本實(shi)用新型屬于水處(chu)理技術領(ling)域，具(ju)體涉及一種黑(hei)臭水體修復治理的生態浮島。

背景技術：

近年來，隨著我(wo)國城(cheng)市(shi)化(hua)與(yu)(yu)工業化(hua)進程的(de)飛(fei)速發展，由于水(shui)(shui)污(wu)染(ran)控制與(yu)(yu)治理措施的(de)滯后(hou)，或(huo)者(zhe)能(neng)力(li)有限或(huo)者(zhe)水(shui)(shui)平較低，一些城(cheng)市(shi)水(shui)(shui)體(ti)(ti)尤其(qi)是中(zhong)小城(cheng)市(shi)水(shui)(shui)體(ti)(ti)，直接成(cheng)為工業、農業及生活污(wu)水(shui)(shui)的(de)主要排放通道(dao)與(yu)(yu)場所，導(dao)致城(cheng)市(shi)水(shui)(shui)體(ti)(ti)大面積污(wu)染(ran)，引(yin)起水(shui)(shui)體(ti)(ti)富(fu)營養化(hua)，最終形成(cheng)水(shui)(shui)體(ti)(ti)黑臭，對城(cheng)市(shi)生態人文(wen)景觀造成(cheng)嚴(yan)重不利影響，越(yue)來越(yue)引(yin)起人們的(de)關(guan)注。

目前(qian)采(cai)用的黑臭水體治(zhi)理(li)(li)修復(fu)技術主要有(you)截(jie)污(wu)、底泥清淤、曝氣充(chong)氧、化學(xue)加藥、調水稀釋、改變流態、水生(sheng)動植物生(sheng)態修復(fu)等手段，能(neng)(neng)夠(gou)取得一(yi)定的處理(li)(li)效果(guo)，但是存(cun)在立足點零散而導致(zhi)的處理(li)(li)效果(guo)不佳、工(gong)程量大、能(neng)(neng)耗高、費用貴、可能(neng)(neng)造成二(er)次污(wu)染等缺陷，亟待開(kai)發一(yi)種新(xin)技術以提(ti)高修復(fu)治(zhi)理(li)(li)效果(guo)。

中(zhong)國專利200810120129.0提供了一種生態浮島(dao)及其建造方法，其更偏(pian)向于生物方法進行(xing)的水(shui)處理，因而(er)對(dui)水(shui)體污染的接(jie)納程(cheng)度有限。

技術實現要素：

為解(jie)決現有(you)技(ji)術(shu)的不足，改(gai)善傳統方法在黑(hei)臭水(shui)體修復治(zhi)理(li)中對(dui)COD、氨氮、磷、重金屬去除(chu)效率不高；對(dui)水(shui)體溶解(jie)氧、氧化還原電(dian)位、透明度和氣味指標改(gai)善程度不大；工程量大、能耗(hao)高、費用貴、可能造成二次污染等現狀，本(ben)實(shi)用新型提(ti)供了一(yi)種黑(hei)臭水(shui)體修復治(zhi)理(li)的生態浮島，從點源、面源污染治(zhi)理(li)著手，配(pei)合內源污染治(zhi)理(li)工藝，形成立體效應，以消(xiao)除(chu)水(shui)體富(fu)營養化導致的黑(hei)臭現象(xiang)。

一(yi)種(zhong)黑臭水(shui)體修復治(zhi)理的(de)生(sheng)態(tai)浮島，包括(kuo)承托載(zai)體，在(zai)所(suo)述承托載(zai)體內(nei)設(she)置有土壤層(ceng)，在(zai)所(suo)述土壤層(ceng)內(nei)填充有多功(gong)能納(na)米復合(he)材料顆粒，或者，在(zai)所(suo)述土壤層(ceng)內(nei)埋置有多功(gong)能納(na)米材料復合(he)層(ceng)。

進一步(bu)的(de)，所述土(tu)壤層設置有穿過(guo)所述土(tu)壤層的(de)供植(zhi)物根系穿過(guo)的(de)通道。

具體(ti)的，所述(shu)多(duo)功能納(na)米復合(he)材料(liao)顆粒(li)的粒(li)徑為15～25mm，所述(shu)多(duo)功能納(na)米復合(he)材料(liao)顆粒(li)的填充率(lv)為50～75％。

