[发明专利]一种强化型浮动生物生态系统及其在受污染水体修复中的应用

说明书

一种强化型浮动生物生态系统及其在受污染水体修复中的应用，属于受污染水体修复技术领域。本发明强化型浮动生物生态系统包括生物生态模块、电子受体模块、电子供体模块、电子传导模块和外电路模块；所述电子受体模块通过连接装置固定在生物生态模块上，所述电子供体模块固定于受污染水体下的沉积物中并通过电子传导模块与外电路模块的一端连接，所述外电路模块固定在生物生态模块上，所述外电路模块的另一端与电子受体模块连接。本发明构建了模块化、组装方便的强化型浮动生态系统，实现对受污染天然水体和沉积物的同步强化治理，具有效率高、构型灵活、能量回收且易施工维护的优点。

技术领域

本发明属于受污染水体修复技术领域，具体涉及一种强化型浮动生物生态系统及其在受污染水体修复中的应用。

背景技术

面对形势严峻的水环境，目前提出了比较成熟的“控源截污、内源治理、生态修复、活水保质”的黑臭水体治理技术路线。其中生态修复作为重要的一环，要求修复技术具有修复效果好，维护费用低，集景观和净水功能一体化的功能。

目前市面上常见的生态修复技术主要有人工湿地、种植水生植物、投加生物菌剂和人工浮岛等。人工湿地主要依靠植物的新陈代谢，转移、转化和降解水中的污染物，然而其占地面积较大，构型单一，易堵塞，运营维护的成本较高。种植水生植物受水深、污染物负荷等因素的影响较大，主要依靠植物自身生长吸收氮磷等污染物，对污染物的去除效果有限，且需定期打捞水面上漂浮的腐败植物。投加生物菌剂虽可在短期内取得一定的效果，然而由于活性维持时间较短，水体容易复黑复臭。人工浮岛作为兼顾景观和水质净化功能为一体的技术在市场上广受青睐，目前市面上广泛应用的人工浮岛材质多为发泡聚苯乙烯、硬质塑料、合成树脂等高分子材料，植物生长速度和根系长度有限，通常达不到有效的治理效果。传统的人工浮岛强化手段主要有改良基质材料、添加悬挂填料，增加曝气装置等，这些强化手段在一定程度上强化了水体中的有机物污染物的去除效果，但无法解决水体中氮去除效果不佳的难题。目前的耦合微生物电化学技术的人工浮岛可以通过将沉积物中的有机质氧化，可以实现沉积物和水体的同步修复。然而现有的人工浮岛耦合生物电化学技术的授权专利采用的是空气阴极，寿命短、构型复杂，后期维护难，不能大规模施工应用。

综上所述，构建零能耗、施工方便、构型灵活的强化型浮动生态系统，耦合功能微生物和功能植物的最大功效解决上述问题的关键所在。本发明立足于此，通过电子受体模块和电子供体模块原位定向驯养富集功能微生物，并构建出电子异位补偿强化污染物去除效能，研发出了一种处理效果好、组装方便且维护费用低的强化型浮动生态系统。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于设计提供一种强化型浮动生物生态系统应用于受污染水体的修复。本发明构建了模块化、组装方便的强化型浮动生态系统，实现对受污染天然水体和沉积物的同步强化治理，本发明具有效率高、构型灵活、能量回收且易施工维护的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种强化型浮动生物生态系统，其特征在于包括生物生态模块、电子受体模块、电子供体模块、电子传导模块和外电路模块；

所述电子受体模块通过连接装置固定在生物生态模块上，所述电子供体模块固定于受污染水体下的沉积物中并通过电子传导模块与外电路模块的一端连接，所述外电路模块固定在生物生态模块上，所述外电路模块的另一端与电子受体模块连接。

所述的一种强化型浮动生物生态系统，其特征在于所述生物生态模块包括穿孔式生物生态模块或拼装式生物生态模块，所述生物生态模块的上表面设置种植孔，种植孔的密度为15～50个/m²。生态模块表面设置种植孔，种植挺水植物，包括但不限于美人蕉、菖蒲、旱伞竹、芦苇、香蒲、水葱、千屈菜、翠芦莉、芦竹、再力花、梭鱼草、蒲苇、泽泻、铜钱草中的一种或几种，植物种类依据处理水质及气候确定。