CN104445586A - 水生态修复人工水草及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水生态修复人工水草及应用，该人工水草主要由草体纤维、主绳、浮子和底部锚固件构成，所述草体纤维由改性聚乳酸纤维制成；所述底部锚固件与草体纤维通过主绳连接，主绳上均匀分布多个浮子，使水生态修复人工水草在水中形成直立状。由于本发明采用具有生物亲和性、亲水性、可降解的改性聚乳酸纤维作为人工水草材料，能实现快速挂膜和增加生物量，同时人工水草在逐渐自然降解，一方面为附着微生物提供碳源，加强水质净化效果；一方面自身降解，减少后期的白色污染。
Description
技术领域
本发明属于水生态环境保护技术领域，具体是一种应用于城市河道、人工湖泊水体生态修复的人工水草。
背景技术
在富营养化的湖泊内，恢复水生植物可以提高水体的自净能力，遏制蓝藻水华的发生。但是，实际上水生植物的恢复，特别是可以在湖中心水域大规模生长的沉水植物的恢复，是需要一定条件的，一方面，植物生长需要充足的阳光，另一方面，营养盐浓度不能太高。而现今亟待治理的水体中，能见度都很低，水体中央，甚至连岸边都没法让阳光直射池底；同时需要处理的重污染水体，恰恰是营养物质浓度极高，不适合一般沉水植物大量正常生长。这种情况下，水生植物的恢复就很难实现。事实上，水生植物净化水质部分是依靠拦截水体中的悬浮颗粒物和茎叶上的附着微生物来净化水质。根据这个原理，若用人工介质来替代水生植物，同样可以达到净化水质的目的。
运用仿生学所设计出来的人工水草，主要的两个作用是：第一，给水体中的微生物提供挂膜载体，运用生物膜原理吸收和处理水中富营养物质，固定其他有害物质；第二，为水体中生物，如鱼虾贝类提供合适的栖息、产卵场所，保证水体中的生物量，加固水体自净生态系统。这要求人工水草比表面积尽量大，生物相容性尽量好，同时必须韧性好，环境无污染。
而现今的人工水草，多以无纺布为主要草体。无纺布有孔隙多、表面积大，易于成膜，成本低廉的特点，但其还存在以下不足：(1)物化性能差，易缠绕，无法定型，在水中抗水力负荷较小；(2)一段时间后容易破败，不易降解，严重时还需要后期打捞，造成二次污染；(3)采用的材料表面生物亲和性与亲水性较差，导致挂膜慢生物量少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的水生态修复人工水草及应用，可以实现快速挂膜，增加生物量，且具有环境友好性，适用于水生态修复。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明水生态修复人工水草，它主要由草体纤维、主绳、浮子和底部锚固件构成，所述草体纤维由改性聚乳酸纤维制成；所述底部锚固件与草体纤维通过主绳连接，使水生态修复人工水草在水中形成直立状。
本发明水生态修复人工水草，所述主绳为聚丙烯纤维绳，绳上均匀布置有多个浮子。
本发明水生态修复人工水草，可由多个水生态修复人工水草单体组成一个人工水草群。
本发明水生态修复人工水草，所述人工水草群通过轻质架连接，即所有的水生态修复人工水草单体中部与轻质架固定连接。
本发明水生态修复人工水草的应用：将水生态修复人工水草直接安装在水体中或配合曝气设备、生态浮床使用，用于水生态修复。
本发明水生态修复人工水草的应用：将水生态修复人工水草的数量按照拟处理水体面积的5％～20％配置，人工水草距离水面20～50cm。
本发明人工水草采用具有生物亲和性、亲水性、可自然降解的改性聚乳酸纤维作为草体纤维，具有以下特点：由于生物亲和性及亲水性，使人工水草快速挂膜，单位生物量大，具有更强的净化效果；由于聚乳酸的可降解性，可以减少二次污染。
附图说明
图1为本发明水生态修复人工水草单体的结构示意图。
图2为本发明水生态修复人工水草群的结构示意图。
