專利名稱：一種物理肺式增氧生物礁及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種物理肺式增氧生物礁及其使用方法。
背景技術：
通常水體飽和溶解氧在10mg/l左右，當水體溶解氧低于％ig/l時會影響大部分魚蝦，水生植物和好氧菌落的生存。一般認為天然溶解氧2成來自水面空氣接觸，8成來自水體藻類和大型植物光合產氧。一般晴天水面和透光度好的上層水體由于風浪增氧和水生植物光合產氧的原因不會缺氧，但在夜晚，養(yǎng)殖魚塘水體中下部，低透光率湖泊河道底部，富營養(yǎng)化水體深水區(qū) (通?；緹o光線透入，且生物量大)等因植物產氧不足，又缺乏水面溶解氧補充，溶解氧往往僅為o-aiig/i，這種缺氧環(huán)境適合厭氧菌大量繁殖，往往導致大量硫化氫，甲烷，氨氣等有害代謝氣體的產生，這些氣體上升到水層上部會污染水體，同時厭氧菌分泌的有機酸導致結合態(tài)磷絡合分解轉化為溶解磷釋放到水體造成水體富營養(yǎng)化。此外，很大一部分高經濟價值的水產養(yǎng)殖對象如蝦蟹鮑魚等主要棲息于水底，因此水底增氧意義遠大于現有常見的水面增氧。常規(guī)使用方法是利用增加水與空氣接觸面積來達到增氧效果的，常見方法有化學法在水中投放過氧化鈣，過碳酸鈉，緩釋過氧化氫等。這些藥劑可以下沉到水底產氧，因成本高一般用于應急增氧，在江河湖泊修復和水產養(yǎng)殖常規(guī)維護中基本未見。生物法使用人工光照使生物產氧，因成本過高無使用價值；使用水生植物增氧， 因受到夜晚水生植物耗氧呼吸問題和水體透光率問題而效果受限。物理增氧主要有三類機械增氧，跌水增氧，流水增氧。1.機械增氧目前最高效率的為溶氣增氧，效率較好的有微孔管盤曝氣增氧和氣石曝氣增氧；效率低的傳統(tǒng)水車式增氧，射流增氧；這些方法均需大量電力。處于試驗發(fā)展階段的還有常規(guī)免電力的風力，太陽能攪拌增氧。由于曝氣增氧可對水底有效增氧因此目前應用較多。機械增氧主要缺陷是能耗很高，空氣中氧氣利用率相當低(一般在6%以下，其原因在于氣泡在水中停留時間短，來不及形成氣/液平衡即脫離水面，如使用微米氣泡和納米氣泡雖可提高氧氣利用率，但因輸氣管道阻力或溶氣壓縮機機械能耗劇烈增大，除污水處理廠氣浮用途外成本上很難接受)，對設備數量和電力需求要求嚴格，在水產養(yǎng)殖區(qū)使用價值很大，但在無法大量供電，且對處理成本要求苛刻的大型河道湖泊淺海不能使用。太陽能和風能單位能量低，設備過貴，增氧效果差，目前尚難與機械曝氣競爭。2.跌水增氧。通過流水在跌落過程中與空氣接觸而增氧。該技術可進行整個水體的增氧，效果較好，在有落差的河道水渠實施增氧無需能量，是一種值得大力發(fā)展方法。但在大型河流湖海使用則需要巨大電力泵水，從而失去其應用價值。3.日本在琵琶湖治理中采用了一種低成本新技術——耕水機。是利用太陽能，風能，小功率電機帶動槳葉，將耕水機附近水體底部的水提升到水面與空氣自然接觸增氧，在整個水體形成緩慢環(huán)流。該技術可減輕水體底部溶解氧不足問題，但在陰雨天和夜間由于水體整體溶解氧量不足，依然需要依靠現有傳統(tǒng)水面葉輪，射流增氧泵，或者曝氣管補充增氧，因此仍然受到電力供應和設備的制約，另外，耕水機由于設置在水面，易為大風浪所破壞也是一個難以解決的問題。水體凈化生態(tài)體系是利用水中微生物，漂浮植物，固定的大型藻類和水生高等植物，浮游動物，魚蝦螺蛘等的生態(tài)行為，來達到水體凈化和形成生態(tài)循環(huán)目的的。基于景觀，健康和經濟利用目的，人類一般不易接受水體微藻和漂浮植物(這些對水質要求低)的過度成長，往往企圖使用微生物床，生物浮島，生物濕地來進行水體凈化，并利用魚蝦螺蛘來控制這些特定生物群落的數量。