CN101333041B - 生态浮岛及其建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态浮岛及其建造方法，包括浮岛单元外框(1)、外框盖子(2)、浮体填料(3)、种植杯(4)和种植管(5)。浮体填料(3)、浮体填料(3)上生长的微生物和植物根系三者协同作用下，形成一个良性生态平衡，对污染水体进行持续不断地处理；同时本发明可种植的植物种类多样，所以可进行轮种或套种，形成立体种植、四季种植的效果，治理效果和景观效果四季延续；采用种植杯(4)和种植管(5)设计，降低生态浮岛建造的工作量，提高了植物培植的成活率；此外本发明的生态浮岛可以层叠组装，使治污效率大大提高。
Description
技术领域：
本发明涉及水体污染治理领域，具体讲是一种用于河道、湖泊、小型生活污水等水域水体治理的生态浮岛及其建造方法。
背景技术：
近年来，水污染已越来越成为人们关注的话题。如这些年城市和城镇河道中水体被任意排放的工农业生产污水污染，对居民的生活饮用水构成了极大的威胁，更严重的是发生了一些重大的水污染事件，让人感到痛心和担忧。据国家环保总局发布的《2007年环境状况公报》显示，水污染形势依然严峻。
湖泊、水库、城市河道中水体污染主要是水体的富营养化造成的，由于湖泊、水库的水体流动性差，自净能力低，所以富营养化比较严重，即天然水体由于过量营养物质(主要是指氮、磷等)的排入，藻类及其他浮游生物迅速繁殖，造成水质恶化。这些营养物质主要来自农田施肥、城市生活污水和工业废水。2007年太湖、巢湖、滇池等重要湖泊的“蓝藻事件”就是富营养化问题而引起的。尽管国家加大了水环境治理力度，但总体看，水环境恶化趋势尚未得到根本扭转。
目前，生态浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能，在水库、湖沼或池塘等水域得到广泛的应用，但现有的生态浮岛功能单一，只有种植在生态浮岛上的植物及植物根系附着的微生物能吸收和转化污染物，生态浮岛的其他装置对污染水体没有治理功能；现有生态浮岛的浮体一般采用泡沫、塑料瓶等，植物种植在泡沫、塑料瓶上部但植物的死亡率高，而且不利于植物的正常生长，此外，上述泡沫、塑料瓶等也给水体带来了二次污染的问题；现有生态浮岛由于结构的限制，种植品种单一，一般只能种植挺水植物，而且大多直接在浮岛上播种或种植植物幼苗，植物死亡率高，操作不方便，景观效果和污水治理效果体现慢，养护管理难度大。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种浮体填料本身能吸收转换污染物，不会产生二次污染问题的，且能即时起到净化水质效果的生态浮岛。
本发明的技术解决方案是提供一种具有以下结构的生态浮岛，本发明生态浮岛包括镂空的浮岛单体框架外还包括浮体填料；浮岛单体框架包括网状镂空状的浮岛单体外框和外框盖子，浮体填料颗粒的粒径大于浮岛单体外框和浮岛单体外框盖子的网状孔的孔径，以使框内的浮体填料在水中不漏出框外而逃失；浮体填料为采用具有吸附功能、微生物附着能力强、容重小、比表面积大的无污染颗粒——轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭中的一种或一种以上的组合，由于浮体填料的种类和组合的不同，它们所提供的浮力也就不同，所以通过选择单独一种或一种以上的不同浮岛填料的组合和总的浮体填料的量即可满足不同水体和不同生态浮岛所需浮力的要求。
