CN107459141A - 一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床及其建造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床及其建造方法，所述生态浮床包括浮盆，该浮盆为立方体，中间设有种植穴；所述浮盆的外壁上设有内扣、外扣，所述内扣、外扣为上下方向相反的L型扣，相邻的浮盆之间通过内扣、外扣相互连接；所述多个浮盆通过内扣、外扣连接成所述生态浮床；所述浮盆的底部及垂直于底部的实体部分设有若干个小孔。利用人工湿地的原理，综合利用植物、微生物和基质的协同作用吸收及分解水体中的营养物质，从而降低水体的富营养化程度，具有节约能源、生态、环保的优良效果，同时可以结合植物配置设计，提升水景景观效果，增加城市绿量。

Description

一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床及其建造方法
技术领域
本发明涉及一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池及人工湿地净化方法与应用，提供了一种用于富氮生活污水的净化方法，属于环境工程领域。
背景技术
近年来，由于人们的生产生活等行为，将含有大量氮、磷等营养物质的污水排入城市河道，致使河水富营养化程度日益严重。水体富营养化造成各种藻类大量滋生，大气中的氧气不能向水里扩散，从而使水体中的其它生物因缺氧死亡，生态系统受到破坏。去除城市水体中的营养物质，降低其富营养化程度是当今环境工作者急需解决的重要课题。人工浮岛技术是近年发展起来的一种去除水体氮磷物质的新方法，但其作用仅局限于水生植物在生长过程中对水体中营养物质的吸收利用，减除水体中氮磷物质的能力有限，且容易受到气候条件的影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的提供一种降低城市水体富营养化的技术，即城市富营养化水体净化的生态浮床及其建造方法。
根据本发明的第一方面，提供一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床，包括浮盆，该浮盆为立方体，中间设有种植穴；所述浮盆的外壁上设有内扣、外扣，所述内扣、外扣为上下方向相反的L型扣，相邻的浮盆之间通过内扣、外扣相互连接；所述多个浮盆通过内扣、外扣连接成所述生态浮床；所述浮盆的底部及垂直于底部的实体部分设有若干个小孔。
作为优选，所述种植穴的底部填充分别接种了厌氧菌、需氧菌的碳酸岩石子作为底层基质，填充高度为种植穴深度的2/3-3/4。
作为优选，所述种植穴的底部填充分别接种了厌氧菌、需氧菌的碳酸岩石子作为上层基质，填充至距种植穴的上口0-5cm位置。
进一步的，所述生态浮床哈包括用于调整所述生态浮床的入水深度的浮球或重物，使所述生态浮床上口距水面距离为所述种植穴的深度的1/4-1/3。
作为优选，所述种植穴中种植有植物幼苗，所述植物幼苗为芦苇、菖蒲、再力花中的一种。
根据本发明的第二方面，提供一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床的建造方法，包括如下步骤：
1)填充基质的准备：准备粒径0.5-1.5cm的碳酸岩石子，洗净杂质后晾干备用；准备粒径1.0-2.0cm的铁矿渣备用；
2)、厌氧菌的富集：从污水处理厂采集新鲜的活性污泥，将其放入装满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:50-100，将容器密封，放置在25-35℃的环境中厌氧发酵14-28天；然后将发酵后的牛粪尿用10-60目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入容器中密封保存；
3)、需氧菌的富集：从工业污水处理厂采集新鲜的活性污泥，将其放入注满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:50-100，放置在25-35℃的环境中，对容器中的混合液连续搅拌或曝气7-14天；然后将容器中的牛粪尿或猪粪尿用10-60目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入广口容器中；
4)、厌氧菌的接种：将步骤2)准备好的石子5-10kg放入步骤3)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，然后将容器密封，放置在25-35℃的环境中7-15天；
