公布日：2023.11.17
申请日：2023.08.03
分类号：C02F3/32(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I
摘要：本发明公开了一种水体治理人工生态浮岛。该生态浮岛包括收集器壳体、浮岛本体、主水泵和透水过滤结构，收集器壳体的上侧设置有进水敞口，浮岛本体连接于进水敞口的中部，且浮岛本体与收集器壳体的底板上下间隔布置；浮岛本体与收集器壳体的侧壁之间构成环形空间，收集器壳体的底板开设有排水口，主水泵安装于排水口处，用于将收集器壳体中的水体向下排出；收集器壳体的底板固定连接有内挡沿，内挡沿围绕设置于排水口的上侧，内挡沿与收集器壳体之间的间隔处填充有颗粒污泥层，颗粒污泥层具有好氧微生物菌群和/或厌氧微生物菌群；透水过滤结构设置于浮岛本体的下侧，且透水过滤结构位于内挡沿的内部，以过滤水中的藻类、漂浮物和颗粒污泥。
权利要求书
1.一种水体治理人工生态浮岛，其特征在于，包括收集器壳体（1）、浮岛本体（2）、主水泵（10）和透水过滤结构（3），所述收集器壳体（1）的上侧设置有进水敞口，所述进水敞口位于水面以下，供水体和水面漂浮物流入所述收集器壳体（1）的内部；所述收集器壳体（1）具有底板和侧壁，所述浮岛本体（2）连接于所述进水敞口的中部，所述浮岛本体（2）设置有多个供水生植物栽种的种植孔，且所述浮岛本体（2）与所述收集器壳体（1）的底板上下间隔布置；所述浮岛本体（2）与所述收集器壳体（1）的侧壁之间构成环形空间，所述收集器壳体（1）的底板开设有排水口（13），所述主水泵（10）安装于所述排水口（13）处，所述主水泵（10）用于将所述收集器壳体（1）中的水体向下排出；所述收集器壳体（1）的底板上固定连接有内挡沿（14），所述内挡沿（14）围绕设置于所述排水口（13）的上侧，所述内挡沿（14）与所述收集器壳体（1）之间的间隔处填充有颗粒污泥层（4），所述颗粒污泥层（4）具有好氧微生物菌群和/或厌氧微生物菌群；所述透水过滤结构（3）设置于所述浮岛本体（2）的下侧，且所述透水过滤结构（3）位于所述内挡沿（14）的内部，所述透水过滤结构（3）用于过滤水中的藻类、漂浮物和颗粒污泥；所述收集器壳体（1）为盆体结构，所述内挡沿（14）围绕所述收集器壳体（1）的底板中心呈圆环设置，所述内挡沿（14）与所述收集器壳体（1）的侧壁之间构成环形容纳槽，所述颗粒污泥层（4）填充于所述环形容纳槽中；所述颗粒污泥层（4）的上侧还铺设有多孔填料层（41），所述多孔填料层（41）的上侧安装有压料孔板（42），所述压料孔板（42）的内侧覆盖有滤布（43），所述滤布（43）的网孔直径≤200μm，所述滤布（43）用于截留所述环形容纳槽中的多孔填料和颗粒污泥；所述内挡沿（14）的上侧固定连接有格栅结构（30），所述格栅结构（30）与所述浮岛本体（2）之间形成有根系生长区，所述透水过滤结构（3）安装于所述格栅结构（30）的下部。
2.根据权利要求1所述的水体治理人工生态浮岛，其特征在于：所述透水过滤结构（3）包括透水网袋，以及填充于所述透水网袋中自上而下依次布置的粗石英石滤料（31）、细石英砂滤料（32）、PP棉过滤层（33），或者粗石英石滤料（31）、细石英砂滤料（32）、活性炭过滤层。
3.根据权利要求2所述的水体治理人工生态浮岛，其特征在于：所述粗石英石滤料（31）的粒径为8mm至32mm之间的任意大小，所述细石英砂滤料（32）的粒径为0.5mm至5mm之间的任意大小，所述PP棉过滤层（33）或活性炭过滤层的过滤精度为10μm至100μm之间的任意大小。
