CN108516619B - 生态浮岛 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种生态浮岛，包括一个或多个浮岛本体、填料区、供电模块和臭氧曝气模块，所述的浮岛本体包括浮岛框架、浮岛植物种植区和浮子，所述的浮岛植物种植区设置在浮岛框架上，所述的填料区设置在浮岛框架的下方，所述的供电模块与臭氧曝气模块电连接，所述的臭氧曝气模块包括臭氧发生器和纳米气泡发生器，臭氧发生器通过气体输送管与所述纳米气泡发生器相连接，臭氧发生器产生的臭氧经由纳米气泡发生器排放到水体中。本申请通过将浮岛技术与臭氧曝气技术相结合，形成了一种新型高效的生态浮岛，充分利用了臭氧技术的优点，解决了传统浮岛净化效率低的问题。

Description

生态浮岛

技术领域

本申请涉及水处理技术领域，特别涉及一种生态浮岛。

背景技术

近年来，水体富营养化问题成为当前重大环境问题之一，主要表现为水体中氮、磷、有机物等营养物质含量超过水体自净能力，由此导致藻类过量生长和繁殖，使水体透明度和溶氧量下降，水体变黑变臭，生态环境严重恶化。

利用浮岛植物治理水体污染一直是国内外的热点问题，生态浮岛为水生浮岛植物提供适宜的生长环境，浮岛植物被栽培在富营养化的水体中吸收水体中的有害物质以达到净化水质的目的。在传统的生态浮岛技术中，其净化作用主要依靠浮岛植物直接吸收水体中氮、磷等营养物质来实现，除此之外附着在浮岛植物根系上的微生物形成的生物膜能够加速水中大分子污染物的降解过程。然而，传统的生态浮岛存在净化效率低、恢复周期长和不能改善水体缺氧等问题，无法满足治理水体污染的需要。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种生态浮岛，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

一种生态浮岛，包括一个或多个浮岛本体1、填料区5、供电模块和臭氧曝

气模块，所述的浮岛本体1包括浮岛框架2、浮岛植物种植区3和浮子4，所述的浮岛植物种植区3设置在浮岛框架2上，所述的浮子4与浮岛框架2相连接，所述的填料区5设置在浮岛框架2的下方，所述的供电模块与臭氧曝气模块电连接，所述的臭氧曝气模块包括臭氧发生器9和纳米气泡发生器10，所述的臭氧发生器9设置在浮岛框架2的顶部，所述的纳米气泡发生器10设置在填料区5的下部，臭氧发生器9通过气体输送管11与所述纳米气泡发生器10相连接，臭氧发生器9产生的臭氧经由纳米气泡发生器10排放到水体中。

可选的，所述臭氧曝气模块还包括臭氧监测探头18和控制器12，所述臭氧监控探头设置在所述填料区5的下部区域中用于监测填料区5中的臭氧浓度并将监测数据发送至所述控制器12，所述控制器12设置在所述浮岛框架2顶部并在水体中的臭氧浓度高于预设阈值时能够控制臭氧发生器9和纳米气泡发生器10停止工作。

可选的，所述的臭氧监测探头18为能够监测所述填料区5中的氧化还原电位的电位探头，所述的预设阈值为400mv的氧化还原电位。

可选的，所述填料区5由多个不同溶氧环境的子填料区组成。

可选的，所述填料区5包括上至下依次设置在浮岛框架2下方的第一子填料区6、第二子填料区7和第三子填料区8，所述纳米气泡发生器10设置在所述第三子填料区8的下部区域中。

可选的，所述第一子填料区6中的填料孔隙率在60％以上，所述第二子填料区7中的填料孔隙率40％至50％，所述第三子填料区8中的填料孔隙率95％以上。

可选的，所述供电模块包括太阳能电池板13、蓄电池14和支架15，所述的支架15和蓄电池14设置在浮岛框架2上，所述的太阳能电池板13设置在支架15上并与蓄电池14相连接。