這些生態(tài)修復需要的兩個關鍵因素是光照和溶解氧。微生物床最初應用于污水處理廠，在美國首先發(fā)展成立體的垂直流生態(tài)床，用于景觀水和小徑流河道處理收效良好，存在主要問題為1.沉積物易堵塞過濾層，2.未形成生態(tài)循環(huán)體系，因此不易清理過量微生物。其原理為跌水增氧+兼氧微生物群落+過濾層，其核心技術在于利用跌水增氧來建立大量微生物群落。另外。大型水體濕地，底泥部分微生物均具備微生物床的功能，但因受到溶解氧限制，凈化效率高的好氧，兼氧微生物群落不發(fā)達，導致凈水效果不足。生物浮島和浮床日本首創(chuàng)，為解決深水處透光和溶解氧不足難以種植沉水植物而發(fā)展起來，由種植在水面板筏上或繩圍內的植物+水下加掛的生物膜組成，具備良好景觀作用和較弱的凈水功能。因成本高(常規(guī)在200元/平方米左右，簡易型約20元/平方米)抗風浪能力差，生物量增長慢，植物釋放的氧難以成為水體溶解氧，一般只能作為景觀水體輔助凈化用。因未形成穩(wěn)定生態(tài)體系，當水質和水文狀況發(fā)生明顯變化時生物浮島容易崩潰。生物濕地為淺水區(qū)利用充足光照和岸邊水體高溶解氧基礎上形成的包含微生物， 植物，動物的生態(tài)體系，有良好的水體凈化效果。因已形成生態(tài)體系而具備較生物浮島高的穩(wěn)定性，缺陷在于目前只能建設或形成在水體岸邊，或者是水很淺的河床湖泊內，水體渾濁時生物濕地因光照不足和水草氣孔堵塞容易崩潰，抗風浪能力差。此外，各國經常在近海投放大量輪胎等物形成人造礁，以供海洋藻類和浮游生物附著，從而形成魚類聚集繁殖區(qū)。理論上人造礁穩(wěn)定性要高于上述3種方法，且同時具備一定的凈水能力。但存在的缺點是附著的產氧植物少，且無外來增氧功能，難以作為水體凈化裝置使用。綜上所述，單純增氧不易對水體中污染物進行凈化，單純生物治理又收到光照和溶解氧的限制難以大規(guī)模發(fā)展，因此近十年各國學術界逐漸注意到二者復合的研究，生物柵，生物網箱，曝氣生物床，曝氣浮島，曝氣濕地等模式被提出并發(fā)現效果明顯優(yōu)于單獨實施。其中，形成較穩(wěn)定生態(tài)結構的曝氣生物網箱和曝氣生物柵成為最受到關注的方向。但這二者均利用微孔曝氣技術，因增氧氣泡的劇烈攪動或跌水時劇烈水流不利于生態(tài)體系的構建，因此目前只能采取低功率的增氧。此外因電力設備限制這些技術理論上難以推廣到大水體凈化中。因此急需一種適合在電力供應難，水文環(huán)境復雜的大型水域使用的增氧——水體凈化綜合技術，要求同時具備運作成本遠低于現有各種增氧技術且可對各水層進行增氧；具備水體凈化能力和促進生態(tài)環(huán)境的形成；基本不受風浪影響；維護簡便使用壽命長的設備和方法顯得尤為重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供了一種物理肺式增氧生物礁及其使用方法。本發(fā)明交叉結合了增氧和水體凈化雙重功能，一方面，物理肺式增氧生物礁在有光條件下增添了生物增氧功能。另一方面，充氣增氧也為生物礁生態(tài)體系的穩(wěn)定提供了保障。為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是首先在大自然中，有一種可生活在水中的動物-水蜘蛛。水蜘蛛善于在水生植物之間吐絲結網。由于在網下儲存氣泡，使原本開展的蛛網成了鐘罩形，如同一個小型沉箱， 它們便在沉箱里安營扎寨，雌蛛還在其中產卵孵化。