CN104609562A - 一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床 - Google Patents

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刘言正
宋佳
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Abstract

一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，包括：水生植物区；位于水生植物区下部的用于吸附水中营养物质供水生植物区的水生植物利用的浮床载体区；以及悬挂于浮床载体区底部的用于向水中微生物提供附着与繁衍载体，保护其不被原生动物捕食的立体弹性填料区，本发明将生态浮岛技术与生物膜技术相结合，利用浮床载体层对氮磷等营养元素的吸附特性最大限度的满足植物生长需求，而载体层底部悬挂的立体填料表面存在的生物膜去除水中的有机污染物，最终实现水体的水污染的修复；本发明主要适用于河流，湖泊等景观水体的富营养化生态修复，既能满足美观效果，又对悬浮物有一定的截留作用，同时对氮磷有较高的去除效果，且具有运行成本低廉的优点。

Description

一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床
技术领域
本发明涉及水环境生态修复技术领域，为一种新型复合式人工浮岛，适用于河道、湖泊等具有景观要求的水体处理，具体涉及一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，污水处理工程较城市发展速度相对落后，水污染问题日益凸显，尤其是具有景观功能的河流湖泊，由于其流动性差，自净能力低，导致水体富营养化严重。水体富营养化是指氮磷等营养物质过量排入天然水体中，而引起的水中藻类等浮游植物过度生长，进而造成水体中溶解氧下降，水生生物大量死亡，感官性状下降等一系列使得水生态环境恶化的现象。
景观水体受到施工难度较大、景观保护要求较高等实际问题的限制，致使很多常规污水处理技术无法适用，而大多采用生态修复。近年来，生态浮床技术快速发展，研究和实践表明，在富营养化水体修复过程中，生态浮床可以在一定程度上修复水体生态。目前常用的生态浮床主要是依靠浮床上水生植物的净化作用来处理污染水体。传统的生态浮床是将具有浮力的材料组合成各种形状，承载水生植物，利用水生植物发达的根系来吸收水体中氮磷等富营养化物质。同时，植物庞大的根系又为微生物提供一个适宜的生长环境，可以利用微生物作用来净化水质，提高水体自净能力。然而，传统的生态浮床在处理效果上还有明显的欠缺，比如：种植在浮床上的植物多固定在土中，而浮力材料和土壤将植物和水体隔离，使得植物根系接触的水量不多，且水力停留时间较长，大大限制了根系作用的发挥。此外，植物只能吸收水中的氮磷，并不能将其完全转化，且需定时收割植物。另外，植物在非生长季节的衰亡也是一个重要的限制因子。因此，单一依靠植物净化水质的效果并不稳定。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，将生态浮岛技术和生物膜技术结合起来，充分利用浮床载体基质的特性，主要适用于河流，湖泊等景观水体的富营养化生态修复，可有效去除水中氮磷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，包括：
水生植物区；
位于水生植物区下部的用于吸附水中营养物质供水生植物区的水生植物利用的浮床载体区；
以及，
悬挂于浮床载体区底部的用于向水中微生物提供附着与繁衍载体，保护其不被原生动物捕食的立体弹性填料区。
所述浮床载体区包括浮床框架3和位于浮床框架中的浮床载体填料5。
所述浮床框架3由毛竹和渔网4搭建而成，毛竹搭成基础框架，双层的渔网4分别包在该基础框架内外，所述浮床载体填料5为粒径10～15mm的陶粒，填充于内层的渔网4中。
所述水生植物区由铺设于浮床载体区表层的种植土层2和种植于种植土层2上的水生植物1组成。
所述种植土层2为15～20cm厚的砂土。
所述立体弹性填料区由固定在浮床载体区底部的承载杆7和悬挂在承载杆7上的弹性立体填料6构成。
所述承载杆7为直径20mm的刚竹，所述弹性立体填料6由PP材料制成。
所述弹性立体填料6为条状结构，直径为120mm，穿插在不锈钢线上，悬挂长度为50cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.浮床载体基质选择陶粒，陶粒不仅有浮力作用，可以撑起整个浮床，而且具有吸附作用，可以吸附水中氮磷富营养化物质。同时陶粒外形多为不规则球状体，充分利用浮床载体区的空间，有利于庞大植物根系的长成，同时可增加根系与水体的接触面积。
2.在浮床下面悬挂立体弹性填料，立体弹性填料是由聚烯烃类和聚酰胺组成，比表面积大，在水中可全方位均匀舒展，使气、水、生物膜充分接触，有利于微生物在填料表面附着生长，形成生物膜处理系统。填料本身延展性能够改变水流流动特性，有利于在其表面上形成厌氧-缺氧-好氧的外部环境，这对于氮元素的削减是非常重要的。好氧条件有利于硝化细菌的生长，可以将水中的有机氮、氨氮转化为硝态氮，缺氧条件有利于反硝化细菌、反硝化聚磷菌、厌氧氨氧化细菌生长，这些细菌可以将各种形态的氮元素最终转化为氮气，实现对水体中氮元素的去除。另外，生物膜法的另一优点是实现了水力停留时间和污泥停留时间的分离，这有利于微生物在填料表面的大量生长，以提高整个系统的水质净化效率。
本发明将生态浮岛技术及生物膜技术结合起来，同时充分利用浮床载体层的特性，既能满足美观效果，又对悬浮物有一定的截留作用，同时对氮磷有较高的去除效果。
附图说明
图1为多层立体生态浮床水流方向结构示意图。
图2为多层立体生态浮床水流垂直方向结构示意图。
图3为多层立体生态浮床刚竹密集悬挂弹性填料图。
图4为多层立体生态浮床填料悬挂俯视图。
图中箭头所指方向为水流方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明为一种悬挂弹性填料的新型多层次立体生态浮床，包括水生植物区、位于水生植物区下部的浮床载体区以及悬挂于浮床载体区底部立体弹性填料区。三个部分组成了一个互利共生体系，其中，浮床载体区内的填料可以吸附水中营养物质供水生植物利用，立体弹性填料区的立体弹性填料为水中微生物提供了附着与繁衍载体，保护其不被原生动物捕食。
如图1和图2所示，水生植物区包括水生植物1和种植土层2，其中种植土层2铺设于浮床载体区表层，为15～20cm厚的砂土，水生植物1种植于种植土层2上，可选香菇草、聚草、菖蒲、香蒲、常绿鸢尾等挺水植物或湿生植物。主要依据是既能够对氮磷等水中的营养物质具有较好的吸收能力，又与周围景观相协调。工程中多选择挺水或湿生植物，在少量土壤前提下即可存活。
如图1和图2所示，浮床载体区包括浮床框架3和位于浮床框架中的浮床载体填料5。浮床框架3由毛竹和渔网4搭建而成，毛竹搭成基础框架，根据水深等实际情况确定框架形状和高度，选用适合长度的毛竹片制作，双层的渔网4分别包在该基础框架内外，将框架包裹，留适当空隙以便填充浮床载体填料5，浮床载体填料5可以选择陶粒，粒径10～15mm。
如图1、图2、图3和图4所示，立体弹性填料区由固定在浮床载体区底部的承载杆7和悬挂在承载杆7上的弹性立体填料6构成。承载杆7选择直径20mm的刚竹，固定在浮床框架3下方。弹性立体填料6为条状结构，直径为120mm，由PP材料制成，穿插在不锈钢线上，比重为0.93，悬挂长度为50cm。
弹性立体填料6悬挂完毕后，将浮床框架下水，填充浮床载体填料5，填满后完全缝合渔网4以防陶粒泄露。
选用适宜的水生植物1移栽到浮床上，水生植物1可选香菇草、菖蒲等，密度约为25柱/m2，保证植物长成后可覆盖整个浮床，并用种植土层2覆盖植物根部以使植物正常生成。根据需要将浮床移至适当位置并固定。完成后，三个组成部分各自发挥作用，形成一个互利共生体系。