具(ju)體的(de)(de)(de)，所述多(duo)(duo)功(gong)能(neng)納米(mi)復合材(cai)料(liao)顆(ke)粒包(bao)括以下重量份(fen)(fen)的(de)(de)(de)各(ge)組分(fen)：4～6份(fen)(fen)的(de)(de)(de)除COD材(cai)料(liao)，8～12份(fen)(fen)的(de)(de)(de)除重金屬材(cai)料(liao)，30～40份(fen)(fen)的(de)(de)(de)除氨(an)氮材(cai)料(liao)，40～60份(fen)(fen)的(de)(de)(de)精度除磷納米(mi)材(cai)料(liao)。將各(ge)組分(fen)的(de)(de)(de)原料(liao)混合、造粒，即得到多(duo)(duo)功(gong)能(neng)納米(mi)復合材(cai)料(liao)顆(ke)粒。

具體的(de)(de)(de)(de)，所述(shu)多功能納米材(cai)料復合(he)層(ceng)(ceng)從上到下依次包括：1～2cm的(de)(de)(de)(de)除(chu)COD材(cai)料層(ceng)(ceng)、3～4cm的(de)(de)(de)(de)除(chu)重金屬材(cai)料層(ceng)(ceng)、7～14cm的(de)(de)(de)(de)除(chu)氨氮材(cai)料層(ceng)(ceng)以及10～20cm的(de)(de)(de)(de)精度除(chu)磷納米材(cai)料層(ceng)(ceng)。

進一步(bu)的(de)，在所述(shu)土壤(rang)層的(de)上(shang)方(fang)設(she)置有植物生長區(qu)域。

進一(yi)步的，在(zai)所述土壤層的上(shang)方設置(zhi)有(you)昆蟲活動區域(yu)。

進一步的，在(zai)所(suo)述土壤層的上方(fang)設置有兩棲動物活動區域。

進一步的(de)，在所述土壤層的(de)下方(fang)設置有水(shui)生動(dong)物活動(dong)區域(yu)。

在上述技術方案中：

精(jing)度除磷納米顆粒可通(tong)過現有技術(shu)獲得(de)，也可以通(tong)過下述方法制備(bei)得(de)到。優選的(de)，通(tong)過下述方法制備(bei)得(de)到：

1)將(jiang)20～50份的(de)蒙脫石、30～60份的(de)膨潤土和(he)10～30份的(de)活(huo)性(xing)白土投入到高速混料(liao)機(ji)中混合，得到干混料(liao)。

優(you)選的(de)，蒙脫石的(de)細(xi)度在(zai)(zai)5微(wei)米以(yi)(yi)下，純度在(zai)(zai)98％以(yi)(yi)上(shang)；膨(peng)潤(run)土的(de)細(xi)度在(zai)(zai)10微(wei)米以(yi)(yi)下，純度在(zai)(zai)95％以(yi)(yi)上(shang)；活性白土的(de)細(xi)度在(zai)(zai)8微(wei)米以(yi)(yi)下，純度在(zai)(zai)95％以(yi)(yi)上(shang)。

2)將18～22％的醋酸鈣溶液與步驟(zou)1)得到(dao)的干混(hun)料按(an)照(zhao)0.2～0.4：1的質(zhi)量比(bi)進(jin)行濕混(hun)，濕混(hun)后練泥，得到(dao)泥塊。

具(ju)體的，練泥時間(jian)為20～30分鐘。

3)將步驟2)得到(dao)的泥塊(kuai)擠出成型成顆粒(li)。

優選的，顆粒的粒徑(jing)為3～10毫米。

4)將步驟3)得(de)到的顆粒(li)在干燥窯中烘干，得(de)到干燥成型品。

優選的(de)，干燥成型(xing)品(pin)的(de)含水率(lv)低于(yu)8％。

5)將(jiang)步驟4)得到的(de)干燥成型(xing)品(pin)經過0.5～1.5小(xiao)時升溫(wen)至燒成溫(wen)度(du)700～850℃燒制0.5～1.5小(xiao)時，得到精度(du)除磷納米顆粒材料。

