公布日：2023.11.17
申請日：2023.08.03
分類號：C02F3/32(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I
摘要：本發明公開了一種水體治理人工生態浮島。該生態浮島包括收集器殼體、浮島本體、主水泵和透水過濾結構，收集器殼體的上側設置有進水敞口，浮島本體連接于進水敞口的中部，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壁之間構成環形空間，收集器殼體的底板開設有排水口，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擋沿，內擋沿圍繞設置于排水口的上側，內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；透水過濾結構設置于浮島本體的下側，且透水過濾結構位于內擋沿的內部，以過濾水中的藻類、漂浮物和顆粒污泥。
權利要求書
1.一種水體治理人工生態浮島，其特征在于，包括收集器殼體（1）、浮島本體（2）、主水泵（10）和透水過濾結構（3），所述收集器殼體（1）的上側設置有進水敞口，所述進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）的內部；所述收集器殼體（1）具有底板和側壁，所述浮島本體（2）連接于所述進水敞口的中部，所述浮島本體（2）設置有多個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）的側壁之間構成環形空間，所述收集器殼體（1）的底板開設有排水口（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擋沿（14），所述內擋沿（14）圍繞設置于所述排水口（13）的上側，所述內擋沿（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；所述透水過濾結構（3）設置于所述浮島本體（2）的下側，且所述透水過濾結構（3）位于所述內擋沿（14）的內部，所述透水過濾結構（3）用于過濾水中的藻類、漂浮物和顆粒污泥；所述收集器殼體（1）為盆體結構，所述內擋沿（14）圍繞所述收集器殼體（1）的底板中心呈圓環設置，所述內擋沿（14）與所述收集器殼體（1）的側壁之間構成環形容納槽，所述顆粒污泥層（4）填充于所述環形容納槽中；所述顆粒污泥層（4）的上側還鋪設有多孔填料層（41），所述多孔填料層（41）的上側安裝有壓料孔板（42），所述壓料孔板（42）的內側覆蓋有濾布（43），所述濾布（43）的網孔直徑≤200μm，所述濾布（43）用于截留所述環形容納槽中的多孔填料和顆粒污泥；所述內擋沿（14）的上側固定連接有格柵結構（30），所述格柵結構（30）與所述浮島本體（2）之間形成有根系生長區，所述透水過濾結構（3）安裝于所述格柵結構（30）的下部。
2.根據權利要求1所述的水體治理人工生態浮島，其特征在于：所述透水過濾結構（3）包括透水網袋，以及填充于所述透水網袋中自上而下依次布置的粗石英石濾料（31）、細石英砂濾料（32）、PP棉過濾層（33），或者粗石英石濾料（31）、細石英砂濾料（32）、活性炭過濾層。
3.根據權利要求2所述的水體治理人工生態浮島，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棉過濾層（33）或活性炭過濾層的過濾精度為10μm至100μm之間的任意大小。
4.根據權利要求1所述的水體治理人工生態浮島，其特征在于：所述浮島本體（2）包括漂浮式支座（21）和多個浮塊（22），多個所述浮塊（22）和所述漂浮式支座（21）為可拆組合，所述種植孔開設于所述浮塊（22）上，所述漂浮式支座（21）的邊緣設置有多個掛耳（23），所述內擋沿（14）與所述掛耳（23）之間連接有掛桿（24）。
5.根據權利要求1所述的水體治理人工生態浮島，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置于所述環形容納槽的內部。
6.根據權利要求1所述的水體治理人工生態浮島，其特征在于：所述環形空間的上部還安裝有固定支架，所述固定支架的上側設置有太陽能板，所述太陽能板與所述主水泵（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，所述限位繩的長度可調，以在所述配重塊處于水底時限定所述收集器殼體（1）在水中的位置。
7.根據權利要求1所述的水體治理人工生態浮島，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置，以使凈化后的水體經所述噴頭朝水面以上噴出。
發明內容
(一)解決的技術問題
針對現有技術的不足，本發明提供了一水體治理人工生態浮島，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，不能通過生態化方法來消除藻類或漂浮物；而且，對水中營養成分的去除效率低，無法使生態浮島形成兼顧凈化和富氧功能的循環系統的問題。
(二)技術方案
本發明提供如下技術方案：
水體治理人工生態浮島包括收集器殼體、浮島本體、主水泵和透水過濾結構，所述收集器殼體的上側設置有進水敞口，所述進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部；