图3为本发明水生态修复人工水草与生态浮床组合示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本发明水生态修复人工水草单体，它包括草体纤维3、聚丙烯纤维主绳2、浮子1和底部锚固件4。浮子1为多个，均匀固定于聚丙烯纤维主绳2上，为人工草体提供浮力，使其在水体中保持直立状，保证最大的接触面积。草体纤维3采用具有生物亲和性、亲水性及耐老化的改性聚乳酸纤维制成，底部锚固件4与多个草体纤维3通过主绳2连接。草体纤维3采用长5～20cm，稳定性好，分解缓慢的聚乳酸，聚乳酸可以在水中完全降解成为H2O和CO2，在自然水体中可以保证两年的正常运作；完全降解后，不会对水体环境产生二次污染。底部锚固件4可以根据水体底质软硬程度、平滑程度制成钉状、耙状或平滑状固定在水底，不久后将会附着自然藻类、苔藓，从外观上看与水底石块无异。
实施例2：
如图2所示，由多根实施例1的水生态修复人工水草单体5组成的人工水草群。水生态修复人工水草单体5的中部使用轻质架6固定，以防止人工水草在水中发生缠绕。人工水草群数量按照拟处理水体面积的5％～20％配置。人工水草高度根据水深实际设置，距离水面20～50cm，不影响行船。水生态修复人工水草相似自然水草，不影响水体景观。
本发明所述的人工水草群可直接放置于拟处理的水体中，人工水草群可快速挂膜，生长大量微生物，对水体进行净化；也可配合水体增氧机械使用，为人工水草上的微生物提供足够的溶解氧，增强人工水草群的净化功能。
实施例3：
如图3所示，将多根实施例1的水生态修复人工水草单体5与生态浮床7组合，采用悬挂的方式置于水体中，每平方米生态浮床7下悬挂多根人工水草单体5，使人工水草与生态浮床相互促进，一方面，生态浮床7上的植物可以给人工水草5上附着的微生物提供微量氧气；另一方面，人工水草5可以丰富生态浮床7植物根系的微生物环境，提高组合的净化效果。
人工水草已经成为水体生态治理常用的方法，因为其巨大的比表面积为微生物提供了巨大的附着面积，大大提高了生物量，使水质可以快速净化。人工水草净化水质主要是靠吸附和微生物降解，所以提高人工水草的生物量和挂膜速度可以提高人工水草的水质处理效果。亲水材料比普通材料挂膜快、不易脱落、对污染物去除效果好；生物亲和性材料不会对生物有任何损坏或副作用，利于微生物生长。据此，本发明采用的具有亲水性和生物亲和性的改性聚乳酸纤维作为草体纤维，且经过改性后大大提高了表面润湿、传质和挂膜启动等性能，对比普通的人工水草材料，具有更好的水质净化功能。聚乳酸是可生物降解的材料，一方面为附着微生物提供碳源，提高生物量；另一方面，在水质净化过程中逐渐降解，使用期限在2年以上，可以保证水体得到净化，同时人工水草被降解而不产生二次污染。
Claims (6)
1.水生态修复人工水草，其特征在于，它主要由草体纤维、主绳、浮子和底部锚固件构成，所述草体纤维由改性聚乳酸纤维制成；所述底部锚固件与草体纤维通过主绳连接，使水生态修复人工水草在水中形成直立状。
2.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草，其特征在于：所述主绳为聚丙烯纤维绳，绳上均匀布置有多个浮子。
3.根据权利要求1所述的水生态修复人工水草，其特征在于：由多个水生态修复人工水草单体组成一个人工水草群。
4.根据权利要求3所述的水生态修复人工水草，其特征在于：所述人工水草群通过轻质架连接，即所有的水生态修复人工水草单体中部与轻质架固定连接。
5.根据权利要求1～4所述的水生态修复人工水草的应用，其特征在于：将水生态修复人工水草直接安装在水体中或配合曝气设备、生态浮床使用，用于水生态修复。
6.根据权利要求5所述的水生态修复人工水草的应用，其特征在于：将水生态修复人工水草的数量按照拟处理水体面积的5％～20％配置，人工水草距离水面20～50cm。
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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