CN102897919A - 一种具有可再生功能的组合式生物浮岛及其构建方法 - Google Patents

Abstract

一种具有可再生功能的组合式生物浮岛，由至少两个浮岛单元相互拼接而成，所述浮岛单元为采用聚乙烯发泡棉制成的实心结构，所述浮岛单元的一侧设有多个榫舌，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽，所述浮岛单元上开设有多个贯穿浮岛单元的种植孔，所述种植孔内装入有填充料，填充料用于固定种植作物的根系。本发明还提供一种具有可再生功能的组合式生物浮岛的构建方法。本发明的生物浮岛使用聚乙烯发泡棉制成的浮岛单元相互拼接而成，由于选用聚乙烯发泡棉材料，其具有循环再造、环保、抗撞力强、重量轻、可塑性能佳、韧性强等诸多优点，且使用后可回收再成型使用；另外安装和拆换更方便、连接更牢固可靠，同时有较好的强度、弹性和整体稳定性。

Description

一种具有可再生功能的组合式生物浮岛及其构建方法

技术领域

本发明涉及富营养化水体净化技术领域，具体是一种具有可再生功能的组合式生物浮岛及其构建方法。

背景技术

上世纪七十年代以来，农药及化肥的滥用导致农村自然生态环境严重破坏，一系列的环境问题随之产生，其中最为严重的就是农村水体富营养化问题。由于水体富营养问题，中国许多地方已经出现水质性缺水。统计数据显示，85％的农村堰塘和沟渠已经超过富营养化标准，40％的农村水体已经出现黑臭现象。生态学方法作为一种利用自然界自身规律来恢复水环境的一种方法，得到大家认同。而水上种植技术，作为将环境保护和经济效益有机融合的一种处理方式，更是运用广泛。

现有技术中，水上种植技术多是通过人工生物浮岛作为水面浮力载体来实现。人工生物浮岛也称人工生物浮床，是一种能漂浮在水面上，其上种植植物的载体，用以形成生物群落、改善水域生态环境的一种特殊构筑物。浮岛制作的选材通常需要考虑材料来源的可靠性、材料的经济性、耐久性、及环保性等问题。国外一般选用橡皮艇、废轮胎、钢材、椰子纤维等可重复使用和可降解材料，用这些材料制作出来的浮岛不仅美观，而且结构稳定、使用周期长，但造价较高，不适合在我国大规模推广应用。国内使用较为普遍的是PVC管、聚苯乙烯泡沫板和竹子，但三者均存在一定的问题：PVC管制作浮岛成本较高，制作周期较长，拼接技术要求高，稍有不慎，会因为PVC管框架漏水而导致载体下沉；聚苯乙烯本身是一种白物污染物质，大范围推广后存在二次污染的问题，而且韧性较差，容易损坏；竹子浮岛本身重量较大，可移动性和景观效果差。

另外，传统生物浮岛是按照一定规格设计好浮床小单元，种植完成后在水面用绳子或者铁丝将小单元拼接成大块。这种拼接存在许多问题：小单元之间拼接不紧凑，在水面飘动时浮床之间容易发生摩擦和碰撞，损坏浮床；浮床小单元损坏之后更换困难；形状可塑性较差，现场操作时不能针对特定形状水域进行随意造型。

发明内容

本发明提供一种具有可再生功能的组合式生物浮岛及其构建方法，其主要目的在于解决现有技术生物浮岛制作成本高、拼接技术困难、可塑性差、以及二次污染的问题。

一种具有可再生功能的组合式生物浮岛，由至少两个浮岛单元相互拼接而成，所述浮岛单元为采用聚乙烯发泡棉制成的实心结构，所述浮岛单元的一侧设有多个榫舌，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽，所述浮岛单元上开设有多个贯穿浮岛单元的种植孔，所述种植孔内装入有填充料，填充料用于固定种植作物的根系。

一种具有可再生功能的组合式生物浮岛的构建方法，包括如下步骤：

A、浮岛单元制作：采用聚乙烯发泡棉制模，然后切割成多个浮岛单元，在每一浮岛单元的一侧开设多个榫舌，对应的另一侧开设与榫舌配合的多个榫槽，在每一浮岛单元上开设多个贯穿浮岛单元的种植孔；