水蜘蛛所擁有的氣泡群不僅是儲氧器， 還是一種制氧器——能不斷地從周圍的水中吸取氧。這就是人們稱之為“物理肺”的供氧裝置。水蜘蛛在呼吸過程中使氣泡中的氧濃度逐漸下降，一旦氧含量低于16% (二類水質時)，溶于水中的氧便會自行補充進氣泡內來。通常蜘蛛處于休息狀態(tài)時，物理肺足以保證供氧；當耗氧量過大，水中含氧的氣泡補充就會供不應求，而氣泡內的其他氣體的比例就會隨之上升，直至大大超過在空氣中的比例為止。結果是氮開始向水中擴散，而氣泡的容積也會相應變小(由于氧被耗盡)，最終，蜘蛛不得不再次拋頭露面于水上、重新為儲氧器充氧。本發(fā)明就是利用了上述原理，發(fā)明了一種物理肺式增氧生物礁，固定在水體中，所述的物理肺式增氧生物礁采用高強度薄膜材料制作而成，在水下固定的大型開口氣囊，氣囊開口向下，氣囊底部與水底有一定距離；氣囊頂部安裝有連接管直通水面，且連接管上安裝有單向閥門，結構類似于自行車胎單向閥門，作為充放氣的控制開關，同時在氣囊外壁連接大量親水的纖維或繩，作為水生植物附著點，兼做薄膜式氣囊的加強筋，以實現保氣滲氧，附著微生物和大型水生植物，高使用壽命等多重目的；向連接管內充氣后的氣體被保留在氣囊內的上部，并直接與氣囊下部水面接觸，直觀理解相當于在水體中人為多增加幾個水面。形成物理肺式增氧生物礁。所述的物理肺式增氧生物礁，當為復雜水文狀況下時，可采用鋼或塑或水泥整體沉箱式設計的氣囊(下部有開口，以便空氣與水接觸)，以避免被外物刺破，纏繞或劇烈水流破壞；常規(guī)情況下所述的高強度薄膜材料理論上可用常規(guī)不漏氣的高分子薄膜，但一般均優(yōu)選采用親水，不易漏氣且難降解的致密編制材料，才能保證即有利于植物附著和氣液交換，又基本不漏氣的雙重功能。所述的親水，不易漏氣且難降解的致密編制材料可用各種親水材質并且其氣囊內表面用處理劑堵孔過的編織布或無紡布。為成本和工藝性考慮，進一步優(yōu)選為經加強的 (具有加強筋的)玻璃緞紋布且在氣囊內側刷涂少量疏水材料堵孔制成，以增大氣/液接觸面積，還減少了麻煩的氣囊內部清洗工作。所述的疏水材料采用蠟類，聚氟樹脂，聚硅樹脂中的一種或多種混合物，或使用各種偶聯劑中的一種。所述的疏水材料采用蜂蠟乳液或硅烷偶聯劑。所述的氣囊底部與水底的距離為要增氧的水體層距離水底的高度；所述的氣囊大小為使單個氣囊容納氣體體積為0.1-100立方米，以避免浮力過大或水流推動造成氣囊體
5的破壞；所述的氣囊采用重物錨固，樁柱固定方式固定在水中。一種物理肺式增氧生物礁的使用方法，包括如下工藝步驟在水體內多層，多處安置物理肺式增氧生物礁，(氣囊可在水體中任意選擇深度安置，可多個，多層安置，但通常避開風浪大，缺氧幾率少，有航行需求的水體上層；通常越靠近水體底部安置的氣囊個數越多，以改善水底較嚴重的缺氧狀況。)使用船載充氣機械，利用連接管對氣囊進行充氣，充氣量一般選擇氣囊總容積的1/2-3/4，充氣過多容易造成氣體溢出攪渾水體甚至氣囊翻轉等故障。充氣后保持一定時間，此時水體與物理肺式增氧生物礁通過氣/液接觸面發(fā)生緩慢的氣體交換，水體中二氧化碳，硫化氫，甲烷有害物質向氣囊內擴散，氣囊內氧氣向水體擴散，當氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到一定程度(例如如10% -14% /水產養(yǎng)殖，氧氣利用率最多可> 50% ；7% -14% /污染水體修復，氧氣利用率最多可> 65% )時， 此時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣，以避免污染氣體經過水體上層時對水體的溶解污染。