浮岛单体外框底部上开有一个或多个用于放置种植杯的种植杯孔I，外框盖子也开有一个或多个用于放置种植杯的种植杯孔II，且种植杯孔I的轴线和种植杯孔II的轴线在同一垂直线上。种植杯主要用于种植挺水植物；外框盖子上开有一个或多个用于放置种植管的种植管孔，种植管主要用于种植陆生植物和小型挺水植物，种植杯内添加上述的浮体填料或其他如海绵、布条等作为挺水植物生长的基质，由于陆生植物在水中易烂苗烂根，所以种植陆生植物的种植管必须调整好与水面的高度；浮岛单体外框边缘设有反边(翻边)，反边上设有连接孔及固定浮岛单体外框和外框盖子的锁扣装置，通过反边上的连接孔可以使多个浮岛单体组合拼装成一个整体，锁扣装置用来固定浮岛单体外框和盖子。
浮岛单体外框底部上开有一个或多个突出浮岛单体外框底部向下的插销，且种植管孔的轴线和插销的轴线在同一垂直线上。插销的作用是当生态浮岛超过一层时，上层浮岛单体外框底部上的插销插入种植管孔内，以增加了多层生态浮岛的稳定性；生态浮岛进行层叠组合拼装时，不种植植物或种植沉水植物的浮岛单体通过浮岛外框边缘的彼此连接形成一个水平面的整体并沉于水面以下，可增加生态浮岛与污染水体的接触面积，从而大大提高了治污效率。
本发明另一目的的技术解决方案是这样实现的，包括以下步骤：
A、预制或订购浮岛单体外框、外框盖子、浮体填料、种植杯和种植管；
B、根据水体的污染程度和生态浮岛提供浮力的要求不同，选取轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、竹炭、活性炭中的一种或一种以上的组合作为浮体填料装入生态浮岛外框内，浮体填料颗粒的粒径大于浮岛单体外框和浮岛单体外框盖子的镂空孔的孔径；
C、盖上外框盖子，将外框盖子和浮岛单体外框用锁扣装置锁紧；
D、将加了浮体填料和盖上盖子的浮岛单体的浮岛单体外框边缘彼此连接，使多个浮岛单体组合成一个整体；
E、植物的种植，不同种类的植物采用不同的种植方法：
挺水植物采用种植杯种植，种植杯置于种植杯孔I和种植杯孔II内，调整种植杯高度，使挺水植物的根系没入水面以下；
陆生植物采用种植管种植，种植管内添加一些浮体填料或海绵、布条等作为植物生长的基质，使陆生植物的部分根系高出水面，一般要求根系的三分之一左右高出水面，以保证陆生植物成活；
小型挺水植物采用种植管种植，种植管内添加一些浮体填料或海绵、布条等作为植物生长的基质，调整种植管高度，使小型挺水根系没入水面以下；
浮水植物直接将植物根茎插入外框盖子的网状镂空孔或种植管孔内种植，使浮水植物的茎叶浮于水面；
沉水植物的根茎插入外框盖子的网状镂空孔和种植杯孔壁内种植。
采用以上结构和方法后，与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：
本发明的生态浮岛功能多样，不但培植在生态浮岛上的植物能吸收和转化污染物，且生态浮岛的浮体填料对污染水体也有治理功能；浮体填料采用轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭中的一种以上的组合，不会给水体带来了二次污染的问题；培植的植物以浮体填料为生长基质，是生态浮岛根系附近的基质中有氧的存在，这样在根系附近的基质中生长有大量的好氧菌，离根系远的基质中则有许多厌氧菌和兼性厌氧菌生存，所以生态浮岛成为一个好氧、缺氧和厌氧反应器，能降解去除多种多样的污染物；浮体填料因为有较好的微生物生长条件，微生物、植物根系和浮体填料的相互作用，使浮体填料更加不容易堵塞老化，提高了浮体填料对污染物的吸附和转化处理能力；可供选择培植的植物种类多样，根据不同水体的污染程度和治理要求不同可选择陆生植物、挺水植物、沉水植物和浮水植物，所以也就可以根据需要进行轮种或套种，形成立体种植、四季种植的效果，治理效果和景观效果四季延续；采用种植管和种植杯设计，有利于植物的移栽、管理和收割，种苗可以在大棚育苗基地内预先在种植管和种植杯内培育，培育了植物的种植管和种植杯在建造生态浮岛时采取整体移栽，提高植物的成活率，即时起到净化水质和形成观赏景观的效果，且后续的日常管理中使补苗、收割和养护带来便利。