B、种植作物栽种：在温度15-30℃条件下，选取株高15-20cm的种植作物栽种在浮岛单元的种植孔中，并用填充料固定住种植作物的根系；

C、放入水体：将栽种了种植作物的浮岛单元放置在污染水体中，使得种植作物的根系接触水面，然后将多个浮岛单元通过榫舌和榫槽的相互连接拼装形成生物浮岛。

本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛使用聚乙烯发泡棉制成的浮岛单元相互拼接而成，由于选用聚乙烯发泡棉材料，其具有循环再造、环保、抗撞力强、重量轻、可塑性能佳、韧性强等诸多优点，柔软性和缓冲型很好，不受气候条件影响，且使用后可回收再成型使用，比以往使用的浮床材料更实用和环保；另外由于相邻浮岛单元之间通过设有的榫舌和榫槽进行拼接，使本发明的生物浮岛加工容易且安装和拆换更方便、连接更牢固可靠，同时有较好的强度、弹性和整体稳定性；其人工栽培载体成本低廉，制作容易，经久耐用，推广性强；另外，浮岛单元之间可以根据水域环境自由拼装组合成任意形状，拼接紧凑，形状可塑性强。

附图说明

图1是本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛实施例一的浮岛单元的结构示意图；

图2是图1组合后的结构示意图；

图3是本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛实施例二的浮岛单元的结构示意图；

图4是图3组合后的结构示意图；

图5是本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛实施例三的浮岛单元的结构示意图；

图6是图5组合后的结构示意图；

图7是本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛实施例四的浮岛单元的结构示意图；

图8是图7组合后的结构示意图；

图9是本发明其中一个实施例的浮岛单元的剖视图。

图中：10-浮岛单元，11-榫舌，12-榫槽，13-种植孔，14-填充料，15-种植作物。

具体实施方式

本发明实施例中的可再生功能的组合式生物浮岛由至少两个浮岛单元10相互拼接而成，所述浮岛单元为采用聚乙烯发泡棉(EPE)制成的实心结构。聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，又称EPE珍珠棉，是一种新型环保的包装材料。它由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成，克服了普通发泡胶易碎、变形、回复性差的缺点，具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。所述浮岛单元10的截面可设计为多种形状，例如三角形、正方形、长方形、多边形等，下面将结合本发明中的附图和实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1所示，浮岛单元10的截面为三角形，图1中所示为等腰直角三角形，具体的还可以为其他三角形，例如还可为等边三角形等。

所述浮岛单元10的一侧设有多个榫舌11，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽12。具体的，如图1所示，浮岛单元10的一个直角侧边上间隔设有多个榫舌11，与所述直角侧边对应的另一个直角侧边上对应榫舌11间隔设有多个榫槽12。浮岛单元10的斜边上间隔设有榫舌11和榫槽12。这样，多个浮岛单元10之间可通过榫舌11和榫槽12相互拼装形成不同形状和大小的生物浮岛。如图2所示，所述可再生功能的组合式生物浮岛由四个截面为等腰直角三角形的浮岛单元10拼接而成，其中两个浮岛单元10的两个直角侧边的榫舌11和榫槽12相互嵌合，然后与另外两个浮岛单元10的两个斜边通过榫舌11和榫槽12相互嵌合，最终形成如图2所示的生物浮岛。

请一并参考图9，所述浮岛单元10上开设有多个贯穿浮岛单元10的种植孔13，种植孔13可为圆柱状。种植孔13的密度可根据种植需要钻设，本实施例中的种植孔13行间距均为34mm，种植孔13的直径为27mm。所述种植孔13内装入有填充料14，填充料14用于固定种植作物15的根系。本实施例中所述填充料14为海绵或者稻草，固定时以保证种植作物15不歪倒又不因过紧导致伤苗为宜。生物浮岛放入水中后，种植作物15的根部应能接触水面，保证种植作物15营养的正常吸收。本实施例所述种植作物15为挺水植物，具体为蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。

实施例2

如图3所示，浮岛单元10的截面为正方形。

所述浮岛单元10的一侧设有多个榫舌11，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽12。具体的，如图3所示，浮岛单元10的一个侧边上间隔设有多个榫舌11，与所述侧边相对的另一个侧边上对应榫舌11间隔设有多个榫槽12。这样，多个浮岛单元10之间可通过榫舌11和榫槽12相互拼装形成不同形状和大小的生物浮岛。如图4所示，所述可再生功能的组合式生物浮岛由两个截面为正方形的浮岛单元10拼接而成，其中两个浮岛单元10的两个侧边的榫舌11和榫槽12相互嵌合如图4所示的生物浮岛。

请一并参考图9，所述浮岛单元10上开设有多个贯穿浮岛单元10的种植孔13，种植孔13可为圆柱状。种植孔13的密度可根据种植需要钻设，本实施例中的种植行间距均为34mm，种植孔13的直径为27mm。所述种植孔13内装入有填充料14，填充料14用于固定种植作物15的根系。本实施例中所述填充料14为海绵或者稻草，固定时以保证种植作物15不歪倒又不因过紧导致伤苗为宜。生物浮岛放入水中后，种植作物15的根部应能接触水面，保证种植作物15营养的正常吸收。本实施例所述种植作物15为挺水植物，具体为蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。

