[发明专利]一种全天高效运行的可持续人工生态浮床及其工作方法

说明书

本发明公开了一种全天高效运行的可持续人工生态浮床，包括两个浮板，所述浮板上设置有水生植物，所述浮板的下面连有主反应槽，所述主反应槽内设置有生物填料及光催化剂，两个所述主反应槽之间连通有主管道，所述主管道的两端分别设置有主滤膜阀门，所述主反应槽下连有副反应槽，所述副反应槽内设置有导电材料，所述主反应槽与所述副反应槽之间的管道上设置有主副滤膜阀门，两个所述副反应槽之间连通有副管道，所述副管道的两端分别设置有副滤膜阀门。本发明提供的一种全天高效运行的可持续人工生态浮床及其工作方法，能够克服现有技术中光催化剂仅限于对于连续照射下的太阳能的利用的缺陷，实现光催化剂稳定全天持续运作。

技术领域

本发明涉及一种全天高效运行的可持续人工生态浮床及其工作方法，属于河流修复技术领域。

背景技术

随着现代社会的快速发展，大量被排放到自然水体中的工农业废水导致了水环境中氮浓度，尤其是硝酸盐浓度的增加。硝酸盐的过量积累会导致水体富营养化等一系列环境问题。此外，若饮用水源被污染将会对人类健康构成极大威胁，如婴儿高铁血红蛋白血症、胃癌等疾病的高风险。因此，有效去除水中硝酸盐已成为一项紧迫的需要日益受到重视。

目前，物理化学去除硝酸盐的方法有曝气、化学氧化、离子交换及膜过滤等，它们具有工艺简单、操作方便、适应性好等优点。但这些方法在实际应用中，由于操作成本高且可能造成二次污染存在了一定的局限性。另一方面，生物法去除硝酸盐因其成本低、环境友好等优点被广泛应用。传统生物法去除硝酸盐依赖于化学需氧量(COD)，即水中有机物提供的电子受体和电子供体的结合。然而，COD在脱氮过程中很难被利用，因为在电子受体存在的情况下，氧化硝酸盐和亚硝酸盐需要消耗大量的COD，从而导致COD不足，降低了硝酸盐的去除效果。为了提高生物法去除硝酸盐的效率而采取的方法之一是人工添加有机碳源，然而其成本昂贵，且有导致典型温室气体氧化亚氮(N₂O)积累的风险。幸运的是，微生物已被证实可以从天然固体供体中获取电子，以减少电子受体。因此耦合技术，即一种将传统生物脱硝技术与其他技术相结合的提高脱硝性能的方法，引起了关注。

近年来，生物反硝化和光催化结合的耦合是一项新型技术。在耦合系统中，微生物从光催化系统中接受电子以促进自身代谢，从而加速硝酸盐的还原速率。光催化反应器的合理设计是实现这一耦合技术实用化的关键技术之一。但是，现有的用于河流水质修复的光催化反应器存在着的问题是现有的光催化剂仅限于对于连续照射下的太阳能的利用，当光照停止时，光催化过程将在短时间内因为半导体中电子空穴产生的停止而停止。因此，光催化生物反硝化能够被更广泛应用的关键问题是在光催化材料在黑暗环境中仍旧能保持光催化性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够克服现有技术中光催化剂仅限于对于连续照射下的太阳能的利用的缺陷，实现光催化剂稳定全天持续运作的全天高效运行的可持续人工生态浮床及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种全天高效运行的可持续人工生态浮床，包括两个浮板，所述浮板上设置有水生植物，所述浮板的下面连有主反应槽，所述主反应槽内设置有生物填料及光催化剂，两个所述主反应槽之间连通有主管道，所述主管道的两端分别设置有主滤膜阀门，所述主反应槽下连有副反应槽，所述副反应槽内设置有导电材料，所述主反应槽与所述副反应槽之间的管道上设置有主副滤膜阀门，两个所述副反应槽之间连通有副管道，所述副管道的两端分别设置有副滤膜阀门。

所述浮板的两端连有金属链的一端，所述金属链的另一端连有活动金属环，所述活动金属环套设在固定杆上，所述固定杆下端埋设在河流底部沉积物中。

所述浮板的下面与所述主反应槽上面之间用金属链连接。

所述主反应槽和副反应槽的材质为亚克力板。

所述主反应槽垂直悬挂在所述浮板下方。

一种全天高效运行的可持续人工生态浮床工作方法，包括以下步骤：第一个工作日，