一种水底有机质生态消减的装置与使用方法

摘要

本发明涉及一种水底有机质生态消减的装置与使用方法，包括旋转中心结构和若干生物多样性浮法湿地模块，若干生物多样性浮法湿地模块适于在风力作用下围绕所述旋转中心结构旋转，所述生物多样性浮法湿地模块包括浮法湿地、水生动物、微生物飘带，所述浮法湿地的底部设置有水生动物养殖网，所述水生动物养殖网适于圈养水生动物，所述微生物飘带位于所述浮法湿地下侧，所述微生物飘带的下端固定有拖镖，所述拖镖与有机底泥层接触，所述拖镖适于在所述浮法湿地旋转时将有机底泥层中的有机养料扬起。该水底有机质生态消减的装置可有效降低水底有机物的含量，从而防止有机物污染水体使水质恶化。

权利要求

1.一种水底有机质生态消减的装置，其特征在于：包括旋转中心结构和若干生物多样性浮法湿地模块，若干生物多样性浮法湿地模块适于在风力作用下围绕所述旋转中心结构旋转，所述生物多样性浮法湿地模块包括浮法湿地（1）、水生动物（9）、微生物飘带（3），所述浮法湿地（1）的底部设置有水生动物养殖网（2），所述水生动物养殖网（2）适于圈养水生动物（9），所述微生物飘带（3）位于所述浮法湿地（1）下侧，所述微生物飘带（3）的下端固定有拖镖（4），所述拖镖（4）与有机底泥层（5）接触，所述拖镖（4）适于在所述浮法湿地（1）旋转时将有机底泥层（5）中的有机养料扬起，所述拖镖（4）的两侧均设置有镖翼弦（45），所述镖翼弦（45）上设置有镖仓开口（42），所述拖镖（4）的两端分别设置有镖头（41）、镖尾（43），所述镖尾（43）处设置有喷出口（46），所述拖镖（4）上侧设置有镖仓盖（47），所述镖仓盖（47）位于所述镖仓开口（42）与喷出口（46）之间，所述拖镖（4）的底部设置有镖底仓（44），所述镖底仓（44）外部底面为尖棱状。

2.根据权利要求1所述的水底有机质生态消减的装置，其特征在于：所述微生物飘带（3）是由惰性高分子材料制成的柔性填料，为帘状或者条状，并呈线性阵列。

3.根据权利要求1所述的水底有机质生态消减的装置，其特征在于：所述旋转中心结构包括中央旋转平台（7）、基桩（8），所述基桩（8）贯穿所述中央旋转平台（7）的内部中心，所述浮法湿地（1）以所述基桩（8）为中心并周向均匀分布于中央旋转平台（7）的外侧。

4.根据权利要求1所述的水底有机质生态消减的装置，其特征在于：所述水生动物（9）中有泥鳅、河蚌。

5.根据权利要求1所述的水底有机质生态消减的装置，其特征在于：所述生物多样性浮法湿地模块为正多边形，所述生物多样性浮法湿地模块的数量与所述正多边形的边数相等。

说明书

一种水底有机质生态消减的装置与使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水生态修复技术领域，尤其是涉及一种水底有机质生态消减的装置与使用方法。

背景技术

[0002] 水生态修复是指对水生态系统施加人为干扰，以减轻负荷压力，提高生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢
复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发
展。

[0003] 河流、湖泊、池塘内部淤泥层中通常含有大量有机物，这些有机物污染物的来源各异，但是因为其比重略于水，在水动力作用比较小的水体，特别是水体相对静止的湖泊、水
库、水塘，或者是河流的宽阔的回水湾，容易形成有机污染物的沉积。沉积在水体的底层的
有机污染物很难分解和消化，因此会随着时间的推移而越级越厚，成为水体的“内源污染
源”。