实施例3

如图5所示，浮岛单元10的截面为长方形。

所述浮岛单元10的一侧设有多个榫舌11，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽12。具体的，如图5所示，浮岛单元10的一个侧边上间隔设有多个榫舌11，与所述侧边相对的另一个侧边上对应榫舌11间隔设有多个榫槽12。这样，多个浮岛单元10之间可通过榫舌11和榫槽12相互拼装形成不同形状和大小的生物浮岛。如图6所示，所述可再生功能的组合式生物浮岛由两个截面为长方形的浮岛单元10拼接而成，其中两个浮岛单元10的两个侧边的榫舌11和榫槽12相互嵌合如图6所示的生物浮岛。

请一并参考图9，所述浮岛单元10上开设有多个贯穿浮岛单元10的种植孔13，种植孔13可为圆柱状。种植孔13的密度可根据种植需要钻设，本实施例中的种植行间距均为34mm，种植孔13的直径为27mm。所述种植孔13内装入有填充料14，填充料14用于固定种植作物15的根系。本实施例中所述填充料14为海绵或者稻草，固定时以保证种植作物15不歪倒又不因过紧导致伤苗为宜。生物浮岛放入水中后，种植作物15的根部应能接触水面，保证种植作物15营养的正常吸收。本实施例所述种植作物15为挺水植物，具体为蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。

实施例4

如图7所示，浮岛单元10的截面为正六边形。

所述浮岛单元10的一侧设有多个榫舌11，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽12。具体的，如图5所示，浮岛单元10的一个侧边上间隔设有多个榫舌11，与所述侧边相对的另一个侧边上对应榫舌11间隔设有多个榫槽12。这样，多个浮岛单元10之间可通过榫舌11和榫槽12相互拼装形成不同形状和大小的生物浮岛。如图8所示，所述可再生功能的组合式生物浮岛由四个截面为正六边形的浮岛单元10拼接而成，其中两个浮岛单元10的两个侧边的榫舌11和榫槽12分别与另外两个浮岛单元10的两个侧边的榫槽12和榫舌11和相互嵌合如图8所示的生物浮岛。

请一并参考图9，所述浮岛单元10上开设有多个贯穿浮岛单元10的种植孔13，种植孔13可为圆柱状。种植孔13的密度可根据种植需要钻设，本实施例中的种植行间距均为34mm，种植孔13的直径为27mm。所述种植孔13内装入有填充料14，填充料14用于固定种植作物15的根系。本实施例中所述填充料14为海绵或者稻草，固定时以保证种植作物15不歪倒又不因过紧导致伤苗为宜。生物浮岛放入水中后，种植作物15的根部应能接触水面，保证种植作物15营养的正常吸收。本实施例所述种植作物15为挺水植物，具体为蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。

本发明实施例在制作生物浮岛时，将种植植物插入种植孔中13，然后利用填充料14将种植植物的根系固定好，且保证种植植物的根系从孔中穿过，与水体相连通；将制作完成后的生物浮岛放置在需要种植的水面上，通过生物浮岛种植的种植植物的根系吸收、吸附以及根际微生物的新陈代谢等功能来处理水体中的污染物质。本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛可以满足各类植物的栽培需要，涵盖春、夏、秋冬四季植物，包括蔬菜类、花卉类、饲料类植物；草本类、木本类植物；一年生、多年生植物等。通过植物的季节搭配、种属搭配，可以实现对各类污染水体的水质净化功能，兼有美化景观、营造生物栖息地、创造一定经济收益功能。

本发明具有可再生功能的组合式生物浮岛使用聚乙烯发泡棉制成的浮岛单元相互拼接而成，由于选用聚乙烯发泡棉材料，其具有循环再造、环保、抗撞力强、重量轻、可塑性能佳、韧性强等诸多优点，柔软性和缓冲型很好，不受气候条件影响，且使用后可回收再成型使用，比以往使用的浮床材料更实用和环保；另外由于相邻浮岛单元之间通过设有的榫舌和榫槽进行拼接，使本发明的生物浮岛加工容易且安装和拆换更方便、连接更牢固可靠，同时有较好的强度、弹性和整体稳定性。

