两部分，通过装置一体化加工，将两部分结合在一起，利用输气管将充氧泵中的氧气输送到曝气头上的微孔释放器，通过布气板均匀释放到反应舱体中，使气水混合均匀，形成气水混合体，以此实现水体的增氧，促进好氧反硝化细菌的生长和繁殖，实现更好的水体净化。
26、（4）本专利技术的装置中反应舱体周围采用不锈钢网格，不锈钢网格不仅能够起到过滤水中较大物质的作用，同时能够维持强度、保护反应舱体免受损害。另外，水体从网格间隙中进入反应舱体中，与合成微生态系统——固定化生态球充分接触，实现好氧反硝化，使好氧反硝化过程可以持续进行，高效去除碳、氮、磷等污染物。
27、（5）本专利技术的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置的反应舱体设计成锥形结构，同时按一定填充率用合成微生态系统——固定化生态球填充反应舱体，留有一定的预留空间，氧气从反应舱体底部冲击微生态系统，锥形结构内水流速度不均匀，必将造成微生态系统——固定化菌株在水中形成环流，促进了合成微生态系统与水体的相互接触，增加对水体的撞击，提高了氧的利用率。
28、（6）本专利技术的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置的合成微生态系统——固定化菌株中的菌株/菌群是从水源水体定向筛选得到的高效好氧反硝化单菌株/菌群，将一定质量的零价铁与活性炭加入凝胶材料，均匀分布后自然冷却压膜制成合成微生态系统，对水中不同污染物质尤其是硝态氮和tn具有较高的脱除效率。本专利技术无需新建构筑物，设计的装置能够同时脱氮除藻，且合成微生态系统所需要的材料：凝胶材料、零价无机电子供体材料与活性炭等经济成本低，无二次污染，具有极为广阔的应用潜力。
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1.一种强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，以所述反应舱体（04）的总体积计，所述固定化生态球（06）的填充率为70~85%。
3.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述零价铁、活性炭及凝胶材料的质量比为1：1：2.5~4。
4.根据权利要求3所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述固定化生态球（06）具体是按照以下步骤制成：
5.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述活性炭的粒度为8~16目，所述凝胶材料为海藻酸钠或聚乙烯醇。
6.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述反应舱体（04）为两端开放的倒锥台状舱体。
7.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述反应舱体（04）底部设置有高密度纤维板（09）。
8.根据权利要求1所述的强化湖库水体
9.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述曝气机构包括：
10.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述生态浮床（03）上开设有水生植物槽（11），水生植物（01）通过所述水生植物槽（11）种植在所述生态浮床（03）上。
...【技术特征摘要】
1.一种强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，以所述反应舱体（04）的总体积计，所述固定化生态球（06）的填充率为70~85%。
3.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述零价铁、活性炭及凝胶材料的质量比为1：1：2.5~4。
4.根据权利要求3所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述固定化生态球（06）具体是按照以下步骤制成：
5.根据权利要求1所述的强化湖库水体反硝化脱氮的生态浮岛装置，其特征在于，所述活性炭的粒度为8~16目，所述凝胶材料为海藻酸钠或聚乙烯醇。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海涵，马奔，陈凯歌，潘思璇，李桉轶，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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