[0004] 目前消除水体“内源污染源”的方法主要分为“干法”和“湿法”两大类。“干法”消除水体“内源污染源”方法，通常称为“干塘”，就是将湖泊或者水库、水塘的水体排干，然后采
用机械或者人工的方法将湖底的有机污染物清理掉；“湿法”消除水体“内源污染源”又分为
“盘吸法”和“搅吸法”，都是通过机械将沉积在水底的有机污染物和部分水抽送到一个“处
理装置”，然后对有机污染物进行絮凝、沉淀、混凝、脱水、固化等。以上方法中，“干法”消除
水体“内源污染源”损失了大量的水资源，在排干水体的过程中实际上也在转移污染，另外，
水底沉积的有机污染物在晒干的过程中释放大量的“温室气体”，如果水体周边有人居住将
影响周边居民的生产与生活。“湿法”消除水体“内源污染源”的处理成本很高，并且处理的
效果比较差，因为无论是“吸盘法”还是“搅吸法”都会在吸入有机污淤泥的同时吸入大量无
机泥沙，增加处理成本，同时施工设备本身将扰动水底有机底泥重新悬浮于水体，处理效果
差。

[0005] 为达到水生态修复的目的，需要将水底有机质合理消减，因此需要一种水底有机质生态消减的装置，通过将水底的有机底泥搅起，并通过微生物、水生动物、水面养殖植物
构成的循环生态系统对水底有机质消化利用，并达到水生态修复，并且将水底有机污染物
资源化的目的。

发明内容

[0006] 本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种水底有机质生态消减的装置。

[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水底有机质生态消减的装置，包括旋转中心结构和若干生物多样性浮法湿地模块，若干生物多样性浮法湿地模块适于在风
力作用下围绕所述旋转中心结构旋转，所述生物多样性浮法湿地模块包括浮法湿地、水生
动物、微生物飘带，所述浮法湿地的底部设置有水生动物养殖网，所述水生动物养殖网适于
圈养水生动物，所述微生物飘带位于所述浮法湿地下侧，所述微生物飘带的下端固定有拖
镖，所述拖镖与有机底泥层接触，所述拖镖适于在所述浮法湿地旋转时将有机底泥层中的
有机养料扬起。

[0008] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述微生物飘带是由惰性高分子材料制成的柔性填料，为帘状或者条状，并呈线性阵列。

[0009] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述旋转中心结构包括中央旋转平台、基桩，所述基桩贯穿所述中央旋转平台的内部中心，所述浮法湿地以所述基桩为中
心并周向均匀分布于中央旋转平台的外侧。

[0010] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述拖镖的两侧均设置有镖翼弦，所述镖翼弦上设置有镖仓开口，所述拖镖的两端分别设置有镖头、镖尾，所述镖尾处设
置有喷出口。

[0011] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述拖镖上侧设置有镖仓盖，所述镖仓盖位于所述镖仓开口与喷出口之间。

[0012] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述拖镖的底部设置有镖底仓，所述镖底仓外部底面为尖棱状。

[0013] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述水生动物中有泥鳅、河蚌。

[0014] 优选地，上述的水底有机质生态消减的装置，其中所述生物多样性浮法湿地模块为正多边形，所述生物多样性浮法湿地模块的数量与所述正多边形的边数相等。

[0015] 本发明的有益效果是：在风力作用下浮法湿地以及中央旋转平台会围绕基桩旋转，从而带动微生物飘带以及拖镖旋转移动，在拖镖移动的过程中有机底泥从两侧的镖仓
开口处进入镖底仓，并在上冲通道内快速向上移动，最终从喷出口处喷出，将有机底泥向上
扬起。有机底泥被扬起后，被微生物飘带上的微生物捕捉，将其分解为无机物，无机物可供
浮法湿地中的植物吸收生长；同时，扬起的有机底泥中的营养成分部分被水生动物捕食。从
而形成一个完整的生态系统。该水底有机质生态消减的装置可有效降低水底有机物的含
量，从而防止有机物污染水体使水质恶化。

附图说明

[0016] 图1为本发明的整体结构示意图；

[0017] 图2为本发明的俯视图；

[0018] 图3为拖镖的立体图。

[0019] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0020] 1、浮法湿地，2、水生动物养殖网，3、微生物飘带，4、拖镖，41、镖头，42、镖仓开口，43、镖尾，44、镖底仓，45、镖翼弦，46、喷出口，47、镖仓盖，5、有机底泥层，6、水底泥土层，7、
中央旋转平台，8、基桩，9、水生动物。

具体实施方式

[0021] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0022] 如图1、图2所示，一种水底有机质生态消减的装置，包括旋转中心结构和若干生物多样性浮法湿地模块，若干生物多样性浮法湿地模块适于在风力作用下围绕旋转中心结构
旋转，生物多样性浮法湿地模块包括浮法湿地1、水生动物9、微生物飘带3。浮法湿地1的底
部设置有水生动物养殖网2，水生动物养殖网2适于圈养水生动物9，水生动物9中有泥鳅、河
蚌，主要以水中的腐殖质、有机碎屑为食，主要用于消减水中的有机质，净化水体。