5)、需氧菌的接种：将步骤2)准备好的石子5-10kg放入步骤4)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，放置在25-35℃的环境中，连续搅拌或曝气，持续7-15天；
6)填充下层基质：将步骤5)接种后的石子填充到所述的种植穴的底部，填充高度为种植穴深度的2/3-3/4；
7)、栽植水生植物：选择生长健壮的水生植物幼苗1-3株，将其栽植在步骤7)的基质中；
8)填充上层基质：将步骤6)接种后的石子填充到步骤8)的种植穴的上部，填充至距种植穴的上口0-5cm位置；
9)、多个浮盆加工：按照以上步骤1)-8)加工多个相同的浮盆；
10)、拼接和固定：将以上步骤1)-9)加工完成的多个浮盆放入拟净化的水体中，然后通过内扣、外扣连接，将其水平排放在一起，形成所述生态浮床；
11)、调整深度：用浮球或重物调整所述生态浮床的入水深度，使其上口距水面距离为种植穴的深度的1/4-1/3，即完成生态浮床布置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用L型内扣、外扣，可方便连接、拆卸浮盆，且可以根据需要来组成不同颜色、形状、种植的造型，美化环境，减少人工的操作强度。
本发明利用人工湿地的原理，强化生物治理的概念，充分发挥基质、植物和微生物的协同作用，大大提高了城市水体中营养物质的去除效果，为降低水体富营养化程度提供了新方法。
本发明为了解决城市水体富营养化程度日益严重的问题，利用人工湿地的原理，综合利用植物、微生物和基质的协同作用吸收及分解水体中的营养物质，从而降低水体的富营养化程度，具有节约能源、生态、环保的优良效果，同时可以结合植物配置设计，提升水景景观效果，增加城市绿量。
附图说明
图1为本发明一实施例中生态浮床的纵剖面结构示意图；
图2为本发明一实施例中生态浮床立方形种植穴示意图；
图3为本发明一实施例中生态浮床圆筒形种植穴示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图与实例对本发明技术作进一步说明，但本发明的保护范围不限于下述的实例。对于本技术领域的技术人员而言，在本发明的启示下，能够从本专利公开内容中直接导出联想一些原理相同的基本变形，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征相同的相互不同组合、相同或相似技术效果的技术特征简单改换，都属于本发明技术的保护范围。
实施例1
如图1-3所示，一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床，包括浮盆1，该浮盆1为立方体，中间设有种植穴2；所述浮盆1的外壁上设有内扣3、外扣4，所述内扣3、外扣4为上下方向相反的L型扣，相邻的浮盆1之间通过内扣3、外扣4相互连接；所述多个浮盆1通过内扣3、外扣4连接成所述生态浮床；所述浮盆1的底部及垂直于底部的实体部分设有若干个小孔5。
进一步的，所述种植穴2的底部填充分别接种了厌氧菌、需氧菌的碳酸岩石子作为底层基质，填充高度为种植穴深度的2/3-3/4。
进一步的，所述种植穴2的底部填充分别接种了厌氧菌、需氧菌的碳酸岩石子作为上层基质，填充至距种植穴的上口0-5cm位置。
进一步的，在部分实施例中，所述生态浮床还可以包括用于调整所述生态浮床的入水深度的浮球或重物，使所述生态浮床上口距水面距离为所述种植穴2的深度的1/4-1/3。
所述种植穴2中种植有植物幼苗，进一步的，所述植物幼苗为芦苇、菖蒲、再力花中的一种。
比如，在部分实施例中，该浮盆1为立方体，所述的浮盆1采用EPS板或PE板或PS泡沫塑料板中的一种，该浮盆1的厚度为30-50cm，边长30-50cm；所述的种植穴2为立方形孔洞或直径10-30cm、深10-30cm的圆筒形孔洞；所述的小孔5的直径为0.5-2.0cm。
实施例2
本实施例提供一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床的建造方法，包括如下步骤：
(1)、单个浮盆1的加工：选用厚30cm，边长30cm的EPS泡沫塑料板，在其一面相距10cm均匀挖出直径10cm、深10cm的圆筒形种植穴，作为植物种植穴2。然后在塑料板侧面及种植穴2底部均匀钻出直径0.5cm的小孔5作为过水孔，0.1个/cm2；
(2)、填充基质的准备：准备粒径0.5cm的碳酸岩石子，洗净杂质后晾干备用；准备粒径1.0cm的铁矿渣备用；