可选的，所述支架15的高度高于浮岛植物种植区3内种植的浮岛植物的高度。

可选的，所述浮岛植物种植区3域中种植的浮岛植物至少包括以下植物中的任一或任意多个的组合：雍菜、矮灯芯草、鸢尾、芦苇、美人蕉、旱伞草、香蒲、菖蒲。

本申请通过将浮岛技术与臭氧曝气技术相结合，形成了一种新型高效的生态浮岛，充分利用了臭氧技术的优点，解决了传统浮岛净化效率低的问题。首先，臭氧对病菌和细菌有很强的杀菌效果，并且能够与水体中的耗氧有机物产生反应，有效分解水体中难降解的有机物，消除水体色度和异味达到净化水体的效果，并且过程中没有任何有害物质产生。其次，臭氧能够有效控制水体中藻类的数量。同时，臭氧在水下进行氧化杀菌的过程中，臭氧还原后释放出的氧气能够提高水体中的溶氧量，为好氧微生物提供氧气，从而提高了好氧微生物的氧化效率。

此外，本申请通过在臭氧曝气模块中采用的纳米气泡发生器能够产生直径在五十微米以下的微小气泡，利用纳米气泡发生器所产生的微小气泡能够减少水体中的总悬浮物，提高水体的透明度。

附图说明

图1是根据本申请一实施例的生态浮岛的结构示意图；

图2是根据本申请另一实施例的生态浮岛的结构示意图；

图3是根据本申请一实施例的生态浮岛的构建方法的流程图；

图4是根据本申请另一实施例的生态浮岛的构建方法的流程图。

附图标记

1-浮岛本体，2-浮岛框架，3-浮岛植物种植区，4-浮子，5-填料区，6-第一子填料区，7-第二子填料区，8-第三子填料区，9-臭氧发生器，10-纳米气泡发生器，11-气体输送管，12-控制器，13-太阳能电池板，14-蓄电池，15-支架，16-绳索，17-锚桩，18-臭氧监测探头。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

本申请提供了一种生态浮岛，以下分别通过多个实施例逐一进行详细说明。

在本申请的一实施例中公开了一种生态浮岛，参见图1，该生态浮岛包括一个浮岛本体1、填料区5、供电模块和臭氧曝气模块，所述的浮岛本体1包括浮岛框架2、浮岛植物种植区3和浮子4，所述浮岛植物种植区3设置在所述浮岛框架2上，浮岛植物种植在所述浮岛植物种植区3中，所述浮子4与所述浮岛框架2相连接用于为本生态浮岛提供浮力，所述的供电模块与臭氧曝气模块电连接用于给臭氧曝气模块供电，所述臭氧曝气模块包括臭氧发生器9和纳米气泡发生器10，所述臭氧发生器9设置在所述浮岛框架2的顶部，所述纳米气泡发生器10设置在所述填料区5的下部区域中，所述臭氧发生器9通过气体输送管11与所述纳米气泡发生器10相连接，臭氧发生器9产生的臭氧经由纳米气泡发生器10排放到水体中。本申请通过将浮岛技术与臭氧曝气技术相结合，形成了一种新型高效的生态浮岛，充分利用了臭氧技术的优点，解决了传统浮岛净化效率低的问题。首先，臭氧对病菌和细菌有很强的杀菌效果，并且能够与水体中的耗氧有机物产生反应，有效分解水体中难降解的有机物，消除水体色度和异味达到净化水体的效果，并且过程中没有任何有害物质产生。其次，臭氧能够有效控制水体中藻类的数量。同时，臭氧在水下进行氧化杀菌的过程中，臭氧还原后释放出的氧气能够提高水体中的溶氧量，为好氧微生物提供氧气，从而提高了好氧微生物的氧化效率。此外，在臭氧曝气模块中采用的纳米气泡发生器10能够产生直径在五十微米以下的微小气泡，利用纳米气泡发生器10所产生的微小气泡能够减少水体中的总悬浮物，提高水体的透明度。当气泡缓慢上升并减小尺寸时，气泡内部的压力会增加到一定程度，由于压力的增加，纳米气泡的爆发会产生极端的热量和自由基，该自由基对水体也可以起到氧化消毒的作用。