作为改进，浮岛单体外框和外框盖子可以预先制成一个内部已经填加浮体填料的框架整体；组装好的生态浮岛应用于不平稳的水域时，可在水底打桩，然后生态浮岛装置通过绳子与桩固定，也可将生态浮岛装置通过绳子与水面下的锚固定，从而增加生态浮岛整体的稳定性。
附图说明：
图1为本发明生态浮岛单体结构透视图；
图2为本发明生态浮岛实施例1侧视图；
图3为本发明生态浮岛实施例2侧视图；
图4为本发明生态浮岛实施例3侧视图；
图中所示：1、浮岛单体外框，2、浮岛单体外框盖子，3、浮体填料，4、种植杯，5、种植管，6、种植杯孔I，7、种植杯孔II，8、种植管孔，9、连接孔，10、锁扣装置，11、反边，12、插销，13、浮岛单体框架，14、挺水植物，15、浮水植物，16、沉水植物，17、陆生植物，18、水面，19、锚。
具体实施方式：
下面结合附图和各具体实施方式对本发明作进一步说明：
首先预制或订购浮岛单体外框1、外框盖子2、浮体填料3、种植杯4和种植管5；并根据水体的污染程度和生态浮岛提供浮力的要求不同，选取轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭中的一种或一种以上的组合作为浮体填料3装入生态浮岛外框内；盖上外框盖子2，将外框盖子和浮岛单体外框用锁扣装置12锁紧；接下来将加了浮体填料3和盖上盖子2的浮岛单体的浮岛单体外框1边缘彼此连接，使多个浮岛单体组合成一个水平面的整体。
生态浮岛最上层植物的种植根据不同种类的植物采用不同的种植方法：
挺水植物14采用种植杯4种植，种植杯4置于种植杯孔I6和种植杯孔II7内，调整种植杯4高度，使挺水植物14的根系没入水面18以下；
陆生植物17采用种植管5种植，种植管5内添加一些浮体填料3或海绵、布条等作为植物生长的基质，使陆生植物17的部分根系高出水面18；
小型挺水植物采用种植管5种植，种植管5内添加一些浮体填料3或海绵、布条等作为植物生长的基质，调整种植管5高度，使小型挺水根系没入水面18以下；
浮水植物15直接将植物根茎插入外框盖子2的网状镂空孔或种植管孔8内种植，使浮水植物15的茎叶浮于水面18；
沉水植物16的根茎插入外框盖子2的网状镂空孔和种植杯孔壁内种植。
其中，下层的植物浮岛可以不种植任何植物，当种植植物时不采用种植杯4和种植管5，且种植的植物只能是沉水植物16，沉水植物16的根茎插入外框盖子2的网状镂空孔和种植杯孔壁内种植。
多层的生态浮岛的层与层之间组合时，上层浮岛单体外框1底部上的插销12插入种植管孔8内，增加了多层生态浮岛的稳定性。
最后根据具体的情况需要，组装好的生态浮岛应用于水面18不平稳的水域时，可以在水底打桩，然后生态浮岛装置通过绳子与桩固定来增加生态浮岛的整体稳定性；也可以将生态浮岛装置与水面18下的锚19通过绳子连接来固定从而增加生态浮岛的整体稳定性。
实施例1
如图1和图2所示的本实施例的种植混合型植物种类的生态浮岛，首先根据水体的污染程度和生态浮岛所需浮力的要求不同，选取浮体填料中的轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭中的单独一种或一种以上的组合作为浮体填料3装入生态浮岛外框1内；然后盖上生态浮岛单体外框盖子2，用锁扣装置12将盖子锁紧。
