CN104030447A - 一种立体组合式水生植物净水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水环境技术领域，具体涉及一种以水生植物为核心的水体生态修复系统，特别是一种立体组合式水生植物净水系统，包括漂浮框体、生态浮盘、支撑网、透水种植箱、连接索、人工生物基质、生物接触填料、挺水植物、浮水植物、沉水植物，其特征在于：漂浮框体由内、外两个框架呈“回”字型构成，生态浮盘拼接固定在漂浮框体的内框架中，以种植挺水植物，支撑网连接固定在漂浮框体的内、外两个框架间，以种植浮水植物，透水种植箱通过至少四条连接索垂直悬固在漂浮框体的内框架下方，透水种植箱中填充人工生物基质，以种植沉水植物，连接索上挂载生物接触填料，以富集微生物。本发明不仅具有一般的水质净化、景观美化的功能，而且实现了不同类型水生植物的优化组合，增加了生态净化系统的物种多样性，延长了水体生态系统的食物链，强化了微生物与水生植物协同修复水体的作用。
Description
技术领域
本发明属于水环境技术领域，具体涉及一种以水生植物为核心的水体生态修复系统，特别是一种立体组合式水生植物净水系统。
背景技术
近年来，随着工业化程度的提高以及城市化进程的加快，很多城乡河道、湖泊的水污染也日益加剧。城乡河道、湖泊遭受严重的污染，一方面破坏了城乡的景观形象，限制城乡的发展，另一方面影响到居民的生活环境，威胁居民的健康。
目前，河道、湖泊水污染治理技术主要有物理处理技术（如底泥疏浚、曝气复氧等）、化学净化技术（如化学絮凝等）和生态修复技术。河道、湖泊水污染治理的根本在于促使河道、湖泊生态系统的自我净化与发展，而恢复与加强受污染河道、湖泊的自净能力在于构建与维护生态系统的结构与功能。因此，生态修复技术便成为当前水环境保护领域最具发展潜力和最具生命价值的水环境治理技术。以水生植物为核心的人工生态浮岛是当下应用较为广泛的一种水体生态修复技术。因为很多水生植物，特别是水生维管束植物，其发达的根系，可直接吸收受污水体中氮、磷等营养物质用于自身的生命活动，也可富集受污水体中的一些重金属元素，而其根际区的微生物又可降解水体中的污染物质。因此，水生植物在美化景观的同时，更兼具水质净化的作用。事实上，早在20世纪70年代，一些园林学家就注意到水生植物在净化水体中的作用，并开始应用水生植物来治理污水。近年来，我国也借助人工生态浮岛技术，充分利用水生植物，对黑臭河道、富营养化湖泊进行污染控制、水体修复，并取得了不错的成果。
但是，实际中的人工生态浮岛，其系统所构建的载体更多只适用于单一种植挺水植物或浮水植物，而往往不能将沉水植物与挺水植物、浮水植物纳入同一载体中进行配植。而沉水植物在水生生态系统中的地位又不可替代，因为大量研究说明，沉水植物不仅能为水生动物提供更多的生活栖息和隐蔽场所，又因其通气组织特别发达，利于气体进行交换，具有水下造氧的功能。所以，很大程度上削弱了人工生态浮岛系统的净水效果。虽然为弥补这一缺陷，也有采取将沉水植物直接投放于水体底泥中进行沉水植物种植的实例，但是由于大多预处理河道、湖泊的水位太深或水系底泥已腐坏，不利于沉水植物种植前期的存活与生长而导致沉水植物的消亡，从而又极大地限制了沉水植物协同挺水植物、浮水植物在水生态修复中的应用。
发明内容
本发明的目的是为克服现有人工生态浮岛系统的以上缺陷，提供一种立体组合式水生植物净水系统，该系统不仅具有一般的水质净化、景观美化的功能，而且实现了不同类型水生植物的优化组合，增加了生态净化系统的物种多样性，延长了水体生态系统的食物链，强化了水生生物协同修复水体的作用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种立体组合式水生植物净水系统，包括漂浮框体、生态浮盘、支撑网、透水种植箱、连接索、人工生物基质、生物接触填料、挺水植物、浮水植物、沉水植物，所述的漂浮框体由内、外两个框架呈“回”字型构成，所述的生态浮盘拼接固定在所述的漂浮框体的内框架中，以种植挺水植物，所述的支撑网连接固定在所述的漂浮框体的内、外两个框架间，以种植浮水植物，所述的透水种植箱通过至少四条所述连接索垂直悬固在所述漂浮框体的内框架下方，在所述的透水种植箱中填充人工生物基质，以种植沉水植物，在所述的连接索上挂载生物接触填料，以富集微生物。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的漂浮框体使用90°弯头将PVC管连接成框。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的生态浮盘采用高密度、抗氧化、耐腐蚀的环保塑料制成圆盘状，在其中央设有植物种植孔。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的支撑网采用耐磨性高分子尼龙材料编制而成。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的透气种植箱采用抗老化、耐腐蚀的透气材料加工成箱体状，并在箱体前、后、左、右四侧设有若干透气小孔。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的连接索为高强度、耐腐蚀的合成纤维缆绳。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的人工生物基质由页岩、蛭石等具有生物活性的介质加工而成，用于稳定沉水植物根系以及物理吸附、过滤水体中的营养盐、有机物。
所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的生物接触填料为软性纤维填料或弹性组合填料。