所述的填料区5可由多个不同溶氧环境的子填料区组成，形成了厌氧区和好氧区，所述的厌氧区和好氧区串联形成了水净化系统，厌氧区用于脱氮除磷；好氧区用于除水中的有机物。包括多个不同溶氧环境的子填料区能够提升微生物分解水中的有机污染物的效率。不同种类的微生物对水体的净化作用是不同的，例如厌氧微生物反硝化细菌要求环境内溶氧量接近于零，而好氧微生物硝化细菌需要在较高的溶解氧环境。所述不同溶氧环境的子填料区为不同种类的微生物提供适合其生存的溶氧环境，促进各种微生物的正常繁殖，维持微生物数量和活性的稳定，进而提升微生物分解污染物的效率。

造成水体富营养化的主要原因就是水体中氮、磷和有机质含量过高，根据本申请的生态浮岛的设计充分利用了浮岛植物和微生物的联合作用从而提升生态浮岛去除氮、磷和有机质的能力。

首先，与单纯依靠浮岛植物吸收氮相比，通过浮岛植物和微生物的耦合净化氮的效率更高。具体的，在通过浮岛植物吸收和微生物的氨化作用、硝化作用和反硝化作用去除水体中的氮的过程中，氨化细菌将有机氮转化为氨态氮，氨化作用在有氧和厌氧环境中均可发生；在有氧条件下，通过亚硝酸细菌和硝酸细菌将转化为/>浮岛植物能够吸收一部分/>和/>另一部分/>在厌氧条件通过反硝化细菌的转化为N₂O和N₂。水体的除氮能力与水体中氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌以及反硝化细菌等种类、数量和活性显著相关，因此为其提供适合生存的溶氧环境也就相当于提升生态浮岛的除氮能力。

其次，通过浮岛植物和微生物的耦合作用能够增加浮岛的磷去除效率，沉积、吸附、沉淀和微生物吸收和积累是湿地磷的主要去向，此外植物的吸收也能去除少部分磷。因此，在浮岛的填料区5的填料可以增加对磷的吸附和沉积作用，而填料区5不同溶解氧环境则促进了微生物吸收和积累磷的过程。

微生物是人工浮岛去除有机质的主导者，而溶解氧浓度是影响微生物去除有机质的重要因素。有机质在好氧和厌氧环境下有不同的分解过程，好氧环境下通过微生物的有氧呼吸分解为CO₂，在厌氧条件下进行厌氧呼吸和糖酵解，因此不同的溶解氧环境可以为不同氧气需求的微生物提供生存环境，提高微生物去除有机质的效率。此外，植物可以直接吸收少量有机物。

本申请的另一个实施例中，公开了一种如图2所示的生态浮岛，所述生态浮岛包括一个浮岛本体1和填料区5，所述的浮岛本体1包括浮岛框架2、浮岛植物种植区3和浮子4，所的述浮岛植物种植区3设置在浮岛框架2上，浮岛植物种植在所述浮岛植物种植区3中，所述的填料区5设置在浮岛框架2的下方，所述的浮子4与浮岛框架2相连接并为浮岛本体1提供浮力。

所述生态浮岛还包括供电模块和臭氧曝气模块，所述的供电模块与臭氧曝气模块电连接用于给臭氧曝气模块供电，所述臭氧曝气模块包括臭氧发生器9和纳米气泡发生器10，所述臭氧发生器9设置在所述浮岛框架2的顶部，所述纳米气泡发生器10设置在所述第三子填料区8的下部区域，所述臭氧发生器9通过气体输送管11与纳米气泡发生器10相连。

在图2所示的实施例中，所述填料区5包括上至下依次设置在浮岛框架2下方的第一子填料区6、第二子填料区7和第三子填料区8，所述纳米气泡发生器10设置在所述第三子填料区8的下部区域中。