這樣完成一次物理肺換氣循環(huán)；重復充氣-氣體交換-放氣過程，通常每次放氣不需全部放完，以避免氣囊翻轉塌陷而影響下次充氣；由于物理肺式增氧生物礁的環(huán)圍均是富溶解氧區(qū)且水體擾動較小，又有大量纖維，繩等附著點，因此在物理肺式增氧生物礁的上部到下部都很容易繁殖大量水草，絲狀藻，微生物等，并根據光照的逐步減弱，形成從上而下為水草-大型藻-微生物，可根據水質變化和光照變化而自行交替的水生生物系統(tǒng)。 該系統(tǒng)與被富氧富食物的小環(huán)境引誘而來的浮游動物，魚蝦等形成一個可循環(huán)的小型開放生態(tài)循環(huán)體系，該體系稱之為物理肺式增氧生物礁系統(tǒng)。所述的物理肺式增氧生物礁附近增設有小型耕水設備以擾動水體，大幅度加快水體增氧速度，適用于水流平緩時。所述的對氣囊進行充氣采用充空氣，缺氧嚴重時采用氧氣。所述的充氣后保持時間根據水質情況，水流速度，氣囊大小，氣囊材質選擇6-72 小時。所述的當氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到一定程度是指當處理水產養(yǎng)殖水體時氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到10% -14%時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣，此時氧氣利用率最大可> 50% ；當對污染水體進行修復時氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到 % -14%時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣，此時氧氣利用率最大可> 65%。本發(fā)明的有益效果為第一，因用常規(guī)軟管充氣阻力小，且氧氣利用率遠遠高于常規(guī)機械充氧的6% (氧氣溶解速度很慢，傳統(tǒng)曝氣或射流時微氣泡在水體停留時間通常在幾十秒，跌水拍水時氣液接觸時間更短，均遠未達到氣液平衡狀態(tài)。而本工藝氣體在水中停留時間高達6-72小時，足以達到氣液平衡)，因此能量損耗遠遠低于目前通用的各種物理使用方法；一臺船載充氣機械即可對廣大水域的大量物理肺式增氧生物礁進行作業(yè)，解決了江河湖海大水體受到電力供應限制難以增氧的難題。第二、該工藝增氧時為氧氣靜態(tài)溶出，底部有害氣體通過“呼吸”的方式由物理肺式增氧生物礁直接排出水體而不污染上層水體，這意味著目前國際上仍難以解決的夜間增氧問題獲得解破。第三、物理肺式增氧生物礁因可大量在水下進行立體安置，可通用于微生物，藻類，高等植物的附著，從而形成多種多樣的好氧性開放式生態(tài)系統(tǒng)，不再受限于水面風浪，透光度，水深等因素制約，這意味著大型水體已可實施全方位水體生態(tài)凈化。其構成的穩(wěn)定小型生態(tài)點還可以作為經濟魚類誘集繁殖捕撈點。第四、物理肺式增氧生物礁的結構僅為簡易的帶管道親水氣囊，制造成本與簡易型生物浮島相當，遠低于機械增氧設備投資。因主要在水下作業(yè)且無機械磨損，因此使用壽命長。縱上所述，本發(fā)明交叉結合了增氧和水體凈化雙重功能，一方面，物理肺式增氧生物礁在有光條件下增添了生物增氧功能。另一方面，充氣增氧也為生物礁生態(tài)體系的穩(wěn)定提供了保障。