4.根据权利要求1所述的水体治理人工生态浮岛，其特征在于：所述浮岛本体（2）包括漂浮式支座（21）和多个浮块（22），多个所述浮块（22）和所述漂浮式支座（21）为可拆组合，所述种植孔开设于所述浮块（22）上，所述漂浮式支座（21）的边缘设置有多个挂耳（23），所述内挡沿（14）与所述挂耳（23）之间连接有挂杆（24）。
5.根据权利要求1所述的水体治理人工生态浮岛，其特征在于：还包括增氧泵，所述增氧泵固定安装于所述浮岛本体（2）上，所述增氧泵还连接有输气管路，所述输气管路的出气口设置于所述环形容纳槽的内部。
6.根据权利要求1所述的水体治理人工生态浮岛，其特征在于：所述环形空间的上部还安装有固定支架，所述固定支架的上侧设置有太阳能板，所述太阳能板与所述主水泵（10）电连接；所述收集器壳体（1）的下部还设置有配重块，所述配重块与所述收集器壳体（1）之间连接有限位绳，所述限位绳的长度可调，以在所述配重块处于水底时限定所述收集器壳体（1）在水中的位置。
7.根据权利要求1所述的水体治理人工生态浮岛，其特征在于：所述排水口（13）还连接有排水管路，所述排水管路沿所述收集器壳体（1）的外轮廓向上延伸设置，且所述排水管路的出口处安装有喷头，所述喷头高于水面设置，以使净化后的水体经所述喷头朝水面以上喷出。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一水体治理人工生态浮岛，解决了藻类或漂浮物只能聚集在收集桶中，需要人工定期清理，不能通过生态化方法来消除藻类或漂浮物；而且，对水中营养成分的去除效率低，无法使生态浮岛形成兼顾净化和富氧功能的循环系统的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案：
水体治理人工生态浮岛包括收集器壳体、浮岛本体、主水泵和透水过滤结构，所述收集器壳体的上侧设置有进水敞口，所述进水敞口位于水面以下，供水体和水面漂浮物流入所述收集器壳体的内部；
所述收集器壳体具有底板和侧壁，所述浮岛本体连接于所述进水敞口的中部，所述浮岛本体设置有多个供水生植物栽种的种植孔，且所述浮岛本体与所述收集器壳体的底板上下间隔布置；
所述浮岛本体与所述收集器壳体的侧壁之间构成环形空间，所述收集器壳体的底板开设有排水口，所述主水泵安装于所述排水口处，所述主水泵用于将所述收集器壳体中的水体向下排出；
所述收集器壳体的底板上固定连接有内挡沿，所述内挡沿围绕设置于所述排水口的上侧，所述内挡沿与所述收集器壳体之间的间隔处填充有颗粒污泥层，所述颗粒污泥层具有好氧微生物菌群和/或厌氧微生物菌群；
所述透水过滤结构设置于所述浮岛本体的下侧，且所述透水过滤结构位于所述内挡沿的内部，所述透水过滤结构用于过滤水中的藻类、漂浮物和颗粒污泥。
优选的，所述收集器壳体为盆体结构，所述内挡沿围绕所述收集器壳体的底板中心呈圆环设置，所述内挡沿与所述收集器壳体的侧壁之间构成环形容纳槽，所述颗粒污泥层填充于所述环形容纳槽中。
优选的，所述颗粒污泥层的上侧还铺设有多孔填料层，所述多孔填料层的上侧安装有压料孔板，所述压料孔板的内侧覆盖有滤布，所述滤布的网孔直径≤200μm，所述滤布用于截留所述环形容纳槽中的多孔填料和颗粒污泥。
优选的，所述内挡沿的上侧固定连接有格栅结构，所述格栅结构与所述浮岛本体之间形成有根系生长区，所述透水过滤结构安装于所述格栅结构的下部。
优选的，所述透水过滤结构包括透水网袋，以及填充于所述透水网袋中的粗石英石滤料、细石英砂滤料、PP棉过滤层或活性炭过滤层，所述粗石英石滤料、细石英砂滤料、PP棉过滤层或活性炭过滤层在所述透水网袋的内部自上而下依次布置；