该实施例中，所述的第一子填料区6、第二子填料区7和第三子填料区8由上至下的排布方式，形成不同的溶解氧环境，即第三子填料区8的溶解氧浓度大于第二子填料区7的溶解氧浓度，第二子填料区7的溶解氧浓度大于第一子填料区6的溶解氧浓度，从上至下形成了厌氧、缺氧和好氧相串联的水净化系统，为各子填料区中的多种微生物的相互配合作用提供了可能，从而进一步提升生态浮岛的净化效果。具体的，第一子填料区6和第二子填料区7由于孔隙率较小、水力停留时间较长，且孔隙率存在差异，形成不同水流速度，因此形成不同的溶解氧环境，即在第一子填料区6形成缺氧区域、第二子填料区7形成厌氧区域，第一子填料区6中的好氧微生物消耗水体中的溶氧从而在上层形成缺氧环境子填料区，并且上层微生物代谢的产物沉积到处于中间层的子填料区中，第二子填料区7中的微生物能够继续分解上层填料区中微生物产生的代谢物，使溶氧得到进一步的消耗，从而在中间层形成厌氧环境子填料区，在该区域中为厌氧微生物种群提供了适合的生存环境。在该实施例中，生态浮岛的填料区5由上至下形成了完整的厌氧、缺氧和好氧微生物结构，这有利于厌氧反应、缺氧反应和好氧反应可以同步进行，更有利于去除水体中的污染物。

可选的，为了使水流在该区域中流动速度较快且停留时间较短，使得区域中溶氧量较高，所述第一子填料区6中的填料孔隙率在60％以上，和/或所述第二子填料区7中的填料孔隙率40％至50％，和/或所述第三子填料区8中的填料孔隙率95％以上，从而有助于在该区域中形成活跃的好氧微生物种群，此外纳米气泡发生器10设置在第三子填料区8的下部区域能够将臭氧供应到该区域，臭氧还原后产生的氧气能够提高第三子填料区8中的溶氧量。

在这个实施例中，可通过选择适合的填料构造出不同溶氧环境的子填料区，选用颗粒状的填料构造缺氧环境的第一子填料区6和厌氧环境的第二子填料区7，填料颗粒的直径大小与填料堆积密度直接相关，填料颗粒孔隙率决定了各子填料区中的水流状态，例如：填充直径较大的填充颗粒的子填料区过水能力较好，相应的该区域中水体溶氧量也更高。因此，采用具有不同孔隙率的填料填充各子填料区就能够在各子填料区中建立不同的溶氧环境。在该实施例中，下层的好氧环境的第三子填料区8的填料选用了过水性更好的材料，例如：纤维束或多孔悬浮球等松散材料，作为填料。在本实施例的一个具体应用中，第三子填料区8为悬挂长度1m、直径10cm的纤维束，所述纤维束的悬挂密度为30cm×30cm。本申请通过设置在第三子填料区8的下部区域的纳米气泡发生器10为第三子填料区8提供氧气，使第三子填料区8的区域始终维持较高的溶氧量。所述第一子填料区6中的填料可采用直径5mm至10mm的填充颗粒，所述第二子填料区7中的填料可采用直径1mm至4mm的填充颗粒，第三子填料区8中的填料可采用过水性好的材料。

可选的，所述的第一子填料区6和第二子填料区7的填充颗粒是含铁的多孔陶粒，所述含铁的多孔陶粒由粘土添加氧化铁烧制而成，其中氧化铁添加量约占陶粒总重量的10％至15％，按照上述方法制造含铁的多孔陶粒的有助于去除水中的磷以及卤化有机物等污染物质，其原因在于含铁陶粒填料对磷的沉积和吸附作用是去除水体除磷的主要途径，因此在填料区5中加入对磷具有高吸附能力的颗粒填料能够提升生态浮岛对磷的净化效果，在其他可选的实施例中，也可选用含铝、镁、钙等元素的陶粒作为填料达到较好的除磷效果。

本申请的生态浮岛将浮岛植物、微生物和填料的净水作用相互加成，能够实现更好的水体净化效果。任何填料对污染物的吸附作用都存在吸附饱和度，但填料吸附沉积下来的污染物最终能够通过微生物的降解和植物的吸收从填料中去除，该现象被称为填料的解吸再生，较好的溶氧环境有利于填料的解吸作用，能够延长填料的使用周期。浮岛植物根系和根系上附着的微生物的生长一方面会堵塞填料的空隙，使孔隙率下降，另一方面，衰老死亡的根系被微生物降解后在填料区域中会留下新的空隙，因而从整体上使填料区域的过水性能基本保持不变，从而能够长时间维持各子填料区处于稳定的溶氧环境，延长了填料的使用周期。

