CN105502667A - 一种用于河湖水质净化的生态浮床装置 - Google Patents

一种用于河湖水质净化的生态浮床装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，其特征在于：上部边框和下方的下部支撑边框均为矩形结构，上部边框的四个边角通过竖向主立柱与下方的下部支撑边框固定连接组成矩形的框架，上部边框和下部支撑边框的横竖边的中段有竖向次立柱加固，上部边框内通过中间支撑分隔成4~8个矩形区域，植物种植瓶布置在中间支撑分隔出的4~8个矩形区域内，植物种植在植物种植瓶中，上部固定绳横竖排列呈网格状对植物种植瓶上方限位，上部边框两侧长边固定连接有浮块，浮块为对称布置；其能够提高水质净化效率，降低浮床的建造和运行成本。

Description

一种用于河湖水质净化的生态浮床装置
技术领域
本发明涉及一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，属于环境生态工程领域。
背景技术
近些年来，随着经济的发展，污染物的排放量越来越多，河流和湖泊受到不同程度的污染和破坏，水污染修复成为当前亟待解决的问题。目前国内外水污染处理技术繁多，但针对河流或湖泊主要有氧化塘、人工曝气、浅滩生态净化和人工生态浮床等技术。相比之下，人工生态浮床技术因适用范围广、净化效果好、不会产生二次污染等优点而被广泛采用。
人工生态浮床的水质净化原理是首先制备生态浮床，然后通过在浮床上种植的植物吸收河湖水体中的氮、磷等污染物，并通过光合作用使其成为植物生长的营养物质。另外，浮床上生长的植物根系为水体中的鱼类提供营养物质，也加速水质的净化效率。
目前使用人工生态浮床净化水质的专利包括：一种适用于大流速水体的导流式生态浮床（201410127460.0）、一种简易生态浮床装置的制备方法（201310312598.3）、一种用于水体生态修复的浮床装置（201310205250.4）、一种适用于大面积水体的抗风浪生态浮床（201210574408.0）、碳纤维湿地式生态浮床及其设置方法（201210308945.0）、去除悬浮颗粒物的立体组合式人工生态浮床（201210078876.9）、一种可生态调控的鱼礁生态浮床装置（201010262993.1）、一种柔性生态浮床（201010227829.7）、筛网式生态浮床的制作及使用方法（201010185426.0）、一种不妨碍泄洪的、能自动转向的生态组合浮床（200810033495.2）、淹没式组合生态浮床水质改善装置（201010109971.1）、一种用漂浮植物浮床治理护坡风浪区富营养化的方法（200610039906.X）、一种悬挂弹性填料的多层次立体生态浮床（201510078919.7）、一种生态浮床及净化水体的方法（201410649284.7）、一种净化富营养化水源用的立体浮床的制作方法（201410712579.4）、可重复使用的生物浮床（200910233132.8）、一种组合型生态浮床净化装置（201010202258.1）、一种框架型湿式生态浮床（201210487587.4）、一种景观生态浮床（201510606374.2）、一种用于城市黑臭河道水质强化净化的三维立体式生态浮床（201510577900.7）、一种复合生态浮床（201510403902.4）和一种用于湖泊水体污染修复的生态浮床装置（201510397364.2）等。但上述专利因存在制作复杂、使用寿命短和使用成本较高等一项或多项缺点，使用范围受到很大局限，应用效果不明显，推广困难。