具體實施例方式實施例1本實施例的物理肺式增氧生物礁采用致密的玻璃纖維緞紋布，在其背面噴上少量蜂蠟乳液堵孔并烘干，制成約0. 1立方米的氣囊，使氣囊外層親水內層較為疏水且大型空隙基本被堵塞，這樣制成的氣囊在水中沒有可見的漏氣現象又可以被水潤濕。氣囊表面粘附和錨固大量疏松無紡布，短繩，先浸漬磷酸鉀/膨潤土混合液后，繼續(xù)浸漬氯化鎂和氯化鐵混合溶液，以形成薄層培養(yǎng)基，再浸漬經揉搓過的絲狀藻水漿接種。氣囊接一帶有單向閥門的連接管，即為帶有自行車胎氣閥的軟管直通水面，氣囊下部通過繩子用總重約100公斤的6塊石頭固定在實驗池塘(農村灌溉用小水塘，約60平方米，中心深約1.2米，4類水質)水底，氣囊下緣距離池塘底泥25公分，上緣距水塘水面約30公分，通過軟管用自行車打氣筒打氣(充空氣，缺氧嚴重時可采用氧氣)形成物理肺式增氧生物礁，充氣量為氣囊容積的2/3。同時在氣囊下部掛上大量好氧生物膜(取自某污水處理廠活性污泥池污泥，用無紡布夾住固定)，氣囊頂固定少量金魚藻。靜止池塘氣囊安放點下有厚約10公分黑色惡臭厭氧軟質底泥，該局部的水質5 類，該處水體溶解氧l.:3mg/l (硫酸鋁絮凝后碘量法測定)。氣囊內氣體原始氧含量21% (銅氨溶液吸收法測定)。此時水體與物理肺式增氧生物礁通過氣/液接觸面發(fā)生緩慢的氣體交換，水體中二氧化碳，硫化氫，甲烷等有害物質向氣囊內擴散，氣囊內氧氣向水體擴散， 10分鐘后，取氣囊下與底泥間近氣/液接觸面水樣，測得溶解氧5. 6mg/l。48小時后開閥取氣囊氣體，測得氣體含氧量下降到7%，有明顯異味，說明物理肺式增氧生物礁具備“呼吸”性能。測得此時氣囊下部與底泥間的近氣/液接觸面水樣溶解氧2.5mg/l。數據證實增氧有效。連續(xù)60天，每M小時換氣一次，取物理肺式增氧生物礁下部表層底泥檢驗，發(fā)現已從黑色惡臭轉化為灰黑色泥腥味，生物測試其為兼氧菌落。好氧生物膜無脫落膨脹等死亡現象且已分布到整塊無紡布上，證明物理肺式增氧生物礁的環(huán)圍均是富溶解氧區(qū)且水體擾動較小，氣囊下緣與底泥間氣/液接觸面附近水樣為3-4類水質，溶解氧4. 7mg/l，氣囊上部表層明顯有藻類附著，無紡布和短繩上有很多絲狀藻附著。氣囊下部絲狀藻數量少，但有明顯的黑綠色青泥苔粘附，氣囊內部由于有涂少量疏水性物質，并將布的大氣孔基本堵塞， 因此未發(fā)現有大量微生物附著，不需要難度很大的氣囊內部清洗，保持了薄膜界面液氣交換且不易漏氣的能力。氣囊頂部金魚藻可正常存活并增多，氣囊附近有較多螺粘附和小魚出沒，密度明顯大于池塘內密度，也就是說在物理肺式增氧生物礁的上部到下部都很容易繁殖大量微生物，絲狀藻，水草等，并根據光照的情況，形成從上而下為水草-大型藻-微生物，可根據水質變化和光照變化而自行交替的水生生物系統(tǒng)。該系統(tǒng)與被富氧富食物的小環(huán)境引誘而來的浮游動物，魚蝦等形成一個可循環(huán)的小型開放生態(tài)循環(huán)體系，證明其已自行形成為物理肺式增氧生物礁系統(tǒng)，局部水質已經改善。相比而言安置在附近池塘邊的切底礦泉水桶氣囊也發(fā)綠，但生物量小且很容易脫落，說明氣囊材料與形成物理肺式增氧生物礁的能力有很大關系。當水流平緩時，為大幅度加快水體增氧速度，物理肺式增氧生物礁附近可增設有小型耕水設備。且當為復雜水文狀況下時，可采用鋼或塑或水泥整體沉箱式設計的氣囊，以避免被外物刺破，但相應地減少了氣液交換面積且水體生物附著較難；另外當處理水產養(yǎng)殖水體時氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到10% -14%時就可打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣，此時氧氣利用率最多可>50%;當對污染水體進行修復時氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到 7% -14%時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣，此時氧氣利用率最多可> 65%。 