在图2所示的实施例中，所述的臭氧曝气模块还包括臭氧监测探头18和控制器12，所述臭氧监控探头设置在所述填料区5的下部区域中用于监测填料区5中的臭氧浓度并将监测数据发送至所述控制器12，所述的控制器12设置在所述浮岛框架2顶部并在水体中的臭氧浓度高于预设阈值时能够控制臭氧发生器9和纳米气泡发生器10停止工作。具体的，臭氧监测探头18设置在所述第三子填料区8中用于监测第三子填料区8中的臭氧浓度并将监测数据发送至控制器12，从而使得填料区5中的维持适当的臭氧浓度，既能起到氧化杀菌的作用又不会破坏有益微生物的生存环境。

使用时，为保证水体中微生物种群正常繁殖，以及保持生态浮岛的最佳净化效果，需要控制所述填料区5中的臭氧浓度，本申请通过臭氧监测探头18实时监测填料区5中的臭氧浓度，防止因臭氧浓度过高破坏水中有益微生物的生存环境。可选的，臭氧监测探头18为能够监测所述填料区5中的氧化还原电位的电位探头，用于监测所述填料区5中的臭氧含量所述的预设阈值为400mv的氧化还原电位。采用传统的监测臭氧含量的光电比色法技术的监测探头存在操作麻烦、耗时长、不适于连续监测的缺点，而以氧化还原电位值作为监测数值的监测探头能够克服上述缺点。实际上，向填料区5中排放的臭氧越多在水体中生成的氧化物的浓度就越高，相应的水体的氧化能力就越强，水体中的氧化还原电位也就越高，因此水体中氧化还原电位值的变化能够反应当前填料区5的臭氧浓度。控制器根据监测探头反馈的水体中的氧化还原电位的数值调整臭氧发生器9和纳米气泡发生器10的工作时间，从而调节臭氧的排放量，防止因填料区5中的臭氧浓度过高破坏有益微生物的生存环境。

在氧化还原电位高于400mv的情况下，就会因臭氧浓度过高而破坏填料区5中有益微生物的生存环境，对有益微生物的活性和种群数量造成不利影响，因此，优选以400mv作为最高阈值，将所述控制器配置为在填料区5中的氧化还原电位高于400mv的情况下控制所述臭氧发生器9和所述纳米气泡发生器10停止工作，这样就能使填料区5中的维持适当的臭氧浓度，既能起到氧化杀菌的作用又不会破坏有益微生物的生存环境。

在图2所示的实施例中，所述供电模块包括太阳能电池板13、蓄电池14和支架15，所述的支架15和蓄电池14设置在浮岛框架2上，所述的太阳能电池板13设置在支架15上并与蓄电池14相连接。该设计能够防止浮岛植物遮挡射向太阳能电池板13的阳光，使所述太阳能电池板13的发电效率达到最优，所述支架15的高度、安装方位和安装角度可依据实施场地的实际情况，以有利于实现太阳能电池板13发电效率最优的方式设置，例如，所述太阳能电池板13被设置为朝向正南，与水平面呈45度角倾斜。

可选的，所述支架15的高度高于浮岛植物种植区3内种植的浮岛植物的高度。该设计不仅能够避免种植在支架15周围的浮岛植物遮挡照射到太阳能电池板13的阳光，而且不影响在浮岛植物种植区3域的其他区域种植根系丰富的高大的浮岛植物品种。在一个具体实施例中，所述支架15设置在所述浮岛框架2两端，所述支架15高度约为50cm，在支架15周围种植高度低于50cm的植物品种，例如：雍菜、矮灯芯草或鸢尾等，而其他区域种植高于50cm的植物品种，例如：芦苇、美人蕉、旱伞草、香蒲或菖蒲等。

图2所示的生态浮岛通过设置在浮岛本体1四个角上的绳索16与水下的锚桩17固定，用于调节生态浮岛的浸水深度，并且使生态浮岛漂浮在水体的固定位置上不被风及水流带走。

除了该实施例给出的方式之外，为固定生态浮岛在水体中的位置和调节生态浮岛的浸水深度，可选择通过绳索牵引、锚固定、竖杆固定或重物牵引等方式固定生态浮岛，其中绳索牵引适用于水面较窄区域，竖杆固定适用于浅水区，而在深水区则可以采用锚固定和重物牵引的方式。根据实施水域的具体情况也可采用其它的适合的固定方式固定生态浮岛。