[0023] 微生物飘带3位于浮法湿地1下侧，微生物飘带3上附着有微生物，微生物飘带3为帘状或者条状，并呈线性阵列，从而构成微生物群落，微生物用于分解水中有机物。微生物
飘带3稳定性好，是由惰性高分子材料制成的柔性填料，具有生物稳定性，化学稳定性，热力
学稳定性等特点；微生物飘带3的比表面积为五万平方米每立方米，这是目前实际应用中的
其他填料无法比拟的；微生物飘带3比重轻，其在水中是海藻状漂浮状态，不会产生传统填
料极易发生的生物膜粘连堵塞现象。微生物飘带3的比表面积较大，保证了微生物群落的数
量，可将水中的有机质大量捕捉分解，可有效消减水中有机质，净化水质。

[0024] 旋转中心结构包括中央旋转平台7、基桩8，基桩8贯穿中央旋转平台7的内部中心，并夯实在水底泥土层6内。浮法湿地1以基桩8为中心并周向均匀分布于中央旋转平台7的外
侧。生物多样性浮法湿地模块为正多边形，生物多样性浮法湿地模块的数量与所述正多边
形的边数相等，优选地，如图2所示，其外轮廓为正方形。浮法湿地1便于捕捉水面风力，在风
力作用下浮法湿地1以及中央旋转平台7围绕基桩8旋转，从而带动微生物飘带3旋转。

[0025] 如图1、图3所示，微生物飘带3的下端固定有拖镖4，拖镖4整体如小船状，两头尖并向上翘起，拖镖4具有一定自重，并与有机底泥层5接触，拖镖4适于在浮法湿地1旋转时将有
机底泥层5中的有机养料扬起。具体地，拖镖4的两侧均设置有镖翼弦45，镖翼弦45上设置有
镖仓开口42。拖镖4的两端分别设置有镖头41、镖尾43，镖头41、镖尾43均为尖头状且向上卷
曲。拖镖4的底部设置有镖底仓44，镖底仓44从镖仓开口42到喷出口46之间是一个由大到小
的上翘曲锥形，镖底仓44外部底面为尖棱状流线型结构，镖底仓44比较厚重沉底时率先与
有机底泥接触，便于在水底泥土层6滑行，镖翼弦45增大拖镖与水底泥土层6之间的接触面
积，且镖翼弦45两端上卷，镖翼弦45内嵌入有浮力材料，其浮力小于拖镖4在水体中下沉的
重力，但能够确保拖镖4在滑行中不会下沉到有机底泥之下。拖镖4上侧设置有镖仓盖47，镖
仓盖47位于镖仓开口42与喷出口46之间，镖尾43处设置有喷出口46。镖仓盖47与镖底仓44
在镖尾43处形成上冲通道。

[0026] 水底有机质生态消减的装置与使用方法：在风力作用下浮法湿地1以及中央旋转平台7围绕基桩8旋转，从而带动微生物飘带3以及拖镖4旋转，在拖镖4移动的过程中有机底
泥从两侧的镖仓开口42处进入镖底仓44，并在上冲通道内快速向上移动，由于镖仓开口42
处比较宽，有机底泥进料充分，在上翘收窄通道中形成压缩最终从喷出口46处喷出，将有机
底泥向上扬起。有机底泥被扬起后，被微生物飘带3上的微生物捕捉，将其分解为无机盐，无
机盐可供浮法湿地中的植物吸收生长；同时，扬起的有机底泥中的有机碎屑部分被高密度
水生动物养殖网2里面的水生动物9捕食；高密度养殖的泥鳅和河蚌捕食有机底泥；水生动
物粪便以及分泌物可被微生物吸收，微生物分解出的无机盐成为浮法湿地植物根系的营
养，从而形成一个完整的可循环的生态系统，保证每一组生物多样性浮法湿地模块可以对
水体进行高效生态修复。该水底有机质生态消减的装置可有效降低水底有机物的含量，从
而防止有机物污染水体使水质恶化。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指
示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能
理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示
相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可
以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含
义是两个或两个以上。

[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；
可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以
是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在
本发明中的具体含义。

[0029] 以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进
等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。