因此，建立一个操作简单实用、应用范围广，特别是有效利用废物，同时适合各类湖泊和河流水体水质净化的生态浮床装置，将具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，其能够提高水质净化效率，降低浮床的建造和运行成本。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，其特征在于：上部边框和下方的下部支撑边框均为矩形结构，上部边框的四个边角通过竖向主立柱与下方的下部支撑边框固定连接组成矩形的框架，上部边框和下部支撑边框的横竖边的中段有竖向次立柱加固，上部边框内通过中间支撑分隔成4~8个矩形区域，植物种植瓶布置在中间支撑分隔出的4~8个矩形区域内，植物种植在植物种植瓶中，上部固定绳横竖排列呈网格状对植物种植瓶上方限位，上部边框两侧长边固定连接有浮块，浮块为对称布置；植物种植瓶的瓶底的偏上位置有一条下部剪切线，植物种植瓶中部位置有一条上部剪切线，植物种植瓶的上部剪切线到顶部瓶口的区域上四面对称开有固定孔和通水孔，每个植物种植瓶整齐排列，上部固定绳对植物种植瓶顶部瓶口限位，下部固定绳穿过每个植物种植瓶的固定孔对植物种植瓶限位；植物种植初期，植物植入植物种植瓶后瓶口有固定材料填充，固定材料通过防脱绳固定于植物种植瓶瓶口，待植物生长1个月后去掉固定材料和防脱绳；瓶底上通过吊绳悬挂吊块，使瓶底与植物种植瓶的上部固定，待植物生长1~2个月后，撤下瓶底、吊绳和吊块；
具体的制作步骤如下：
植物种植瓶采用装矿泉水或饮料且容量为1升以下的塑料瓶，沿上部剪切线和下部剪切线剪下，同时在瓶上部剪切线的上侧瓶的4个侧面对称开固定孔11和8个通水孔，种植瓶下部固定绳通过固定孔将植物种植瓶固定，上部固定绳通过系瓶口螺纹部分固定；
上部支撑边框和下部支撑边框上下对应布置，中间支撑上下均布置且上下对应分布；浮床框架的上部支撑边框、下部支撑边框、竖向主立柱、竖向次立柱和中间支撑采用木制或竹制，种植瓶下部固定绳和种植瓶上部固定绳、吊绳和防脱绳采用尼龙绳、麻绳或铁丝，浮块采用聚乙烯泡沫塑料制备，吊块采用粒径或边长为5~40mm的碎石制备，固定材料采用稻草、玉米叶和茅草等质软的植物秸秆制备；
浮床高为60~150mm，一个生态浮床单体由中间支撑分隔成4~8个浮床格，每个浮床格的边长为400~700mm，每个浮床格内植物种植瓶紧贴在一起，平行于边框每排5~10个植物种植瓶，设置5~10排；
浮床的植物种植瓶上部剪切线距瓶口的垂直距离80~150mm，下部剪切线距瓶底的垂直距离为15~30mm；沿剪切线裁剪完成后，对植物种植瓶的下部固定绳位置距上部剪切线的部分进行热处理，使其直径减小2~5mm，能够放入瓶底内；植物种植瓶上部的固定孔底边与下部剪切线重合，且固定孔垂直中心线与植物种植瓶该面的垂直中心线重合；植物种植瓶上的通水孔之间的净间距为10~20mm，通水孔与固定孔之间的净间距为10~20mm。
上述浮床的植物种植瓶上的固定孔直径或边长为5~10mm，通水孔的边长或直径为10~30mm；将多个生态浮床单体相互连接一起，组成一个生态浮岛，将生态浮岛置于要处理的湖泊水面，同时采用绳索将生态浮岛与岸边或水底固定。
本发明的积极效果是其采用轻质的木材或竹材制备浮床框架，采用装矿泉水瓶或饮料容量1升以下的塑料瓶制作植物种植瓶，采用碎石作为吊块，采用稻草、玉米叶和茅草等质软的植物秸秆制备固定材料，取材广泛，方法简单，保护环境；该技术同时实现废物的循环利用，维修方便，环境效益显著。
附图说明
图1为本发明的平面结构示意图。
图2为本发明的剖面结构示意图。
图3为本发明的制作结构示意图。
图4为本发明的前期生长结构示意图。