考虑到生态浮岛产品的批量生产和后续运输安装的方便，整个生态浮岛可以由一个或多个浮岛本体1组成，可以根据具体应用的情况将浮岛本体1设计为适合的形状大小，例如：包括但不限于正方形、正六边形、正八边形、圆形等。

在本申请的一个具体实施例中，如图3所示，提供了一种用于构建根据本申请的生态浮岛的构建方法，所述方法包括步骤301至312：

步骤301制备浮岛本体1的浮岛框架2和浮子4；

步骤302将所述浮子4与所述浮岛框架2相连；

步骤303将浮岛植物种植区3设置在所述浮岛框架2的顶部；

步骤304制备浮岛本体1的填料区5；

步骤305将所述填料区5连接在所述浮岛框架2的下方形成浮岛本体1；

步骤306配置包括的臭氧发生器9和纳米气泡发生器10的臭氧曝气模块；

步骤307配置包括蓄电池14的供电模块；

步骤308将所述臭氧发生器9设置在所述浮岛框架2的顶部并与所述蓄电池14相连；

步骤309将所述纳米气泡发生器10设置在所述填料区5的下部区域并与所述蓄电池14相连；

步骤310通过气体输送管11将所述臭氧发生器9与所述纳米气泡发生器10相连；

步骤311将所述浮岛本体1置于水体中；

步骤312在所述浮岛植物种植区3中种植浮岛植物。

根据该方法构建的生态浮岛能够有效控制水体中的藻类数量、消除水体色度和异味和去除水体中难降解有机物，还能够通过增加水中溶氧量促进浮岛植物和微生物的联合作用提升生态浮岛的水体净化效率、改善净化效果，且无有害物质产生。

在所述方法的一个具体应用实例中，选择在生态浮岛的施工区域外完成所述步骤301至310，即在下水前完成生态浮岛各结构部件的制造及连接，更有利于实现规模化生产。在将浮岛本地置于水体中后，在其上种植适合的浮岛植物，所述填料区5既为浮岛植物根系提供支撑点，也为微生物提供不同溶解浓度的生存环境。一个生态浮岛可包括一个或多个浮岛本体1。在包含多个浮岛本体1的生态浮岛的构建中，可通过聚乙烯绳、金属搭扣、防腐绳等材料连接各个浮岛本体1，使其按不同形状布置连接形成完整的生态浮岛。考虑到生态浮岛整体重量可能会伴随浮岛植物的生长发生变化，因此每个浮岛本体1可根据需要连接一个或多个备用浮子4。根据本申请的生态浮岛的构建方法简便易学且成本低廉，能够快速构建各种规模和类型的生态浮岛，同时大大降低了污染水体的治理成本。