Claims (8)

1.一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，包括：
水生植物区；
位于水生植物区下部的用于吸附水中营养物质供水生植物区的水生植物利用的浮床载体区；
以及悬挂于浮床载体区底部的用于向水中微生物提供附着与繁衍载体，保护其不被原生动物捕食的立体弹性填料区。
2.根据权利要求1所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述浮床载体区包括浮床框架(3)和位于浮床框架中的浮床载体填料(5)。
3.根据权利要求2所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述浮床框架(3)由毛竹和渔网(4)搭建而成，毛竹搭成基础框架，双层的渔网(4)分别包在该基础框架内外，所述浮床载体填料(5)为粒径10～15mm的陶粒，填充于内层的渔网(4)中。
4.根据权利要求1所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述水生植物区由铺设于浮床载体区表层的种植土层(2)和种植于种植土层(2)上的水生植物(1)组成。
5.根据权利要求4所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述种植土层(2)为15～20cm厚的砂土。
6.根据权利要求1所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述立体弹性填料区由固定在浮床载体区底部的承载杆(7)和悬挂在承载杆(7)上的弹性立体填料(6)构成。
7.根据权利要求1所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述承载杆(7)为直径20mm的刚竹，所述弹性立体填料(6)由PP材料制成。
8.根据权利要求1或7所述悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床，其特征在于，所述弹性立体填料(6)为条状结构，直径为120mm，穿插在不锈钢线上，悬挂长度为50cm。
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