[发明专利]一种分层悬浮式水体原位净污装置

权利要求书

1.一种分层悬浮式水体原位净污装置，其特征是包括固定锚、下牵引绳、主支架、套环、侧支架、功能微生物净化体、仿生水草净化体、光催化净化体、上牵引绳、浮球；其中，固定锚的上端通过下牵引绳与主支架的下端连接，主支架的上端通过上牵引绳与浮球连接，主支架上套有若干套环，每个套环的侧面接有若干侧支架，不同的侧支架上分别分布有功能微生物净化体、仿生水草净化体、光催化净化体；

所述主支架为可组合主支架；可组合主支架从上到下共分为N根主支架单元，N≥3；所述主支架单元为PVC塑料管，单根主支架单元的长度为20cm-60cm，单根主支架单元的直径为3cm-10 cm，上下相邻两根主支架单元通过主支架连接头连接；所述主支架连接头为PVC塑料活接头，尺寸根据主支架单元选择；相邻两根主支架单元可通过主支架连接头进行组合或拆卸；所述浮球为中空轻质球形浮体，材质为PVC塑料，利用浮球在水中浮力，通过上牵引绳连接上主支架连接孔将装置悬浮于水中；所述主支架中最上面一根主支架单元的上端有上主支架连接孔，上主支架连接孔与上牵引绳的下端连接，上牵引绳的上端与浮球连接；所述主支架中最下面一根主支架单元的下端有下主支架连接孔，下主支架连接孔与下牵引绳的上端连接，下牵引绳的下端与固定锚连接；所述固定锚为石块或铁块，通过下牵引绳与下主支架连接孔相连，用于将本装置在水底固定；

所述套环的内径尺寸与主支架吻合，确保可穿过且紧密贴合主支架，套环的内径小于主支架连接头的外径，主支架上每两个相邻主支架连接头之间分布1个套环；所述套环为多接头套环，多接头套环的材质为PVC塑料，所述多接头套环的侧面等距离呈圆周分布n个带内螺纹的侧支架接头，2≤n≤8；每个侧支架接头上固定连接一个侧支架，侧支架呈水平放置，侧支架的一端与相对应的侧支架接头固定连接；所述套环根据在主支架上所处位置的高度不同，分为上层套环、中层套环、下层套环，上层套环侧面连接的侧支架上悬挂有光催化净化体，中层套环侧面连接的侧支架上悬挂有仿生水草净化体，下层套环侧面连接的侧支架上悬挂有功能微生物净化体；所述侧支架为PVC塑料管，每根侧支架的长度为20cm-80cm，侧支架的一端有外螺纹，侧支架的外螺纹与侧支架接头的内螺纹吻合，以便侧支架通过侧支架接头与主支架相连；每根侧支架上等距离设有m个侧支架连接孔，4≤m≤10，用于将功能微生物净化体或仿生水草净化体或光催化净化体悬挂于侧支架上；

所述功能微生物净化体为负载功能微生物的净污载体；其中功能微生物为人工筛选获得的、对特定污染物具有高效降解效果的降解菌；用于负载功能微生物的净污载体为高分子载体、活性炭或陶粒，负载方法为包埋固定法，负载功能微生物的净污载体集中放入净化球或净化网袋，然后悬挂于下层的侧支架上；

所述仿生水草净化体材质为聚烯烃类填料，为带状或丝条状，仿生水草净化体用连接绳系成簇状并悬挂于位于中层的侧支架上，即悬挂于中层套环侧面连接的侧支架上；装置运行一段时间后，水体中的土著微生物可在这些仿生水草净化体表面上形成生物膜，进而降解水体污染物；

所述光催化净化体为负载纳米光催化剂的净污载体，其中纳米光催化剂为纳米二氧化钛，用于负载纳米光催化剂的净污载体为多孔玻璃、玻璃纤维；所述光催化净化体为负载锐钛矿型纳米二氧化钛的玻璃纤维网，单片玻璃纤维网尺寸为长10 cm×宽5cm×厚0.5cm，孔径为100目，

锐钛矿型纳米二氧化钛负载方法为浸渍-提拉法，具体步骤包括：

1）制备光催化剂溶胶，具体为在磁力搅拌器转速为1000rpm搅拌条件下搅拌，将前驱体钛酸正丁酯的异丙醇溶液匀速滴加到pH为2.5的稀硝酸水溶液中，硝酸与钛酸正丁酯的摩尔比分别为76：1.42，75℃恒温搅拌，300rpm，回流24小时后用旋转蒸发去除醇类，最终得到锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶；

2）玻璃纤维网预处理，将玻璃纤维网格帘在开水中煮沸10分钟后用冷水彻底清洗，在室温下晾干；

3）浸渍液准备，向步骤1）制备的光催化溶胶中加入终浓度为30 g/L的有机硅添加剂和2g/L的脂肪醇聚氧乙烯醚；所述终浓度是各自在最终形成的浸渍液中的浓度；

4）浸渍-提拉处理，将经预处理的玻璃纤维网格帘在步骤3）准备的浸渍液中浸泡15-20分钟，提出在空气中放置5min，重复以上浸渍-提拉步骤两次，使玻璃纤维网格帘带浸渍液，最后将玻璃纤维网格帘经100℃预烘2分钟，然后再在150℃焙烘1分钟；

若负载纳米光催化剂的净污载体为分散小块，将其放入净化球或净化网后再用连接绳悬挂在位于上层的侧支架上，即悬挂于上层套环侧面连接的侧支架上；若负载纳米光催化剂的净污载体为形状规则平整的块状，则直接悬挂于上层侧支架上，即直接悬挂于上层套环侧面连接的侧支架上；光催化净化体置于装置上层，以便充分接触光照，对污染物进行光催化降解。