CN107352651A - 一种人工生态浮岛 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人工生态浮岛。该人工浮岛包括支架，所述支架包括上支架和下支架，上下支架之间通过连接件连接，所述上支架设置有若干个浮子，支架内部由下至上依次填充有碳素纤维膜层、悬浮填料层和海绵基质层，海绵基质层种植有水生植物，在碳素纤维膜层的下侧设置有曝气口，上支架安装有浮筒，浮筒上设置有气泡发生装置和RTU无线远程测控终端设备，所述的气泡发生装置与曝气口之间通过管路连接，气泡发生装置与RTU无线远程测控终端设备连接，RTU无线远程测控终端设备通过无线信号与远处的远程操作设备连接。本发明的一种人工生态浮岛不会对水体造成二次污染，促进水体恢复自我修复的功能，强化水体的自净能力。

Description

一种人工生态浮岛

技术领域

本发明属于河流生态治理与生态修复领域，具体涉及一种人工生态浮岛。

背景技术

随着社会经济的发展，工业废水、生活污水、农业面源污染的排放量日益增加，大量的污染物直接排入江河、湖泊，造成水体污染和富营养化的频繁发生，导致河水黑臭，鱼虾绝迹。河流湖泊是重要的淡水资源，同时也是水源地的重要组成，它与人民的生产、生活以及经济的可持续发展休戚相关，但是污染的水体不仅失去了资源功能和使用价值，而且严重破坏周围的环境景观，甚至危害到居民的健康。目前河流湖泊黑臭已经成为我国城市中小型河流共同存在的污染问题，河流湖泊黑臭对城市的环境造成极其严重的影响。如何尽快解决城市河流湖泊的黑臭问题已经成为城市环境工作的当务之急。目前在黑臭河流湖泊治理中主要有：(1)物理法，如拆除硬质护岸、引水冲污，底泥清污等；(2)化学法，如加入化学试剂等；(3)生物法，如种植水生植物、投加微生物菌剂等。物理法和化学法都存在投资高、容易产生二次污染，且也改变了生态系统原始的面貌。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种充分利用水体空间且不会造成二次污染、强化水体净化能力的人工生态浮岛。

为了实现上述目的，本发明人工生态浮岛所采用的技术方案为：

一种人工生态浮岛，包括支架，所述支架包括上支架和下支架，上下支架之间通过连接件连接，所述上支架固定有若干个浮子，支架内部由下至上填充有碳素纤维膜层、悬浮填料层和海绵基质层，各层之间设置有隔网，所述海绵基质层种植有水生植物，所述碳素纤维膜层的下侧设置有曝气口，所述上支架还安装有浮筒，所述浮筒上设置有气泡发生装置和RTU无线远程测控终端设备，所述气泡发生装置与曝气口之间通过管路连接，所述气泡发生装置与RTU无线远程测控终端设备连接，所述RTU无线远程测控终端设备通过无线信号与远处的远程操作设备连接。在浮筒中空开孔，装入沙子等重物并用塞子封闭，通过调整装入沙子的重量调节整个装置在水中的位置，上支架固定的浮子，使得支架在水面能够漂浮，海绵基质层中种植根系较发达的水生植物，如芦苇、香蒲、美人蕉等；中层利用悬浮填料形成生物膜；下层悬挂碳素纤维膜，可有效锁定底泥中有毒有害物质的释放对水生植物的毒害作用；曝气口设置在碳素纤维膜层的下侧，且与水体底部的底泥层具有一定的距离，以避免搅起底泥，气泡发生装置向水体充氧，并搅动水流，提供填料及水生植物所需的溶解氧和水力条件，在好氧条件下填料表面附着生物膜，RTU无线远程测控终端设备固定于浮筒的上部，远程操作设备位于公司总部，RTU无线远程测控终端设备集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信于一体，远程控制启动或停机工作。

所述的上支架设置有下垂的柔性绳体，柔性绳体穿过碳素纤维膜层、悬浮填料层和海绵基质层，绳体上设置有结节。通过绳体增加支架内对各层的整体强度，减少水体流失。

所述的支架为PVC管、PE管、不锈钢管或玻璃钢管。支架的不局限性，方便用户灵活选择。

所述的上支架为大圆形框架，在大圆形框架内设置有同心的中心圆框架，中心圆框架与大圆形框架之间设有相切的小圆形框架，这些框架的相切处设置有浮子，在中心圆框架的圆心处设置有浮筒。

所述的浮筒上设置有水质检测装置，水质监测装置与RTU无线远程测控终端设备连接。通过RTU无线远程测控终端设备和水质检测装置在线检测目标水体的污染指标，包括pH、DO、水温、高锰酸盐指数、氨氮和流量指标的监测，当发现异样变化时采取补救措施，以维持生态系统的稳定和保持河流湖泊的洁净状态，了解治理后改善的情况和取得的效果，及时总结经验以进一步改善和提高水体水质。

所述的RTU无线远程测控终端设备集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信，支持以太网通信，串口通信，RS485通信和4G/3G/2G无线数据通信于一体，能够直接接入传感器、标准变送器信号、仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点和脉冲信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明采用三层结构，上层种植根系较发达的水生植物，中层利用生物膜与上层植物连用，下层悬挂碳素纤维，根据黑色河流不同形成原因对填料进行组配。