图中1.上部支撑边框，2.下部支撑边框，3.竖向主立柱，4.竖向次立柱，5.中间支撑，6.植物种植瓶，7.植物，8.种植瓶下部固定绳，9.种植瓶上部固定绳，10.浮块，11.固定孔，12.通水孔，13.上部剪切线，14.下部剪切线，15.瓶底，16.吊绳，17.吊块，18.防脱绳，19.固定材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明:如图1-4所示，一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，其特征在于：上部边框1和下方的下部支撑边框2均为矩形结构，上部边框1的四个边角通过竖向主立柱3与下方的下部支撑边框2固定连接组成矩形的框架，上部边框1和下部支撑边框2的横竖边的中段有竖向次立柱4加固，上部边框1内通过中间支撑5分隔成4~8个矩形区域，植物种植瓶6布置在中间支撑5分隔出的4~8个矩形区域内，植物7种植在植物种植瓶6中，上部固定绳9横竖排列呈网格状对植物种植瓶6上方限位，上部边框1两侧长边固定连接有浮块10，浮块10为对称布置；植物种植瓶6的瓶底15的偏上位置有一条下部剪切线14，植物种植瓶6中部位置有一条上部剪切线13，植物种植瓶6的上部剪切线13到顶部瓶口的区域上四面对称开有固定孔11和通水孔12，每个植物种植瓶6整齐排列，上部固定绳9对植物种植瓶6顶部瓶口限位，下部固定绳8穿过每个植物种植瓶6的固定孔11对植物种植瓶6限位；植物7种植初期，植物7植入植物种植瓶6后瓶口有固定材料19填充，固定材料19通过防脱绳18固定于植物种植瓶6瓶口，待植物7生长1个月后去掉固定材料19和防脱绳18；瓶底15上通过吊绳16悬挂吊块17，使瓶底15与植物种植瓶6的上部固定，待植物7生长1~2个月后，撤下瓶底15、吊绳16和吊块17。
具体的制作步骤如下：
植物种植瓶6采用装矿泉水或饮料且容量为1升以下的塑料瓶，沿上部剪切线13和下部剪切线14剪下，同时在瓶上部剪切线13的上侧瓶的4个侧面对称开4个固定孔11和8个通水孔12，种植瓶下部固定绳8通过固定孔11将植物种植瓶6固定，上部固定绳9通过系瓶口螺纹部分固定。
上部支撑边框1和下部支撑边框2上下对应布置，中间支撑5上下均布置且上下对应分布；浮床框架的上部支撑边框1、下部支撑边框2、竖向主立柱3、竖向次立柱4和中间支撑5采用木制或竹制，种植瓶下部固定绳8和种植瓶上部固定绳9、吊绳16和防脱绳18采用尼龙绳、麻绳或铁丝，浮块10采用聚乙烯泡沫塑料制备，吊块17采用粒径或边长为5~40mm的碎石制备，固定材料19采用稻草、玉米叶和茅草等质软的植物秸秆制备。
浮床高为60~150mm，一个生态浮床单体由中间支撑5分隔成4~8个浮床格，每个浮床格的边长为400~700mm，每个浮床格内植物种植瓶6紧贴在一起，平行于边框每排5~10个植物种植瓶6，设置5~10排。
浮床的植物种植瓶6上部剪切线13距瓶口的垂直距离80~150mm，下部剪切线14距瓶底的垂直距离为15~30mm；沿剪切线裁剪完成后，对植物种植瓶6的下部固定绳8位置距上部剪切线13的部分进行热处理，使其直径减小2~5mm，能够放入瓶底15内；植物种植瓶6上部的固定孔11底边与下部剪切线14重合，且固定孔11垂直中心线与植物种植瓶6该面的垂直中心线重合；植物种植瓶6上的通水孔12之间的净间距为10~20mm，通水孔12与固定孔11之间的净间距为10~20mm。
上述浮床的植物种植瓶6上的固定孔11直径或边长为5~10mm，通水孔12的边长或直径为10~30mm；将多个生态浮床单体相互连接一起，组成一个生态浮岛，将生态浮岛置于要处理的湖泊水面，同时采用绳索将生态浮岛与岸边或水底固定。