在一个具体的实施例中，如图4所示，提供了一种用于构建根据本申请的生态浮岛的构建方法，所述方法包括步骤401至417：

步骤401制备浮岛本体1的浮岛框架2和浮子4；

步骤402将所述浮子4与所述浮岛框架2相连；

步骤403将浮岛植物种植区3设置在所述浮岛框架2的顶部；

步骤404制备浮岛本体1的填料区5；

步骤405将所述填料区5连接在所述浮岛框架2的下方形成浮岛本体1；

步骤406配置包括的臭氧发生器9和纳米气泡发生器10的臭氧曝气模块；

步骤407配置包括蓄电池14的供电模块；

步骤408将所述臭氧发生器9设置在所述浮岛框架2的顶部并与所述蓄电池14相连；

步骤409将所述纳米气泡发生器10设置在所述填料区5的下部区域中并与所述蓄电池14相连；

步骤410通过气体输送管11将所述臭氧发生器9与所述纳米气泡发生器10相连；

步骤411为臭氧曝气模块配置臭氧监测探头18和控制器12；

步骤412将所述臭氧监测探头18设置在所述填料区5的下部区域中；

步骤413将所述控制器12设置在浮岛框架2的顶部；

步骤414建立所述臭氧监测探头18向所述控制器12发送监测数据的连接；

步骤415建立所述控制器12向所述臭氧发生器9和纳米气泡发生器10发送控制信号的连接。

步骤416将所述浮岛本体1置于水体中；

步骤417在所述浮岛植物种植区3中种植浮岛植物。

按照该方法构建的生态浮岛还能够控制第三子填料区8的臭氧浓度，避免因向水中排放过量臭氧影响水体中微生物种群的正常繁殖。

可选的，所述制备浮岛本体1的填料区5的步骤404包括：

制备包含多个不同溶氧环境的填料区5。

提供的生态浮岛的填料区5包含多个子填料区，各子填料区分别形成不同的溶氧环境，为不同种类的微生物提供适合的生存环境，保证水体中各类微生物的正常繁殖，以维持微生物的数量和活性，利用浮岛植物和微生物的联合作用实现最佳的净化效果。

在另一个具体的实施例中，所述制备包含多个不同溶氧环境的子填料区的填料区包括：

以直径为5mm至10mm的填充颗粒作为填料制备第一子填料区6；

以直径为1mm至4mm的填充颗粒作为填料制备第二子填料区7；

以过水性好的材料作为填料制备好氧环境子填料区；

将所述第一子填料区6、第二子填料区7和第三子填料区8由上至下依次设置在所述浮岛框架2的下方。

该方法以由上至下的排布方式依次构建了缺氧环境、厌氧环境和好氧环境，为各子填料区中的多种微生物的相互配合作用提供了可能，从而进一步提升生态浮岛的净化效果。

可选的，在另一个根据本申请的实施例中，所述方法还包括：

制备包括太阳能电池板13、蓄电池14和支架15的供电模块；

将所述支架15设置在所述浮岛框架2的顶部；

将所述太阳能电池板13设置在所述支架15上并与所述蓄电池14相连。

采用太阳能供电的优点在于节能环保、便于管理，使用灵活且投资运行费用低廉。

可选的，在根据本申请的生态浮岛的构建方法中，将所述生态浮岛置于污水中供微生物在所述填料区5上栖息繁殖，经过预定时间周期后，将所述生态浮岛移至目标水体。

预先进行微生物的培养繁殖，能够缩短生态浮岛移至目标水体后产生净水效果的周期，提高生态浮岛的净水效率。

可选的，在根据本申请的生态浮岛的构建方法中，所述浮岛植物种植区3域中种植的浮岛植物为雍菜、矮灯芯草、鸢尾、芦苇、美人蕉、旱伞草、香蒲和菖蒲中的一种或多种。

在根据本申请的一个实施例中，在所述浮岛植物种植区3中种植浮岛植物包括：

在所述支架15的周围种植植株高度低于所述支架15的浮岛植物。

为防止浮岛植物遮挡射向太阳能电池板13的阳光，适于种植在支撑太阳能电池板13和支架15周围的植物品种包括：雍菜，又叫空心菜，一种一年生草本，株高40cm至50cm，蔓生或漂浮于水面；矮灯芯草，一种低矮草本，族生，株高3cm至5cm，在肥沃土壤及粘质壤土中生长良好；鸢尾，一种多年生草本植物，根状茎粗壮，株高约30cm至50cm。

根据本申请的生态浮岛充分利用了浮岛植物和微生物的联合作用，提高生态浮岛的水体修复能力。具体的，根系发达、地上生物量大的植物品种能够为微生物的生长提供更多的附着面积，在不会遮挡到太阳能电池板13的区域大量种植所述根系发达、地上生物量大的植物有利于提高生态浮岛的净水效果，这类植物包括但不限于：芦苇，一种多年水生或湿生的高大禾草，株高通常为100cm至300cm，有些品种可高达8cm，其叶、叶鞘、茎、根状茎和不定根都具有通气组织，所以它在净化污水中起到重要的作用；美人蕉，一种多年生草本植物，对土壤要求不严，在疏松肥沃、排水良好的沙土壤中生长最佳，也适应于肥沃粘质土壤生长，株高可达150cm；旱伞草，又名水竹，一种多年湿生、挺水的植物，株高40cm至160cm，具有水陆都可生长的特性；香蒲，一种多年生水生或沼生草本植物，地上茎粗壮，向上渐细，株高130cm至200cm；菖蒲，又名臭蒲，一种多年水生草本植物，根状茎粗壮，株高多年水生草本植物，株高50cm至190cm。