2、本发明结构简单、使用方便、易于制造。

3、本发明通过气泡发生装置与人工生态浮岛有机结合，实现了水体充氧、混合、生物降解技术优化组合，不打破河流湖泊的分层，改善底部水生生态环境，抑制底泥中有机物、磷、氨氮、铁、锰等物质向水中溶解释放。

附图说明

图1为本发明人工生态浮岛的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

其中，1上支架，2下支架，3连接件，4气泡发生装置，5水质检测装置，6RTU无线远程测控终端设备，7绳体，8曝气口，9结节，10大圆形框架，11中心圆框，12小圆形框架，13浮子，14浮筒，15碳素纤维膜层，16悬浮填料层，17海绵基质层，18水生植物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1和图2所示，一种人工生态浮岛，包括支架，支架包括上支架1和下支架2，上下支架之间通过连接件3连接，上支架1为大圆形框架10，在大圆形框架10内设置有同心的中心圆框架12，中心圆框11与大圆形框架10之间均布相切的小圆形框架12，这些框架的相切处设置有浮子13，在中心圆框架的圆心处设置有浮筒14，浮筒14中空，上开孔，可以装入沙子等重物，用塞子封闭，通过调整装入沙子的重量对整个装置在水中的位置进行微调，浮筒14通过固定架与支架连接固定，下支架2与上支架1的形状相同只是没有安装浮子13和浮筒14，上支架1固定有多个浮子13，使得支架能够漂浮在水面上，支架内部由下至上填充有碳素纤维膜层15、悬浮填料层16和海绵基质层17，各层之间设置有隔网，海绵基质层17种植有水生植物18，如芦苇、香蒲、美人蕉等，碳素纤维膜层15内放置有微生物菌群，碳素纤维的细孔结构不同于活性炭，碳素纤维微孔丰富且孔径分布集中(0.5～2nm)，微孔体积占总体积的90％左右，比表面积大，且化学性质稳定，具有含氧官能团，悬浮填料层16可以形成生物膜，浮筒14上设置有气泡发生装置4、水质检测装置5和RTU无线远程测控终端设备6，气泡发生装置4的曝气口8设置在碳素纤维膜层15的下侧，且与水体底部的底泥层具有一定的距离，以避免搅起底泥，气泡在向水体充氧时搅动水流，提供填料及水生植物18所需的溶解氧和水力条件，在好氧条件下填料表面附着生物膜，生物膜主要由真菌、细菌、菌胶团及其产生的胞外多聚物组成，这些微生物能以水中的有机物作为营养物质，将其氧化分解成无害的无机物，同时能氧化水中溶解态的铁、锰，使其沉淀，并去除气泡发生装置4产生的极细气泡，气泡在水中上升速度慢、停留时间长、溶解效率高，并具备自增氧、带负电荷和富含强氧化性的自由基等特性，同时气泡的水对动植物都具有促进生物活性的作用，气泡发生装置4、水质检测装置5均与RTU无线远程测控终端设备6连接，RTU无线远程测控终端设备6通过无线信号与远处的远程操作设备连接，通过RTU无线远程测控终端设备6启动或关闭水质检测装置5与气泡发生装置4；为了增加支架内各层的整体强度，减少水流损坏，上支架连接有下垂的柔性的绳体7，绳体7贯穿各层对各层进行牵拉，绳体7上设置有结节9用于增加与各层物料的牵拉面积；支架为PVC管、PE管、不锈钢管或玻璃钢管；同时在圆形框架链接间隙处种植浮游植物，形成不同形状、构造及植物类型，从而吸引野生动物在此栖息，增加生物多样性，加快生物生态修复过程；RTU无线远程测控终端设备6集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信，支持以太网通信，串口通信，RS485通信和4G/3G/2G无线数据通信于一体，能够直接接入传感器、标准变送器信号、仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点和脉冲信号，远程操作设备为固定的远程监控中心或移动的控制终端。

Claims (5)

1.一种人工生态浮岛，其特征在于：包括支架，所述支架包括上支架和下支架，上下支架之间通过连接件连接，所述上支架设置有用于固定的若干个浮子，支架内部由下至上依次填充有碳素纤维膜层、悬浮填料层和海绵基质层，所述海绵基质层种植有水生植物，所述碳素纤维膜层的下侧设置有曝气口，所述上支架安装有浮筒，所述浮筒上设置有气泡发生装置和RTU无线远程测控终端设备，所述气泡发生装置与曝气口之间通过管路连接，所述气泡发生装置与RTU无线远程测控终端设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种人工生态浮岛，其特征在于：所述的上支架设置有下垂的柔性绳体，柔性绳体穿过碳素纤维膜层、悬浮填料层和海绵基质层，绳体上设置有结节。

3.根据权利要求1所述的一种人工生态浮岛，其特征在于：所述的支架为PVC管、PE管、不锈钢管或玻璃钢管。

4.根据权利要求1所述的一种人工生态浮岛，其特征在于：所述的上支架为大圆形框架，在大圆形框架内设置有同心的中心园框架，中心圆框架与大圆形框架之间设有相切的小圆形框架，这些框架的相切处设置有浮子，在中心圆框架的圆心处设置有浮筒。

5.根据权利要求1所述的一种人工生态浮岛，其特征在于：所述的浮筒上设置有水质检测装置，水质监测装置与RTU无线远程测控终端设备连接。