所述除COD材料(liao)(liao)可由(you)現(xian)有技(ji)術提(ti)供(gong)，優選的，所述除COD材料(liao)(liao)選自由(you)格豐(feng)環保科技(ji)有限公司生產(chan)所提(ti)供(gong)的SAMMNS-CT03納米(mi)陶瓷材料(liao)(liao)、SAMMNS-CT06納米(mi)陶瓷材料(liao)(liao)或SAMMNS-CT016納米(mi)陶瓷材料(liao)(liao)中(zhong)的任(ren)意(yi)一(yi)種(zhong)。

所述除(chu)重(zhong)金屬材(cai)料可由現有(you)技術提供(gong)(gong)，優(you)選的(de)，所述除(chu)重(zhong)金屬材(cai)料選自(zi)由格豐環(huan)保科技有(you)限公司(si)生產(chan)所提供(gong)(gong)的(de)SAMMNS-MSX01-P200、SAMMNS-MSX02-P200或SAMMNS-MSX03-P200中的(de)任(ren)意(yi)一種(zhong)。

所(suo)述(shu)除氨氮(dan)(dan)材(cai)料(liao)可(ke)由(you)現有技(ji)術提(ti)(ti)供(gong)，優(you)選的，所(suo)述(shu)除氨氮(dan)(dan)材(cai)料(liao)為(wei)格(ge)豐(feng)環保科技(ji)有限(xian)公司(si)生產所(suo)提(ti)(ti)供(gong)的SAMMNS-NH1陶瓷納(na)米材(cai)料(liao)。

本(ben)實用新(xin)型所提供(gong)的(de)(de)(de)黑臭(chou)(chou)水(shui)體(ti)(ti)修復治理(li)(li)的(de)(de)(de)生態(tai)(tai)浮(fu)島(dao)主要針(zhen)(zhen)對(dui)(dui)較大面(mian)積黑臭(chou)(chou)水(shui)體(ti)(ti)進行(xing)原位強化修復。黑臭(chou)(chou)水(shui)體(ti)(ti)往(wang)往(wang)是(shi)一個流域面(mian)的(de)(de)(de)整體(ti)(ti)污染，因此如何針(zhen)(zhen)對(dui)(dui)廣闊區域的(de)(de)(de)污染同步進行(xing)治理(li)(li)，是(shi)個難題。采用生態(tai)(tai)浮(fu)島(dao)，均(jun)勻分(fen)布(bu)在黑臭(chou)(chou)水(shui)體(ti)(ti)當中，相當于(yu)多個獨立生態(tai)(tai)鏈(lian)環境，有著豐富的(de)(de)(de)微(wei)生物、植(zhi)物、水(shui)生動物、昆蟲和兩棲動物棲息(xi)，充分(fen)發揮循環生態(tai)(tai)鏈(lian)的(de)(de)(de)作用進行(xing)水(shui)體(ti)(ti)修復治理(li)(li)。多功(gong)能(neng)納米材料與土壤基質有機結合，發揮污染因子(zi)吸附(fu)、生物附(fu)著等功(gong)效(xiao)，為該(gai)生態(tai)(tai)鏈(lian)的(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)作用奠定(ding)了(le)強有力的(de)(de)(de)基礎(chu)。

總(zong)體上，本實(shi)用新型具有(you)如下優(you)點(dian)：

1、不同于(yu)傳統(tong)基(ji)材，具有很(hen)高(gao)的機械強度，很(hen)好的耐酸堿腐蝕性，適應各種污染(ran)水質(zhi)，使(shi)用壽命長；

2、從(cong)點源(yuan)、面(mian)源(yuan)立體著手；原位(wei)修(xiu)復與異(yi)位(wei)治理靈活使(shi)用，全方位(wei)解決水體黑臭問題；