(3)、厌氧菌的富集：从污水处理厂，主要用于处理生活污水，采集新鲜的活性污泥，将其放入装满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:50，将容器密封，放置在25℃的环境中厌氧发酵28天；然后将发酵后的牛粪尿用10目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入容器中密封保存；
(4)、需氧菌的富集：从工业污水处理厂，从生活污水中采集新鲜的活性污泥，将其放入注满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:50，放置在35℃的环境中，对容器中的混合液连续搅拌或曝气7天；然后将容器中的牛粪尿用10目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入广口容器中；
(5)、厌氧菌的接种：将步骤(2)准备好的石子5kg放入步骤(3)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，然后将容器密封，放置在25℃的环境中15天；
(6)、需氧菌的接种：将步骤(2)准备好的石子5kg放入步骤(4)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，放置在25℃的环境中，连续搅拌或曝气，持续15天；
(7)填充下层基质：将步骤(5)接种后的石子填充到浮盆1的种植穴2的底部，填充高度为种植穴2的深度的2/3；
(8)、栽植水生植物：选择生长健壮的水生植物幼苗，选择芦苇、菖蒲、再力花等花中的1株，将其栽植在步骤(7)的基质中；
(9)填充上层基质：将步骤(6)接种后的石子填充到步骤(8)的种植穴2的上部，填充至距种植穴2上口水平位置；
(10)、多个浮盆1的加工：按照以上步骤(1)-(9)加工多个相同的浮盆1；
(11)、拼接和固定：将以上步骤(1)-(10)加工完成的多个浮盆1放入拟净化的水体中，然后用拼接或绑扎等方法将其水平排放在一起，形成生态浮床；
(12)、调整深度：用浮球或重物调整生态浮床的入水深度，使其上口距水面距离为种植穴2的深度的1/4，即完成生态浮床布置。
实施例3
本实施例提供一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床的建造方法，包括如下步骤：
(1)、单个浮盆1的加工：选用厚40cm，边长40cm的PE泡沫塑料板，在其一面相距15cm均匀挖出直径20cm、深20cm的圆筒形种植穴，作为植物种植穴2。然后在塑料板侧面及种植穴2的底部均匀钻出直径1.0cm的小孔5作为过水孔，0.2个/cm2；
(2)、填充基质的准备：准备粒径1.0cm的碳酸岩石子，洗净杂质后晾干备用；准备粒径1.5cm的铁矿渣备用；
(3)、厌氧菌的富集：从污水处理厂，主要用于处理生活污水，采集新鲜的活性污泥，将其放入装满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:80，将容器密封，放置在30℃的环境中厌氧发酵21天；然后将发酵后的牛粪尿用30目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入容器中密封保存；
(4)、需氧菌的富集：从工业污水处理厂主要用于生活污水采集新鲜的活性污泥，将其放入注满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:80，放置在30℃的环境中，对容器中的混合液连续搅拌或曝气10天；然后将容器中的牛粪尿用30目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入广口容器中；
(5)、厌氧菌的接种：将步骤(2)准备好的石子7kg放入步骤(3)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，然后将容器密封，放置在30℃的环境中10天；
(6)、需氧菌的接种：将步骤(2)准备好的石子7kg放入步骤(4)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，放置在30℃的环境中，连续搅拌或曝气，持续10天；
(7)填充下层基质：将步骤(5)接种后的石子填充到浮盆1的种植穴2的底部，填充高度为种植穴2深度的2/3；
(8)、栽植水生植物：选择生长健壮的芦苇、或菖蒲、或再力花等2株，将其栽植在步骤(7)的基质中；
(9)填充上层基质：将步骤(6)接种后的石子填充到步骤(8)的种植穴2的上部，填充至距种植穴2的上口3cm位置；