所述收集器殼體具有底板和側壁，所述浮島本體連接于所述進水敞口的中部，所述浮島本體設置有多個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壁之間構成環形空間，所述收集器殼體的底板開設有排水口，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擋沿，所述內擋沿圍繞設置于所述排水口的上側，所述內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；
所述透水過濾結構設置于所述浮島本體的下側，且所述透水過濾結構位于所述內擋沿的內部，所述透水過濾結構用于過濾水中的藻類、漂浮物和顆粒污泥。
優選的，所述收集器殼體為盆體結構，所述內擋沿圍繞所述收集器殼體的底板中心呈圓環設置，所述內擋沿與所述收集器殼體的側壁之間構成環形容納槽，所述顆粒污泥層填充于所述環形容納槽中。
優選的，所述顆粒污泥層的上側還鋪設有多孔填料層，所述多孔填料層的上側安裝有壓料孔板，所述壓料孔板的內側覆蓋有濾布，所述濾布的網孔直徑≤200μm，所述濾布用于截留所述環形容納槽中的多孔填料和顆粒污泥。
優選的，所述內擋沿的上側固定連接有格柵結構，所述格柵結構與所述浮島本體之間形成有根系生長區，所述透水過濾結構安裝于所述格柵結構的下部。
優選的，所述透水過濾結構包括透水網袋，以及填充于所述透水網袋中的粗石英石濾料、細石英砂濾料、PP棉過濾層或活性炭過濾層，所述粗石英石濾料、細石英砂濾料、PP棉過濾層或活性炭過濾層在所述透水網袋的內部自上而下依次布置；
優選的，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棉過濾層或活性炭過濾層的過濾精度為10μm至100μm之間的任意大小。
優選的，所述浮島本體包括漂浮式支座和多個浮塊，多個所述浮塊和所述漂浮式支座為可拆組合，所述種植孔開設于所述浮塊上，所述漂浮式支座的邊緣設置有多個掛耳，所述內擋沿與所述掛耳之間連接有掛桿。
優選的，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置于所述環形容納槽的內部。
優選的，所述環形空間的上部還安裝有固定支架，所述固定支架的上側設置有太陽能板，所述太陽能板與所述主水泵電連接；
所述收集器殼體的下部還設置有配重塊，所述配重塊與所述收集器殼體之間連接有限位繩，所述限位繩的長度可調，以在所述配重塊處于水底時限定所述收集器殼體在水中的位置。
優選的，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置，以使凈化后的水體經所述噴頭朝水面以上噴出。
(三)有益效果
與現有技術相比，本發明提供了一種水體治理人工生態浮島，具備以下
有益效果：
該該水體治理人工生態浮島采用了收集器殼體、浮島本體、主水泵和透水過濾結構的設計形式，收集器殼體的進水敞口位于水面以下，浮島本體連接于收集器殼體的進水敞口的中部，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定地懸浮于水中。浮島本體設置有多個種植孔，通過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留出了水下生長空間，確保根系充分地生長并有效地吸收水中的富營養化物質，例如：總氮、氨氮、有機物等，在消除水中有機物成分的同時，保證了成水生植物的營養供給。浮島本體與收集器殼體的側壁之間構成環形空間，主水泵安裝于收集器殼體的排水口處，在未開啟主水泵時，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，即收集器殼體內部的水體處于靜止狀態。
當主水泵工作時，將收集器殼體內部的水向下排走，收集器殼體在浮力作用下發生小幅上浮，當進水敞口未完全上浮至水面以上時，水面的水體經過環形空間進入收集器殼體中，排水和進水是同步等量的，最終達到了相對平衡的水循環狀態。水體從四周的水面源源不斷地補入收集器殼體內，并且水面水流攜帶藻類、漂浮物等進入環形空間中，實現了對水面藻類、漂浮物收集以及水面凈化的目的。
更關鍵在于，收集器殼體的底板設有圍繞排水口的內擋沿，在內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，當水體流經環形空間時，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合效應，極大地提高了對水中營養成分的去除效率。
另一方面，藻類、漂浮物被透水過濾結構截留在收集器殼體中，在根系所提供的富氧環境中，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，實現了通過生態化方法來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境中，達到了活性微生物擴散治理水體的效果，使整個生態浮島形成了兼顧凈化和富氧功能的循環系統。
（發明人：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）