3、無需換水(shui)加(jia)藥，大(da)大(da)減少(shao)工程量與費(fei)用花銷；

4、在治理水體黑臭的同時(shi)生態(tai)護坡可(ke)以形成(cheng)優美的景觀(guan)，創造人文景觀(guan)效益。

本實(shi)用(yong)(yong)新型所(suo)提供的(de)(de)黑臭水(shui)(shui)體修復治理(li)(li)的(de)(de)生態浮島，將(jiang)納(na)米材料的(de)(de)物理(li)(li)化學作用(yong)(yong)、微生物、動(dong)植物的(de)(de)生態作用(yong)(yong)、土壤與基材的(de)(de)物理(li)(li)作用(yong)(yong)有機結(jie)合，用(yong)(yong)于黑臭水(shui)(shui)體修復治理(li)(li)，COD去(qu)(qu)除率(lv)≥88％，SS去(qu)(qu)除率(lv)≥75％，重金屬去(qu)(qu)除率(lv)≥90％，磷(lin)和氮的(de)(de)去(qu)(qu)除率(lv)在90％以(yi)上，經過處(chu)理(li)(li)后的(de)(de)水(shui)(shui)中污(wu)染因子得(de)到大幅削減去(qu)(qu)除，能夠有效配合其(qi)他黑臭水(shui)(shui)體治理(li)(li)手段，發揮高效協同(tong)作用(yong)(yong)。

附圖說明

圖1是本實用新型所提供的黑臭水體修復治理的生態浮島的結(jie)構圖。

附圖1中，各標號(hao)所代表的結構列(lie)表如下：

1、承托載體，2、土壤層，4、通(tong)道(dao)，5、植物(wu)生長區域，6、水生動(dong)物(wu)活(huo)動(dong)區域，7、昆蟲活(huo)動(dong)區域，8、兩棲(qi)動(dong)物(wu)活(huo)動(dong)區域。

具體實施方式

以下對本實(shi)(shi)用(yong)(yong)新型的原理和特(te)征(zheng)進行描(miao)述，所舉實(shi)(shi)施例只用(yong)(yong)于解釋(shi)本實(shi)(shi)用(yong)(yong)新型，并非(fei)用(yong)(yong)于限定本實(shi)(shi)用(yong)(yong)新型的范圍。

在(zai)一(yi)個具體(ti)實施方式中，如圖1所示，一(yi)種(zhong)黑臭(chou)水體(ti)修復治理的生(sheng)態(tai)浮島，包括(kuo)承托(tuo)載(zai)體(ti)1，在(zai)承托(tuo)載(zai)體(ti)1內設置有土壤層(ceng)(ceng)2。土壤層(ceng)(ceng)2設置有穿過(guo)(guo)土壤層(ceng)(ceng)2的供植(zhi)物根系穿過(guo)(guo)的通道4。

在土壤層(ceng)2的上(shang)方(fang)設置有植物(wu)生長(chang)區域5、昆(kun)蟲活動(dong)(dong)(dong)區域7和兩棲動(dong)(dong)(dong)物(wu)活動(dong)(dong)(dong)區域8。在土壤層(ceng)2的下方(fang)設置有水生動(dong)(dong)(dong)物(wu)活動(dong)(dong)(dong)區域6。

實施例1

在土壤層內填(tian)充多功能納米復合材料顆粒，其材料設置如下：

多功能納米復(fu)合材料(liao)顆粒的粒徑為20mm，填(tian)充(chong)率(lv)為65％；

多功能(neng)納(na)米復合材料(liao)(liao)顆粒(li)包(bao)括以下重(zhong)量份的各組分(fen)：5份的除COD材料(liao)(liao)，10份的除重(zhong)金屬材料(liao)(liao)，35份的除氨氮材料(liao)(liao)層，50份的精度除磷納(na)米材料(liao)(liao)；

精度除磷納米材料有(you)下述方法制(zhi)備(bei)得到(dao)：

1)將35份(fen)的(de)(de)(de)蒙脫(tuo)石、45份(fen)的(de)(de)(de)膨(peng)潤土和20份(fen)的(de)(de)(de)活性(xing)白(bai)土投入到(dao)(dao)高(gao)速混料機中(zhong)混合(he)，得到(dao)(dao)干混料，其中(zhong)，蒙脫(tuo)石的(de)(de)(de)細度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)5微米(mi)以(yi)(yi)下，純(chun)度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)98％以(yi)(yi)上；膨(peng)潤土的(de)(de)(de)細度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)10微米(mi)以(yi)(yi)下，純(chun)度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)95％以(yi)(yi)上；活性(xing)白(bai)土的(de)(de)(de)細度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)8微米(mi)以(yi)(yi)下，純(chun)度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)95％以(yi)(yi)上；