在具体应用时，也可直接将驯化好的浮岛植物种植于所述浮岛框架2上，通过填料区5固定根系，例如，在一个具体实施例中，所述支架15设置在所述浮岛框架2两端，所述支架15高度约为50cm，所述太阳能电池板13设置在所述支架15上并且与所述蓄电池14相连接，在所述太阳能电池板13下方种植雍菜、矮灯芯草等株高低于50cm的浮岛植物，而在浮岛植物种植区3域的其他区域种植芦苇、美人蕉、旱伞草等株高高于50cm、根系发达、地上生物量大的适合水培的浮岛植物。以这种方式构建生态浮岛，既能使发电效率达到最优，又能在浮岛植物种植区3域中尽可能多的种植根系发达的植物品种为微生物的生长提供更多的附着面积。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照可选的具体实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种生态浮岛，其特征在于，包括一个或多个浮岛本体（1）、填料区（5）、供电模块和臭氧曝气模块，所述的浮岛本体（1）包括浮岛框架（2）、浮岛植物种植区（3）和浮子（4），所述的浮岛植物种植区（3）设置在浮岛框架（2）上，所述的浮子（4）与浮岛框架（2）相连接，所述的填料区（5）设置在浮岛框架（2）的下方，所述的供电模块与臭氧曝气模块电连接，所述的臭氧曝气模块包括臭氧发生器（9）和纳米气泡发生器（10），所述的臭氧发生器（9）设置在浮岛框架（2）的顶部，所述的纳米气泡发生器（10）设置在填料区（5）的下部，臭氧发生器（9）通过气体输送管（11）与所述纳米气泡发生器（10）相连接，臭氧发生器（9）产生的臭氧经由纳米气泡发生器（10）排放到水体中；

所述填料区（5）由多个不同溶氧环境的子填料区组成；所述填料区（5）包括上至下依次设置在浮岛框架（2）下方的第一子填料区（6）、第二子填料区（7）和第三子填料区（8），所述纳米气泡发生器（10）设置在所述第三子填料区（8）的下部区域中；所述第一子填料区（6）中的填料孔隙率在60%以上，和所述第二子填料区（7）中的填料孔隙率40%至50%，和所述第三子填料区（8）中的填料孔隙率95%以上；所述的第一子填料区（6）和第二子填料区（7）的填充颗粒是含铁的多孔陶粒。

2.根据权利要求1所述的生态浮岛，其特征在于，所述臭氧曝气模块还包括臭氧监测探头（18）和控制器（12），所述臭氧监控探头设置在所述填料区（5）的下部区域中用于监测填料区（5）中的臭氧浓度并将监测数据发送至所述控制器（12），所述控制器（12）设置在所述浮岛框架（2）顶部并在水体中的臭氧浓度高于预设阈值时能够控制臭氧发生器（9）和纳米气泡发生器（10）停止工作。

3.根据权利要求2所述的生态浮岛，其特征在于，所述的臭氧监测探头（18）为能够监测所述填料区（5）中的氧化还原电位的电位探头，所述的预设阈值为400 mv的氧化还原电位。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的生态浮岛，其特征在于，所述供电模块包括太阳能电池板（13）、蓄电池（14）和支架（15），所述的支架（15）和蓄电池（14）设置在浮岛框架（2）上，所述的太阳能电池板（13）设置在支架（15）上并与蓄电池（14）相连接。

5.根据权利要求4所述的生态浮岛，其特征在于，所述支架（15）的高度高于浮岛植物种植区（3）内种植的浮岛植物的高度。

6.根据权利要求1所述的生态浮岛，其特征在于，所述浮岛植物种植区（3）区域中种植的浮岛植物至少包括以下植物中的任一或任意多个的组合：雍菜、矮灯芯草、鸢尾、芦苇、美人蕉、旱伞草、香蒲、菖蒲。