本发明结构设计合理简单，制作材料来源广泛，操作方便，外观美丽，经济适用。本发明具有的有益效果是：通过在生态浮盘中移植美人蕉、旱伞草等挺水植物以及在支撑网上投植大漂、荇菜等浮水植物，在所述净水系统的上层位置可形成挺水植物与浮水植物综合净水区；通过挂载高效的生物接触填料，扩大微生物富集的面积与数量，增加微生物的多样性，有利于微生物的降解作用，在所述净水系统的中层位段可形成微生物辅助净水区；通过在悬固于适宜水深并填充有人工生物介质的透气种植箱中培植黑藻、苦草等沉水植物，在所述净水系统的下层位置可形成沉水植物强化净水区。由此，在植物结构上，实现了挺水、浮水、沉水植物三型组合式水生植物的优化配植；在空间结构上，实现了上、中、下三层立体化净水范围的全面覆盖。最终，增加了水体生态系统物种的多样性，强化了水生生物及微生物修复水体的协同性，并使得整个系统在进行水质净化的同时，又能实现景观美化的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1-漂浮框体、2-生态浮盘、3-支撑网、4-透水种植箱、5-连接索、6-人工生物介质、7-生物接触填料、8-挺水植物、9-浮水植物、10-沉水植物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见附图1，一种立体组合式水生植物净水系统，由漂浮框体（1）、生态浮盘（2）、支撑网（3）、透水种植箱（4）、连接索（5）、人工生物基质（6）、生物接触填料（7）、挺水植物（8）、浮水植物（9）、沉水植物（10）组成，其特征在于：使用90°弯头将PVC管构成“回”字型漂浮框体（1），使用连接绳带拼接生态浮盘（2）并将其稳固在漂浮框体（1）的内框架中，再使用连接绳带将采用耐磨性高分子尼龙材料编制而成的支撑网（3）稳固在漂浮框体（1）的内框和外框之间，在漂浮框体（1）的内框正下方使用至少四条挂载有生物接触填料（7）的连接索（5）悬固采用抗老化、耐腐蚀性透气材料加工成箱体状并在箱体前、后、左、右四侧设有若干透气小孔以及在箱体中填充有人工生物基质（6）的透气种植箱（4）。生态浮盘（2）采用高密度、抗氧化、耐腐蚀的环保塑料制成圆盘，在其中央设有植物种植孔；连接索（5）的材质为高强度、耐腐蚀的合成纤维缆绳；人工生物基质（6）由页岩、蛭石等具有生物活性的介质加工制作；生物接触填料（7）选用软性纤维填料或弹性组合填料。
实施使用方式如下：将上述构建好的净水系统载体，布置在预处理水域，在漂浮框体（1）和生态浮盘（2）的浮力下，生态浮盘（2）和支撑网（3）漂浮在水面之上，透水种植箱（4）悬浮在水体之中，并可根据水位、光照等变化情况通过连接索（5）的伸缩对其悬浮的水深位置进行调节，再选择美人蕉、旱伞草等既有水质净化作用又有景观美化的挺水植物使用海绵等介质包裹并移植在生态浮盘（2）的中央种植孔中，选择大漂、荇菜等兼具净化水质的观叶浮水植物均匀投植在支撑网（3）上，选择黑藻、苦草等沉水植物培植在透气种植箱中的人工生物介质（6）上，人工生物介质（6）能稳定沉水植物根系并可物理吸附、过滤水体中的营养盐、有机物。随着时间的推移，挺水植物及浮水植物的根系生长，将直接吸收受污水体中氮、磷等营养物质用于自身的生命活动，并可富集受污水体中的某些有机污染物和重金属元素；沉水植物的茎叶生长，在造氧的同时又将截留受污水体中的悬浮有机颗粒物等；微生物在填料区的附着富集，形成生物膜而直接参与受污水体中的有机污染物的降解净化工程。由此，该系统在水景营造的同时，进行着生态净水。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围有随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种立体组合式水生植物净水系统，包括漂浮框体（1）、生态浮盘（2）、支撑网（3）、透水种植箱（4）、连接索（5）、人工生物基质（6）、生物接触填料（7）、挺水植物（8）、浮水植物（9）、沉水植物（10），其特征在于：所述的漂浮框体（1）由内、外两个框架呈“回”字型构成，所述的生态浮盘（2）拼接固定在所述的漂浮框体（1）的内框架中，以种植挺水植物（8），所述的支撑网（3）连接固定在所述的漂浮框体（1）的内、外两个框架间，以种植浮水植物（9），所述的透水种植箱（4）通过至少四条所述连接索（5）垂直悬固在所述漂浮框体（1）的内框架下方，在所述的透水种植箱（4）中填充人工生物基质（6），以种植沉水植物（10），在所述的连接索（5）上挂载生物接触填料（7），以富集微生物。
2.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的漂浮框体（1）使用90°弯头将PVC管连接成框。
3.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的生态浮盘（2）采用高密度、抗氧化、耐腐蚀的环保塑料制成圆盘状，在其中央设有植物种植孔。
4.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的支撑网（3）采用耐磨性高分子尼龙材料编制而成。
5.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的透气种植箱（4）采用抗老化、耐腐蚀的透气材料加工成箱体状，并在箱体前、后、左、右四侧设有若干透气小孔。
6.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的连接索（5）为高强度、耐腐蚀的合成纤维缆绳。
7.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的人工生物基质（6）由页岩、蛭石等具有生物活性的介质加工而成，用于稳定沉水植物根系以及物理吸附、过滤水体中的营养盐、有机物。
8.根据权利要求1所述的一种立体组合式水生植物净水系统，其特征在于：所述的生物接触填料（7）为软性纤维填料或组合填料。
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