优选的，所述粗石英石滤料的粒径为8mm至32mm之间的任意大小，所述细石英砂滤料的粒径为0.5mm至5mm之间的任意大小，所述PP棉过滤层或活性炭过滤层的过滤精度为10μm至100μm之间的任意大小。
优选的，所述浮岛本体包括漂浮式支座和多个浮块，多个所述浮块和所述漂浮式支座为可拆组合，所述种植孔开设于所述浮块上，所述漂浮式支座的边缘设置有多个挂耳，所述内挡沿与所述挂耳之间连接有挂杆。
优选的，还包括增氧泵，所述增氧泵固定安装于所述浮岛本体上，所述增氧泵还连接有输气管路，所述输气管路的出气口设置于所述环形容纳槽的内部。
优选的，所述环形空间的上部还安装有固定支架，所述固定支架的上侧设置有太阳能板，所述太阳能板与所述主水泵电连接；
所述收集器壳体的下部还设置有配重块，所述配重块与所述收集器壳体之间连接有限位绳，所述限位绳的长度可调，以在所述配重块处于水底时限定所述收集器壳体在水中的位置。
优选的，所述排水口还连接有排水管路，所述排水管路沿所述收集器壳体的外轮廓向上延伸设置，且所述排水管路的出口处安装有喷头，所述喷头高于水面设置，以使净化后的水体经所述喷头朝水面以上喷出。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种水体治理人工生态浮岛，具备以下
有益效果：
该该水体治理人工生态浮岛采用了收集器壳体、浮岛本体、主水泵和透水过滤结构的设计形式，收集器壳体的进水敞口位于水面以下，浮岛本体连接于收集器壳体的进水敞口的中部，浮岛本体自身漂浮于水面上，并为下方的收集器壳体提供了浮力，确保收集器壳体能够稳定地悬浮于水中。浮岛本体设置有多个种植孔，通过浮岛本体可在水面上种植水葱、芦苇、荷花、水生鸢尾、菖蒲、水生美人蕉、水芹、梭鱼草、茨菇、再力花等水生植物。
其中，由于浮岛本体与收集器壳体的底板呈上下间隔布置，为水生植物的根系预留出了水下生长空间，确保根系充分地生长并有效地吸收水中的富营养化物质，例如：总氮、氨氮、有机物等，在消除水中有机物成分的同时，保证了成水生植物的营养供给。浮岛本体与收集器壳体的侧壁之间构成环形空间，主水泵安装于收集器壳体的排水口处，在未开启主水泵时，收集器壳体的上部敞口处于水面以下，且排水口与下方的水体相连通，即收集器壳体内部的水体处于静止状态。
当主水泵工作时，将收集器壳体内部的水向下排走，收集器壳体在浮力作用下发生小幅上浮，当进水敞口未完全上浮至水面以上时，水面的水体经过环形空间进入收集器壳体中，排水和进水是同步等量的，最终达到了相对平衡的水循环状态。水体从四周的水面源源不断地补入收集器壳体内，并且水面水流携带藻类、漂浮物等进入环形空间中，实现了对水面藻类、漂浮物收集以及水面净化的目的。
更关键在于，收集器壳体的底板设有围绕排水口的内挡沿，在内挡沿与收集器壳体之间的间隔处填充有颗粒污泥层，一方面，颗粒污泥层具有丰富的微生物，主要是各种杆菌、球菌和丝状菌等，当水体流经环形空间时，活性微生物菌群能够降解水中的污染物，起到去除COD、脱氮和除磷的作用，并且这一作用与水生植物的根系表面生物膜形成联合效应，极大地提高了对水中营养成分的去除效率。
另一方面，藻类、漂浮物被透水过滤结构截留在收集器壳体中，在根系所提供的富氧环境中，活性微生物可快速地腐化分解藻类和漂浮物，省去了人工定期清理藻类和漂浮物，实现了通过生态化方法来消除藻类或漂浮物的目的。另外，颗粒污泥层可缓慢地融入水体的大环境中，达到了活性微生物扩散治理水体的效果，使整个生态浮岛形成了兼顾净化和富氧功能的循环系统。
（发明人：王建宝;潘欣;和宛琳;袁旭;舒丹丹;刘萍萍;梁彬彬;杜青辉;杨晓涵;田晓龙;王振;王冰）