(10)、多个浮盆1加工：按照以上步骤(1)-(9)加工多个相同的浮盆1；
(11)、拼接和固定：将以上步骤(1)-(10)加工完成的多个浮盆1放入拟净化的水体中，然后用内扣、外扣水平连接排放在一起，形成生态浮床；
(12)、调整深度：用浮球或重物调整生态浮床的入水深度，使其上口距水面距离为种植穴2的深度的1/4，即完成生态浮床布置。
实施例4
本实施例提供一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床的建造方法，包括如下步骤：
(1)、单个浮盆1的加工：选用厚50cm，边长50cm的PS泡沫塑料板，在其一面相距15cm均匀挖出直径30cm、深30cm的圆筒形孔洞，作为植物种植穴2。然后在塑料板侧面及种植穴底部均匀钻出直径2.0cm的小孔5作为过水孔，0.3个/cm2；
(2)、填充基质的准备：准备粒径1.5cm的碳酸岩石子，洗净杂质后晾干备用；准备粒径2.0cm的铁矿渣备用；
(3)、厌氧菌的富集：从污水处理厂，主要从处理生活污水中采集新鲜的活性污泥，将其放入装满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:100，将容器密封，放置在35℃的环境中厌氧发酵28天；然后将发酵后的牛粪尿用60目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入容器中密封保存；
(4)、需氧菌的富集：从工业污水处理厂，主要从生活污水中采集新鲜的活性污泥，将其放入注满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:100，放置在35℃的环境中，对容器中的混合液连续搅拌或曝气14天；然后将容器中的牛粪尿用60目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入广口容器中；
(5)、厌氧菌的接种：将步骤(2)准备好的石子10kg放入步骤(3)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，然后将容器密封，放置在35℃的环境中15天；
(6)、需氧菌的接种：将步骤(2)准备好的石子10kg放入步骤(4)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，放置在35℃的环境中，连续搅拌或曝气，持续15天；
(7)填充下层基质：将步骤(5)接种后的石子填充到步骤(1)加工好的浮盆1的种植穴2的底部，填充高度为种植穴2的深度的3/4；
(8)、栽植水生植物：选择生长健壮的水生植物幼苗：芦苇、或菖蒲、或再力花等3株，将其栽植在步骤(7)的基质中；
(9)填充上层基质：将步骤(6)接种后的石子填充到步骤(8)的种植穴2的上部，填充至距种植穴2上口5cm位置；
(10)、多个浮盆1加工：按照以上步骤(1)-(9)加工多个相同的浮盆1；
(11)、拼接和固定：将以上步骤(1)-(10)加工完成的多个浮盆1放入拟净化的水体中，然后用拼接或绑扎等方法将其水平排放在一起，形成生态浮床；
(12)、调整深度：用浮球或重物调整生态浮床的入水深度，使其上口距水面距离为种植穴2的深度的1/3，即完成生态浮床布置。
综上，本发明可以利用人工湿地的原理，综合利用植物、微生物和基质的协同作用吸收及分解水体中的营养物质，从而降低水体的富营养化程度，具有节约能源、生态、环保的优良效果，同时可以结合植物配置设计，提升水景景观效果，增加城市绿量。
以上是本发明部分实施例，应当理解的是，对于本技术领域的技术人员而言，在本发明的启示下，能够从本发明公开内容中直接导出联想一些原理相同的基本变形，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征相同的相互不同组合、相同或相似技术效果的技术特征简单改换，都属于本发明技术的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：包括浮盆(1)，该浮盆(1)为立方体，中间设有种植穴(2)；所述浮盆(1)的外壁上设有内扣(3)、外扣(4)，所述内扣(3)、外扣(4)为上下方向相反的L型扣，相邻的浮盆(1)之间通过内扣(3)、外扣(4)相互连接；所述多个浮盆(1)通过内扣(3)、外扣(4)连接成所述生态浮床；所述浮盆(1)的底部及垂直于底部的实体部分设有若干个小孔(5)。