再将加了浮体填料3和盖上外框盖子2的浮岛单体入水组合拼装，浮岛单体外框反边11边缘的连接孔9之间通过连接环彼此连接，使多个浮岛单体组合成一个水平面上的整体；接下来就是植物的种植：
挺水植物14采用种植杯4种植，种植杯4置于种植杯孔I6和种植杯孔II7内，调整种植杯4高度，使挺水植物14的根系没入水面18以下；
陆生植物17采用种植管5种植，种植管5内添加一些浮体填料3或海绵、布条等作为植物生长的基质，使陆生植物17的部分根系高出水面18；
小型挺水植物14采用种植管5种植，种植管5内添加一些浮体填料3或海绵、布条等作为植物生长的基质，调整种植管5高度，使小型挺水根系没入水面18以下；
浮水植物15直接将植物根茎插入外框盖子2的网状镂空孔或种植管孔8内种植，使浮水植物15的茎叶浮于水面18；
沉水植物16的根茎插入外框盖子2的网状镂空孔和种植杯孔壁内种植。
最后根据具体的情况需要，组装好的生态浮岛应用于水面18不平稳的水域时，可以在水底打桩，然后生态浮岛装置通过绳子与桩固定来增加生态浮岛的整体稳定性；也可以将生态浮岛装置与水面18下的锚19通过绳子连接来固定从而增加生态浮岛的整体稳定性。
通过以上步骤建造的生态浮岛培植有挺水植物14、浮水植物15、沉水植物16和陆生植物17，培植的植物类型多样，景观立体感强，浮水植物15和陆生植物17能有效处理浅层污染水体，挺水植物(14)根系发达，能有效处理污染水体。
实施例2
如图1和图3所示的本实施例的层叠型种植混合型植物种类的生态浮岛，首先根据水体的污染程度和生态浮岛所需浮力的要求不同，选取浮体填料中的轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭中的单独一种或一种以上的组合作为浮体填料3装入生态浮岛外框1内；然后盖上生态浮岛单体外框盖子2，用锁扣装置12将盖子锁紧。接下来将加了浮体填料3和盖上盖子2的浮岛单体的浮岛单体外框1边缘彼此连接，使多个浮岛单体组合成一个水平面的整体。
置于下层的多个浮岛单体组合成一个水平面的整体种植物时不采用种植杯4和种植管5，且种植的植物只能是沉水植物16，沉水植物16的根茎插入外框盖子2的网状镂空孔和种植杯孔壁内种植；置于下层的多个浮岛单体组合成一个水平面的整体可以不种植任何的植物。
多层的生态浮岛的层与层之间组合时，上层浮岛单体外框1底部上的插销12插入种植管孔8内，增加了多层生态浮岛的稳定性。
根据不同种类的植物采用不同的种植方法，最上一层的多个浮岛单体组合成的一个水平面的整体进行植物的种植：
挺水植物14采用种植杯4种植，种植杯4置于种植杯孔I6和种植杯孔II7内，调整种植杯4高度，使挺水植物14的根系没入水面18以下；
陆生植物17采用种植管5种植，种植管5内添加一些浮体填料3或海绵、布条等作为植物生长的基质，使陆生植物17的部分根系高出水面18；
小型挺水植物14采用种植管5种植，种植管5内添加一些浮体填料3或海绵、布条等作为植物生长的基质，调整种植管5高度，使小型挺水根系没入水面18以下；
浮水植物15直接将植物根茎插入外框盖子2的网状镂空孔或种植管孔8内种植，使浮水植物15的茎叶浮于水面18。
最后根据具体的情况需要，组装好的生态浮岛应用于水面18不平稳的水域时，可以在水底打桩，然后生态浮岛装置通过绳子与桩固定来增加生态浮岛的整体稳定性；也可以将生态浮岛装置与水面18下的锚19通过绳子连接来固定从而增加生态浮岛的整体稳定性。
