[发明专利]一种用于深水环境修复的生态系统在审
申请号: | 202010136597.8 | 申请日: | 2020-03-02 |
公开(公告)号: | CN111196630A | 公开(公告)日: | 2020-05-26 |
发明(设计)人: | 代棋帆;刘洋帆;闫萧飞;赵冰;梁前楠;刘勋 | 申请(专利权)人: | 中国地质大学(武汉) |
主分类号: | C02F3/32 | 分类号: | C02F3/32;C02F1/30;C02F1/72 |
代理公司: | 武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238 | 代理人: | 郝明琴 |
地址: | 430000 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 深水 环境 修复 生态系统 | ||
本发明公开了一种用于深水环境修复的生态系统,属于水环境修复技术领域,包括小船、采光系统、导光系统、散光系统、生态浮岛和控制系统,采光系统用于采集太阳光,导光系统与采光系统配合安装,用于将采光系统采集到的太阳光传导至散光系统,散光系统安装在导光系统的下端,用于将接收到的太阳光扩散至水中,生态浮岛安装在水中,用于接收散光系统所发射光照,实现对浮岛植物进行种植,或者通过太阳光照射装有催化剂和过硫酸盐的浮岛产生大量自由基,从而对深水区净化。本发明通过光照促进微生物生长或者产生自由基,实现对深水净化,本发明成本低、净化效率高,且易于实现。
技术领域
本发明属于水环境修复技术领域,尤其涉及一种用于深水环境修复的生态系统。
背景技术
随着社会的进步和人们生活水平的提高,生活污水和工业废水的排放量也迅速增加,随之而来的是越来越多的河流、河道中黑臭水体范围逐渐变大,水质中的有机质污染程度加剧。国内治理水污染的方法主要是建设污水处理厂,虽然建设工业废水处理厂及城市生活污水处理厂是一种非常有效的措施,但需巨大的投资,且对湖泊河流等水体污染,几乎无法实现抽出处理。在原位处理方法中,主要采用物理或微生物的方法,这些方法虽然成本较低,但是缺乏对不同污染类型的针对性,而且耗时长、对水环境指标要求高,若指标控制不好,微生物极容易死亡或产生膨胀,对水体环境造成二次污染。此外,有研究表明很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用,这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。
近年来,出现了越来越多的利用植物或是化学药剂的水环境修复装置,然而大部分的水环境修复装置均作用于水面以及有阳光到达的浅层水体,在水体污染后,不仅在浅水区有污染物,在深水区也会有污染物。现有技术中,对深水区污染物的处理主要有以下两个思路:
1、在水面设置浮岛,水体中层和下层分别设置中浮岛和底床,并且在浮岛、中浮岛以及底床的下端均设置有橡皮气圈,橡皮气圈连接有设置于浮岛上的气泵,这种方法是利用浮岛和底床上的植物来净化水体,但是在深水区无光的地方,无法提供植物生长需要的条件,不能达到净化深层水体的效果。
2、通过光催化处理有机污染物,这种方法若以人工光源的紫外辐射为主,不仅成本高而且需要消耗大量的电能;若是以自然光作为光源,会受到水体深度和浊度的影响,不能很好地进行催化。此外,光催化试剂多为二氧化钛,虽然价格低廉,但由于其带隙较宽,导致其只能被太阳光谱中仅含有3%左右的紫外线激化,极大的限制了光催化技术的应用,并且目前通过光催化处理有机污染物的这种思路,其中用到的高级氧化技术大多还是停留在实验室层面。
因此,现有技术主要存在的问题是:1、现有技术在生态水环境修复过程中,无法作用在无光的深水环境,只能净化上层水体,无法净化深层水体。2、现有技术不能有针对性地修复水体环境,对富营养化水体和工业废水污染水体等的修复方法没有良好区分。3、现有的处理装置形式单一、能耗大、成本高。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足,提供了一种用于深水环境修复的生态系统,以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种用于深水环境修复的生态系统,包括小船、采光系统、导光系统、散光系统和多个生态浮岛,所述小船浮于水面,所述采光系统用于采集太阳光,所述导光系统与采光系统配合安装,用于将采光系统采集到的太阳光传导至深水区,所述散光系统安装在导光系统的下端,用于将太阳光扩散至生态浮岛上。
优选的,所述采光系统包括反光镜,所述反光镜固定于所述小船之上,所述反光镜用于聚集太阳光。
优选的,所述反光镜为弧形反光镜。
优选的,所述导光系统包括光纤,所述光纤的一端为光纤入口,所述光纤入口位于经反光镜反射的太阳光聚集处,所述光纤另一端向下深入水底。
优选的,所述光纤的外面设有包层结构,所述包层的材质为类石墨烯的高强度材料。
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