而且氣囊可在水體中任意選擇深度安置，可多個，多層安置，但通常避開風浪大，缺氧幾率少，有航行需求的水體上層；通常越靠近水體底部安置的氣囊個數越多，以改善水底較嚴重的缺氧狀況。實施例2本實施例在200升露天的塑料水箱中，裝入150升取來的劣5類水(黑臭水質，測得溶解氧為Omg/1)，同時在桶底鋪設約5公分厚的厭氧底泥(黑色，有濃臭)，用透明塑料膜封閉水箱水面以保持水體缺氧狀態(tài)。使用2個致密的玻璃纖維緞紋布(當然當性能不需要很好的情況下也可以采用切底的礦泉水桶，)在其背面噴上少量硅烷偶聯劑后烘干的氣囊，每個氣囊體積為10升，氣囊接一帶有單向閥門的連接管，即為帶有自行車胎氣閥的軟管直通水面并穿過塑料膜，氣囊直接用鐵線和木塊固定在塑料水箱中，氣囊下緣距離水箱底泥10公分，上緣距水箱水面約 10公分，在第一個氣囊下部掛放約500克活性污泥，第二個氣囊下部掛放約500克青泥苔， 通過軟管用自行車打氣筒打氣形成物理肺式增氧生物礁，充氣量為氣囊容積的3/4。12小時換氣一次。保持正常光照。12小時內多次測量發(fā)現氣囊中空氣含氧量較快下降，至12小時第一個氣囊中含氧量已剩7%，第二個氣囊則為10% (銅氨法測定)，出氣均有明顯臭味.如果持續(xù)震蕩水箱則物理肺式增氧生物礁中含氧年下降速度加速，說明水體流動有助于物理肺式增氧生物礁的增氧效果。水體不同位置含氧量不穩(wěn)定，基本在2. 0-5. 3mg/l之間波動(溶氧儀測定)， 明顯高于原先水體。持續(xù)30天觀測發(fā)現氣囊中空氣含氧量下降速度由慢而快，最后趨慢，水質逐漸好轉，30天后水質從各項參數看介于3-4類水質，從15天后水色開始變綠變清，黑色底泥逐漸變灰，水體異味逐漸消除。氣囊表面發(fā)綠，證實已開始向物理肺式增氧生物礁系統(tǒng)轉化。同樣布置，未使用本發(fā)明的物理肺式增氧生物礁的參照水箱，30天后依然是劣5 類黑臭水質，懸浮物有減少但水質但更加棕黑，臭味更加濃烈。同樣布置，使用水族用小型氣石曝氣機，按照12小時曝氣一次，每次20升空氣(1 小時)，30天后依然是劣5類水質；每12小時曝氣6小時(類似污水處理中的SBR法)，30 天后水質為3-4類，氣石曝氣時整個水體溶解氧迅速上升到5-6mg/l，明顯高于且快于物理肺的增氧效果，停止曝氣后溶解氧即很快下降至接近0，定性比較發(fā)現在相同能量損耗下， 物理肺式水體使用方法明顯好于傳統(tǒng)曝氣方法。
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權利要求
1.一種物理肺式增氧生物礁，固定在水體中，其特征在于所述的物理肺式增氧生物礁采用高強度薄膜材料制作而成，在水下固定的大型開口氣囊；氣囊開口向下，氣囊底部與水底有一定距離；氣囊頂部安裝有連接管直通水面，且連接管上安裝有單向閥門，同時在氣囊外壁連接大量親水的纖維或繩；向連接管內充氣后的氣體被保留在氣囊內的上部，并直接與氣囊下部水面接觸，形成物理肺式增氧生物礁。
2.如權利要求1所述的一種物理肺式增氧生物礁，其特征在于所述的物理肺式增氧生物礁，當為復雜水文狀況下時，采用鋼、塑或水泥材質的整體沉箱式氣囊；所述的高強度薄膜材料采用親水，不易漏氣且難降解的致密編制材料。
3.如權利要求2所述的一種物理肺式增氧生物礁，其特征在于所述的親水，不易漏氣且難降解的致密編制材料為經加強的玻璃緞紋布且在氣囊內側刷涂少量疏水材料堵孔制成。