2)將20％的醋酸鈣溶液與步(bu)驟1)得到(dao)的干混料按照0.3：1的質量比進行濕混，濕混后(hou)練泥(ni)，練泥(ni)時(shi)間為25分鐘，得到(dao)泥(ni)塊；

3)將(jiang)步驟2)得到的泥塊擠出成型成顆(ke)(ke)粒(li)，顆(ke)(ke)粒(li)的粒(li)徑為8毫米；

4)將步(bu)驟3)得到的(de)(de)顆(ke)粒在(zai)干燥窯(yao)中烘干，得到含水率(lv)低(di)于8％的(de)(de)干燥成型品；

5)將(jiang)步驟4)得到的干(gan)燥(zao)成型品經(jing)過1小(xiao)時(shi)升溫至燒(shao)成溫度775℃燒(shao)制1小(xiao)時(shi)，得到精(jing)度除(chu)磷納米(mi)材料；

除COD材料(liao)為SAMMNS-CT016納米(mi)陶(tao)瓷材料(liao)；

除重金(jin)屬材料(liao)為SAMMNS-MSX02-P200；

除氨氮材料(liao)為SAMMNS-NH1陶瓷納米材料(liao)。

實驗設置：

1m²生態浮島中試。

實驗數據：

試驗在某黑臭河到水流平穩的角落進行靜態試驗。根據分析，該河水COD≤80mg/L、Cr³⁺≤0.8mg/L、氨(an)氮≤18mg/L、總磷≤2.8mg/L、SS≤110mg/L，污染較為(wei)嚴重(zhong)。

實驗結果：

經過8月份整月的運行，獲取生態浮島周邊10平米的水質數據，綜合得出，經過生態浮島凈化處理的水質，COD≤10mg/L、Cr³⁺≤0.08mg/L、氨氮≤1.5mg/L、總磷(lin)≤0.25mg/L、SS≤25mg/L，取(qu)得了理想效果，對于較大流域黑臭(chou)水體的原位凈化(hua)有較大幫助，能夠有效配(pei)合其他治理措施(shi)發揮高(gao)效協同作用(yong)。

實施例2

在土壤層內埋置多功能納米材料復合層，復合層從上到下依次包括：2cm的除COD材料層、3cm的除重金屬材料層、10cm的除氨氮材料層以及15cm的精度除磷納米材料層，各層的材料設置同實施例1。本次1m²生態浮島中試裝置，選取水流較為活躍的河道作為靜態試驗的參照對比試驗。根據實驗結果顯示，針對COD、Cr³⁺、氨氮(dan)、總磷與SS的去除效率(lv)與靜態試驗結(jie)果(guo)極為相似，證明在水體流動條(tiao)件下(xia)，該生態浮島同樣可以獲(huo)得理想(xiang)的處理效果(guo)。

應用例

項(xiang)目：安徽省蕪湖市三山(shan)區某黑臭(chou)河道治理工程(cheng)。

項目數據：經過分析，該黑臭水體COD≤95mg/L、Cr³⁺≤2.3mg/L、氨氮≤20mg/L、總(zong)磷≤5.4mg/L、SS≤120mg/L。

項目分析：該水體流域較廣，河流長度達到3km，河面平均寬度10m，沿著水流方向，按照合適的間距均布生態浮島，根據3-11月份獲取的平均數據，生態浮島周邊水體COD≤12mg/L、Cr³⁺≤0.2mg/L、氨氮≤2mg/L、總(zong)磷≤0.5mg/L、SS≤30mg/L，有效(xiao)配合其他黑臭水(shui)體(ti)治理工藝協同高效(xiao)發揮作用。

以上所述僅為本(ben)(ben)實用(yong)(yong)新(xin)(xin)型(xing)的(de)(de)較佳實施例(li)，并不用(yong)(yong)以限制本(ben)(ben)實用(yong)(yong)新(xin)(xin)型(xing)，凡在本(ben)(ben)實用(yong)(yong)新(xin)(xin)型(xing)的(de)(de)精神和原(yuan)則之內(nei)，所作(zuo)的(de)(de)任(ren)何修(xiu)改、等同替(ti)換、改進(jin)等，均應包(bao)含(han)在本(ben)(ben)實用(yong)(yong)新(xin)(xin)型(xing)的(de)(de)保護范圍之內(nei)。