[发明专利]一种生物质炭基多功能漂浮湿地系统

说明书

本发明公开了一种用于修复染水体的生物质炭基多功能漂浮湿地系统，包括：海绵炭浮床；固定网；固定装置；生物质炭电极；LED灯；植物以及设置在所述海绵炭浮床下方的电极生物膜装置。本发明适应不同水利条件的稳固要求，可应用于修复河道等各类水体，可有效降低水体氮、磷、有机物等污染物质含量；本发明采用的生物质基海绵炭不仅避免了使用额外的浮力部件，还能促进湿地植物生长，解决了传统浮床植物成活率低，浮体易造成二次污染的难题，快速构建水生态景观，提升环境效应；本发明在去除污染物的同时，能够产电供LED灯发光，不需要额外增加电耗；且漂浮湿地可种植经济作物，提升经济价值，经济效益明显。

技术领域

本发明涉及废弃生物质资源化及污染水体治理领域，具体涉及一种生物质炭基多功能漂浮湿地系统。

背景技术

随着中国经济社会的快速发展，生活污水排放量急剧增长，河道水体污染问题日益突出；同时，农业上过量施用的农药、化肥会随地表径流汇入河道，使河道中氮、磷、有机物含量超标，引起水体富营养化。漂浮湿地是较为有效的富营养化水体修复技术，在河道的修复中应用广泛。传统漂浮湿地以植物为主体，通过植物根系摄取水体中的氮、磷等营养物质，达到净化水体的目的。

然而，随着生态漂浮湿地技术研究和应用的不断深入，有关生态漂浮湿地的缺陷性和不足之处也逐渐显示。传统生态漂浮湿地的基质和填料以沙石、陶粒为主，对氮、磷、有机物吸附能力差；植物难以从中摄取足够的营养物质，成活率低，易腐烂；浮体部分主要由PVC塑料组成，安装费力耗时，具有二次污染的风险；而且传统的漂浮湿地仅利用植物去除污染物，功能单一，水体净化效率低。

生物质炭是以生物质为原料，经高温热解制备而成的多孔炭材料，比表面积大，表面官能团丰富，能够有效吸附水体中氮、磷、有机物等污染物；而且部分生物质炭具有良好的导电能力，能够用于制备电极材料，通过生物质炭电极构成的微生物燃料电池，能够加速水体中的有机物分解；湿地植物能够回收利用作为制备生物质炭的原材料。因此，本发明涉及的生物质炭基多功能漂浮湿地系统，能够解决现有技术的不足。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供了一种用于修复染水体的生物质炭基多功能漂浮湿地系统，以解决传统漂浮湿地基质功能性差、植物易腐烂、具有二次污染风险的难题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种生物质炭基多功能漂浮湿地系统，包括：

海绵炭浮床；

包覆所述海绵炭浮床的固定网；

与所述固定网连接的固定装置；

设置在所述海绵炭浮床内的生物质炭电极；

与所述生物质炭电极连接的LED灯；

种植在所述海绵炭浮床上的植物

以及设置在所述海绵炭浮床下方的电极生物膜装置。

本发明中，所述海绵炭浮床包覆在固定网内；所述海绵炭浮床是由能够漂浮的海绵炭构成，所述海绵炭是由孔隙发达的高吸附性生物质炭粘结构成；海绵炭浮床配有生物质炭电极，所述生物质炭电极是由多孔生物质炭制备而成；所述植物能够种植于海绵炭浮床上。从上述方案可以看出，本发明是利用自身具备漂浮能力的海绵炭浮床来种植植物的，不需要额外的塑料浮体为湿地提供漂浮功能；高吸附性海绵炭还具备有效吸附水体中氮、磷、有机物等污染物的作用，一方面能够加速水体污染物的去除，另一方面起到富集植物生长所需营养物质的功能，促进植物生长；海绵炭浮床孔隙发达，植物根系能够自由生长于其中，摄取其吸附的营养物质，从而达到海绵炭浮床吸附能力再生的目的。