实施例1：用于湖泊水体水质净化的生态浮床装置
如图3所示，采用喝完废弃的1升容量以下的矿泉水塑料瓶制作植物种植瓶6，在矿泉水瓶的4个侧面对称开4个固定孔11和8个通水孔12，每个侧面1个固定孔11和2个通水孔12；固定孔11边长为5mm，通水孔12的边长为10mm；通水孔12之间的净间距为10mm，通水孔12与固定孔11之间的净间距为10mm；将6个矿泉水瓶通过固定孔11用种植瓶下部固定绳8捆绑在一起，同时沿着上部剪切线13和下部剪切线14裁剪，上部剪切线13距瓶口的垂直距离100mm，下部剪切线14距瓶底的垂直距离为15mm；对植物种植瓶6下部固定绳8与上部剪切线13之间的部分进行热处理，使其直径减小3mm。
如图4所示，将剪下的瓶底15通过吊绳16和吊块17将植物种植瓶6底端封闭；植物种植瓶6内种植植物7，在植物7幼苗时期，植物种植瓶6瓶口采用固定材料19固定，固定材料19通过防脱绳18固定于植物种植瓶6瓶口，待植物生长1个月后去掉固定材料19和防脱绳18，待植物生长1个月后，根系充满植物种植瓶6，此时撤下瓶底15、吊绳16和吊块17。
如图1和图2所示，取轻质的杨树木为原料，本实例采用的是速生杨木切割成长0.8m和1.35m，截面宽30~50mm和高为50~100mm的长木条，作为浮床的上部支撑边框1和下部支撑边框2；同时制作长80mm，截面宽10~50mm和高10~30mm的短木条，制作成浮床框架；制作的浮床框架高为80mm，每个浮床格的边长为400mm和450mm，每个浮床格内植物种植瓶6紧贴在一起，平行于边框每排设置6个植物种植瓶6，设置5排，通过种植瓶下部固定绳8和种植瓶上部固定绳9固定到植物框架上，形成一个浮床格，一个生态浮床单体由6个浮床格组成。
本实例的种植瓶下部固定绳8和种植瓶上部固定绳9、吊绳16和防脱绳18采用尼龙绳或麻绳，浮块10采用聚乙烯泡沫塑料制备，吊块17采用粒径或边长为5~20mm的碎石制备，固定材料19采用稻草制备。
将多个生态浮床单体相互连接一起，组成一个生态浮岛，将生态浮岛置于要处理的湖泊水面，同时采用绳索将生态浮岛与岸边或水底固定。
选取空心菜、水葱、水芹菜等在田间或花棚内育苗后，待株高达到50mm以上，移栽到该生态浮床的植物种植瓶6内。
等植物7生长到一定时期或成熟期，根据需要进行收割，同时清除浮床内的植物残体，第二年继续使用。
实施例2：用于河流水体水质净化的生态浮床装置
如图3所示，采用1升容量以下的装饮料的塑料瓶制作植物种植瓶6，在饮料瓶的每个侧面开1个固定孔11和2个通水孔12，固定孔11边长为8mm，通水孔12的边长为15mm；通水孔12之间的净间距为15mm，通水孔12与固定孔11之间的净间距为15mm；上部剪切线13距瓶口的垂直距离150mm，下部剪切线14距瓶底的垂直距离为20mm；对植物种植瓶6下部固定绳8与上部剪切线13之间的部分进行热处理，使其直径减小5mm。
如图4所示，将剪下的瓶底15通过吊绳16和吊块17将植物种植瓶6底端封闭；在植物7幼苗时期，植物种植瓶6瓶口采用固定材料19固定，待植物生长1个月后撤掉，待植物生长1个半月后，撤下瓶底15、吊绳16和吊块17。
如图1和图2所示，取轻质的杨树木为原料，制作的浮床框架高为100mm，每个浮床格的边长为450mm和600mm，每个浮床格内平行于边框每排设置9个植物种植瓶6，每格设置6排，通过种植瓶下部固定绳8和种植瓶上部固定绳（9）固定到植物框架上，形成一个浮床格，一个生态浮床单体由4个浮床格组成。