4.如權利要求3所述的一種物理肺式增氧生物礁，其特征在于所述的疏水材料采用蠟類，聚氟樹脂，聚硅樹脂中的一種或多種混合物，或使用各種偶聯劑中的一種。
5.如權利要求4所述的一種物理肺式增氧生物礁，其特征在于所述的疏水材料采用蜂蠟乳液或硅烷偶聯劑。
6.如權利要求1所述的一種物理肺式增氧生物礁，其特征在于所述的氣囊底部與水底的距離為要增氧的水體層距離水底的高度；所述的氣囊大小為使單個氣囊容納氣體體積為0. 1-100立方米；所述的氣囊采用重物錨固或樁柱固定方式固定在水中。
7.—種如權利要求1所述的物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于包括如下工藝步驟在水體內多層，多處安置物理肺式增氧生物礁，利用連接管對氣囊進行充氣，充氣量一般選擇氣囊總容積的1/2-3/4 ；充氣后保持一定時間，此時水體與物理肺式增氧生物礁通過氣/液接觸面發(fā)生緩慢的氣體交換，水體中有害物質向氣囊內擴散，氣囊內氧氣向水體擴散，當氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到一定程度時，此時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣，完成一次物理肺換氣循環(huán)；重復充氣-氣體交換-放氣過程； 在物理肺式增氧生物礁的上部到下部會繁殖大量微生物，絲狀藻，水草，形成從上而下為水草-大型藻-微生物的水生生物系統(tǒng)；該系統(tǒng)與被吸引來的浮游動物，魚蝦螺蛘形成一個可循環(huán)的小型開放生態(tài)循環(huán)體系。
8.如權利要求7所述的一種物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于所述的物理肺式增氧生物礁附近增設有小型耕水設備；所述的對氣囊進行充氣采用充空氣，缺氧嚴重時采用氧氣。
9.如權利要求7所述的一種物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于所述的充氣后保持時間根據水質情況，水流速度，氣囊大小，氣囊材質選擇6-72小時。
10.如權利要求7所述的一種物理肺式增氧生物礁的使用方法，其特征在于所述的當氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到一定程度是指當處理水產養(yǎng)殖水體時氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到10% -14%時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣；當對污染水體進行修復時氣囊內氣體氧氣含量從正常的21%下降到7% -14%時打開氣囊連接管位于水面上的單向閥門放氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物理肺式增氧生物礁及其使用方法，固定在水體中，其特征在于所述的物理肺式增氧生物礁采用高強度薄膜材料制作而成，在水下固定的大型開口氣囊，氣囊開口向下，氣囊底部與水底有一定距離；氣囊頂部安裝有連接管直通水面，且連接管上安裝有單向閥門，同時在氣囊外壁連接大量親水的纖維或繩；向連接管內充氣后的氣體被保留在氣囊內的上部，并直接與氣囊下部水面接觸，形成物理肺式增氧生物礁。
文檔編號C02F3/10GK102249429SQ201110123399
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權日2011年5月12日
發(fā)明者戴聰杰, 陳昱霖, 陳楷翰 申請人:泉州師范學院