通过本实施例的层叠组装，使生态浮岛的水体的治理效率大大提高，治理污染水体由面至体，形成“立体净化”的效果。
实施例3
如图1和图4所示的本实施例的种植沉水混合型植物种类的生态浮岛，首先根据水体的污染程度和生态浮岛所需浮力的要求不同，选取浮体填料中的轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、塑料球、木炭、竹炭和活性炭中的单独一种，或一种以上的组合作为浮体填料3装入生态浮岛外框1内；然后盖上生态浮岛单体外框盖子2，用锁扣装置12将盖子锁紧。
再将加了浮体填料3和盖上外框盖子2的浮岛单体入水组合拼装，浮岛单体外框反边11边缘的连接孔9之间通过连接环彼此连接，使多个浮岛单体组合成一个水平面上的整体；接下来就是植物的种植，挺水植物14采用种植杯4种植，种植杯4置于种植杯孔I 6和种植杯孔II7内，调整种植杯4高度，使挺水植物14的根系没入水面18以下；沉水植物16直接将植物根茎插入浮岛单体盖子2的网状镂空栅格内，沉水植物16整体沉入水体。
最后根据具体的情况需要，组装好的生态浮岛应用于水面18不平稳的水域时，可以在水底打桩，然后生态浮岛装置通过绳子与桩固定来增加生态浮岛的整体稳定性；也可以将生态浮岛装置与水面18下的锚19通过绳子连接来固定从而增加生态浮岛的整体稳定性。
通过以上步骤建造的生态浮岛培植有沉水植物16和挺水植物14，沉水植物16和挺水植物14均能有效处理深层污染水体。
Claims (2)
1.一种生态浮岛的建造方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、预制或订购浮岛单体外框(1)、外框盖子(2)、浮体填料(3)、种植杯(4)和种植管(5)；
B、根据水体的污染程度和生态浮岛提供浮力的要求不同，选取轻质闭孔珍珠岩、浮石、蛭石、陶粒、竹炭、活性炭中的一种或一种以上的组合作为浮体填料(3)装入生态浮岛外框内，浮体填料(3)颗粒的粒径大于浮岛单体外框(1)和浮岛单体外框盖子(2)的镂空孔的孔径；
C、盖上外框盖子(2)，将外框盖子和浮岛单体外框用锁扣装置(12)锁紧；
D、将加了浮体填料(3)和盖上外框盖子(2)的浮岛单体的浮岛单体外框(1)边缘彼此连接，使多个浮岛单体组合成一个整体，并将上层浮岛单体外框(1)底部上的插销(12)插入下层外框盖子(2)的种植管孔(8)内，使得多个浮岛单体层叠组装成一个整体；
E、植物的种植，不同种类的植物采用不同的种植方法：
挺水植物(14)采用种植杯(4)种植，种植杯(4)置于种植杯孔I(6)和种植杯孔II(7)内，调整种植杯(4)高度，使挺水植物的根系没入水面(18)以下；
陆生植物(17)采用种植管(5)种植，种植管(5)内添加一些浮体填料(3)或海绵、布条作为植物生长的基质，使陆生植物(17)的部分根系高出水面(18)；
小型挺水植物采用种植管(5)种植，种植管(5)内添加一些浮体填料(3)或海绵、布条作为植物生长的基质，调整种植管(5)高度，使小型挺水根系没入水面(18)以下；
浮水植物(15)直接将植物根茎插入外框盖子(2)的网状镂空孔或种植管孔(8)内种植，使浮水植物(15)的茎叶浮于水面(18)；
沉水植物(16)的根茎插入外框盖子(2)的网状镂空孔和种植杯孔壁内种植。
2.根据权利要求1所述的生态浮岛的建造方法，其特征在于：还包括将生态浮岛装置通过绳子与锚(19)固定。
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