2.根据权利要求1所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述种植穴(2)的底部填充分别接种了厌氧菌、需氧菌的碳酸岩石子作为底层基质，填充高度为种植穴深度的2/3-3/4。
3.根据权利要求1所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述种植穴(2)的底部填充分别接种了厌氧菌、需氧菌的碳酸岩石子作为上层基质，填充至距种植穴的上口0-5cm位置。
4.根据权利要求1所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：进一步包括用于调整所述生态浮床的入水深度的浮球或重物，使所述生态浮床上口距水面距离为所述种植穴(2)的深度的1/4-1/3。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述浮盆(1)采用EPS板、或PE板、或PS泡沫塑料板中的一种材料制成。
6.根据权利要求1-4任一项所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述浮盆(1)为立方体，该浮盆(1)的厚度为30-50cm，边长30-50cm。
7.根据权利要求1-4任一项所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述种植穴(2)中种植有植物幼苗，所述植物幼苗为芦苇、菖蒲、再力花中的一种。
8.根据权利要求1-4任一项所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述种植穴(2)为直径10-30cm、深10-30cm的圆筒形孔洞，或者所述种植穴(2)为立方形孔洞。
9.根据权利要求1-4任一项所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床，其特征在于：所述的小孔的直径为0.5-2.0cm。
10.一种权利要求1-9任一项所述的用于城市富营养化水体净化的生态浮床的建造方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)填充基质的准备：准备粒径0.5-1.5cm的碳酸岩石子，洗净杂质后晾干备用；准备粒径1.0-2.0cm的铁矿渣备用；
2)、厌氧菌的富集：从污水处理厂采集新鲜的活性污泥，将其放入装满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:50-100，将容器密封，放置在25-35℃的环境中厌氧发酵14-28天；然后将发酵后的牛粪尿用10-60目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入容器中密封保存；
3)、需氧菌的富集：从工业污水处理厂采集新鲜的活性污泥，将其放入注满新鲜牛粪尿或猪粪尿的密闭容器中，污泥与牛粪尿或猪粪尿的体积比为1:50-100，放置在25-35℃的环境中，对容器中的混合液连续搅拌或曝气7-14天；然后将容器中的牛粪尿或猪粪尿用10-60目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，将滤出液放入广口容器中；
4)、厌氧菌的接种：将步骤2)准备好的石子5-10kg放入步骤3)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，然后将容器密封，放置在25-35℃的环境中7-15天；
5)、需氧菌的接种：将步骤2)准备好的石子5-10kg放入步骤4)的容器中，确保溶液将石子全部浸没，放置在25-35℃的环境中，连续搅拌或曝气，持续7-15天；
6)填充下层基质：将步骤5)接种后的石子填充到所述的种植穴(2)的底部，填充高度为种植穴(2)深度的2/3-3/4；
7)、栽植水生植物：选择生长健壮的水生植物幼苗1-3株，将其栽植在步骤7)的基质中；
8)填充上层基质：将步骤6)接种后的石子填充到步骤8)的种植穴(2)的上部，填充至距种植穴(2)的上口0-5cm位置；
9)、多个浮盆(1)加工：按照以上步骤1)-8)加工多个相同的所述浮盆(1)；
10)、拼接和固定：将以上步骤1)-9)加工完成的多个浮盆(1)放入拟净化的水体中，然后通过内扣(3)、外扣(4)连接，将其水平排放在一起，形成所述生态浮床；
11)、调整深度：用浮球或重物调整所述生态浮床的入水深度，使其上口距水面距离为种植穴(2)的深度的1/4-1/3，即完成生态浮床布置。
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