本实例的种植瓶下部固定绳8和种植瓶上部固定绳9、吊绳16和防脱绳18采用尼龙绳或铁丝，浮块10采用聚乙烯泡沫塑料制备，吊块17采用粒径或边长为5~15mm的碎石制备，固定材料19采用稻草制备。
将多个生态浮床单体相互连接一起，组成一个生态浮岛，将生态浮岛置于要处理的河流水面，同时采用绳索将生态浮岛与岸边或水底固定。
以上公开具体实施例对本发明进行了揭示，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能想到的变化，在不脱离本发明的设计思想和范围内，对本发明进行的各种改动，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，其特征在于：上部边框和下方的下部支撑边框均为矩形结构，上部边框的四个边角通过竖向主立柱与下方的下部支撑边框固定连接组成矩形的框架，上部边框和下部支撑边框的横竖边的中段有竖向次立柱加固，上部边框内通过中间支撑分隔成4~8个矩形区域，植物种植瓶布置在中间支撑分隔出的4~8个矩形区域内，植物种植在植物种植瓶中，上部固定绳横竖排列呈网格状对植物种植瓶上方限位，上部边框两侧长边固定连接有浮块，浮块为对称布置；植物种植瓶的瓶底的偏上位置有一条下部剪切线，植物种植瓶中部位置有一条上部剪切线，植物种植瓶的上部剪切线到顶部瓶口的区域上四面对称开有固定孔和通水孔，每个植物种植瓶整齐排列，上部固定绳对植物种植瓶顶部瓶口限位，下部固定绳穿过每个植物种植瓶的固定孔对植物种植瓶限位；植物种植初期，植物植入植物种植瓶后瓶口有固定材料填充，固定材料通过防脱绳固定于植物种植瓶瓶口，待植物生长1个月后去掉固定材料和防脱绳；瓶底上通过吊绳悬挂吊块，使瓶底与植物种植瓶的上部固定，待植物生长1~2个月后，撤下瓶底、吊绳和吊块；
具体的制作步骤如下：
植物种植瓶采用装矿泉水或饮料且容量为1升以下的塑料瓶，沿上部剪切线和下部剪切线剪下，同时在瓶上部剪切线的上侧瓶的4个侧面对称开固定孔11和8个通水孔，种植瓶下部固定绳通过固定孔将植物种植瓶固定，上部固定绳通过系瓶口螺纹部分固定；
上部支撑边框和下部支撑边框上下对应布置，中间支撑上下均布置且上下对应分布；浮床框架的上部支撑边框、下部支撑边框、竖向主立柱、竖向次立柱和中间支撑采用木制或竹制，种植瓶下部固定绳和种植瓶上部固定绳、吊绳和防脱绳采用尼龙绳、麻绳或铁丝，浮块采用聚乙烯泡沫塑料制备，吊块采用粒径或边长为5~40mm的碎石制备，固定材料采用稻草、玉米叶和茅草等质软的植物秸秆制备；
浮床高为60~150mm，一个生态浮床单体由中间支撑分隔成4~8个浮床格，每个浮床格的边长为400~700mm，每个浮床格内植物种植瓶紧贴在一起，平行于边框每排5~10个植物种植瓶，设置5~10排；
浮床的植物种植瓶上部剪切线距瓶口的垂直距离80~150mm，下部剪切线距瓶底的垂直距离为15~30mm；沿剪切线裁剪完成后，对植物种植瓶的下部固定绳位置距上部剪切线的部分进行热处理，使其直径减小2~5mm，能够放入瓶底内；植物种植瓶上部的固定孔底边与下部剪切线重合，且固定孔垂直中心线与植物种植瓶该面的垂直中心线重合；植物种植瓶上的通水孔之间的净间距为10~20mm，通水孔与固定孔之间的净间距为10~20mm。
2.根据权利要求1中所述的一种用于河湖水质净化的生态浮床装置，其特征在所述浮床的植物种植瓶上的固定孔直径或边长为5~10mm，通水孔的边长或直径为10~30mm；将多个生态浮床单体相互连接一起，组成一个生态浮岛，将生态浮岛置于要处理的湖泊水面，同时采用绳索将生态浮岛与岸边或水底固定。
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