本发明实施例还提供一种上述可再生功能的组合式生物浮岛的构建方法：包括

A、浮岛单元制作：采用聚乙烯发泡棉(EPE)制模，然后切割成多个浮岛单元，在每一浮岛单元的一侧开设多个榫舌，对应的另一侧开设与榫舌配合的多个榫槽，在每一浮岛单元上开设多个贯穿浮岛单元的种植孔；所述浮岛单元的截面可设计为多种形状，例如三角形、正方形、长方形、多边形等，本实施例中切割成100cm*200cm*5cm的长方形浮岛单元。其中所述种植孔行间距均为34mm，种植孔的直径为27mm。

B、种植作物栽种：在温度15-30℃条件下，选取株高15-20cm的种植作物(为保证作物根系能正常与水面接触，适用于本发明浮岛种植的作物一般不低于15cm)栽种在浮岛单元的种植孔中，并用填充料固定住种植作物的根系，具体的，可在种植作物根部以上缠绕海面或者稻草等填充物固定作物苗，固定时以保证作物不歪倒又不因过紧导致伤苗为宜。本实施例所述种植作物15为挺水植物，具体为蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。以旱伞草栽种为例：在种植孔中插入旱伞草植株(株高20cm左右)，插入时保证根部全部没入水中，植株周围缠绕海棉加以固定。

在温度15-30℃的情况下，水面种植的旱伞草存活率可达100％，并且，在种入20天后，其生物量明显增加，尤其根系相当发达，根系周围和浮岛底部附着一层生物膜。

C、放入水体：将栽种了种植作物的浮岛单元放置在污染水体中，使得种植作物的根系接触水面，保证作物营养的正常吸收，然后将多个浮岛单元通过榫舌和榫槽的相互连接拼装形成生物浮岛。为防止整块浮岛飘走，放入水中后需固定浮岛。

具体的，可将100cm*200cm*5cm的浮岛单元插入旱伞草(15-25cm)后放入水中，然后在水中将各单元拼接成整块，最后将整块浮岛固定，使其能上下浮动，但不可随水飘走。

本发明设计新颖，可根据水域环境将多个所述浮岛单元自由拼装组合成任意形状和大小的生物浮岛，结构简单，制作容易，成本低廉，浮岛单元重复使用5年后可循环再造，不存在二次污染问题，适合在富营养化水体的池塘、水库、沟渠等水域推广使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有可再生功能的组合式生物浮岛，其特征在于：所述组合式生物浮岛由至少两个浮岛单元(10)相互拼接而成，所述浮岛单元(10)为采用聚乙烯发泡棉制成的实心结构，所述浮岛单元(10)的一侧设有多个榫舌(11)，对应的另一侧设有与榫舌配合的多个榫槽(12)，所述浮岛单元(10)上开设有多个贯穿浮岛单元(10)的种植孔(13)，所述种植孔(13)内装入有填充料(14)，填充料(14)用于固定种植作物(15)的根系。

2.如权利要求1所述的具有可再生功能的组合式生物浮岛，其特征在于：所述浮岛单元(10)的截面为三角形、正方形、长方形或多边形。

3.如权利要求1所述的具有可再生功能的组合式生物浮岛，其特征在于：所述种植孔(13)行间距均为34mm，种植孔(13)的直径为27mm。

4.如权利要求1所述的具有可再生功能的组合式生物浮岛，其特征在于：所述种植作物(15)为挺水植物。

5.如权利要求4所述的具有可再生功能的组合式生物浮岛，其特征在于：所述挺水植物包括蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。

6.如权利要求1所述的具有可再生功能的组合式生物浮岛，其特征在于：所述填充料(14)为海绵或者稻草。

7.一种具有可再生功能的组合式生物浮岛的构建方法，其特征在于包括如下步骤：

A、浮岛单元制作：采用聚乙烯发泡棉制模，然后切割成多个浮岛单元，在每一浮岛单元的一侧开设多个榫舌，对应的另一侧开设与榫舌配合的多个榫槽，在每一浮岛单元上开设多个贯穿浮岛单元的种植孔；

B、种植作物栽种：在温度15-30℃条件下，选取株高15-20cm的种植作物栽种在浮岛单元的种植孔中，并用填充料固定住种植作物的根系；

C、放入水体：将栽种了种植作物的浮岛单元放置在污染水体中，使得种植作物的根系接触水面，然后将多个浮岛单元通过榫舌和榫槽的相互连接拼装形成生物浮岛。

8.如权利要求7所述的构建方法，其特征在于：所述种植孔行间距均为34mm，种植孔的直径为27mm。

9.如权利要求7所述的构建方法，其特征在于：所述种植植物包括蕹菜、水芹菜、西洋菜、生菜、黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、美人蕉、千屈菜、黄菖蒲、旱伞草中的至少一种。

10.如权利要求7所述的构建方法，其特征在于：所述填充料为海绵或者稻草，在种植作物根部以上缠绕海面或者稻草固定作物苗。

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