CN109231473B - 一种聚氨酯人工浮岛 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯人工浮岛，包括用于将浮岛漂浮于水体中的浮体部、设置于浮体部上方的填充层和种植在填充层上的植物，还包括由聚氨酯板和立柱围成的框架，所述填充层设置在框架内，填充层包括上下依次设置的聚氨酯颗粒固定层、细沙层和砂石层，所述浮体部为若干正多边形拼接单元拼接而成。本发明所述的聚氨酯人工浮岛装置结构牢固、利用植物和浮岛内填充层进行对水体内微生物、富营养物质进行吸收、吸附和过滤，大大提高了浮岛的净化效果和效率。
Description
技术领域
本发明属于生态水治理设备技术领域，具体涉及一种聚氨酯人工浮岛。
背景技术
随着我国工业的发展，水体富营养化越来越严重，水体富营养化的最直接后果就是藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。目前，对于水污染的治理问题越来越倾向于利用自然生态治理，由于人工浮岛具有净化水质、提供生物生息空间、改善景观等作用，因而对于人工浮岛的建设越来越多。建造人工浮岛，利用浮岛种植植物，通过植物进行降解水中富含的氮、磷含量。
目前，国内市场的生态浮岛一般以轻质材料，例如泡沫等作为浮岛载体，在其上开设种植孔种植植物，但此种设计仅能通过植物根系对水体内的氮、磷进行吸收，而不能增加水体内的氧含量，不能根治厌氧生物的繁殖，导致现有的浮岛设计对水体的处理效率极低。因此，现有的浮岛设计不仅牢固性不强，而且只能通过植物进行污水处理，对水质的净化效果十分有限，净化效率较低，特别是很难增加水体内含氧量、降低水中有机污染物和微生物的含量。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计了一种聚氨酯人工浮岛，装置结构牢固、利用植物和浮岛内填充层进行对水体内微生物、富营养物质进行吸收、吸附和过滤，大大提高了浮岛的净化效果和效率。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种聚氨酯人工浮岛，包括用于将浮岛漂浮于水体中的浮体部、设置于浮体部上方的填充层和种植在填充层上的植物，还包括由聚氨酯板和立柱围成的框架，所述填充层设置在框架内，填充层包括上下依次设置的聚氨酯颗粒固定层、细沙层和砂石层，所述浮体部为若干正多边形拼接单元拼接而成。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述立柱插接入设置在每个拼接单元的中心部的凹槽内，立柱侧面设有安装槽和限位孔，相邻立柱之间通过安装槽设置聚氨酯板，所述限位孔设置在安装槽两侧，且相邻立柱之间相对设置的限位孔内安装限位杆。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述立柱侧面设有两条延其长度方向平行设置的T形限位槽，相邻立柱之间的T形限位槽内安装限位件以将相邻立柱连接固定。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述限位件包括竖杆和固定杆，固定杆设置在竖杆两端部的侧面，所述限位件包括第一限位件和第二限位件，其中第一限位件的固定杆自由端设有插销，第二限位件的固定杆自由端设有插销安装。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述固定杆倾斜设置在竖杆上。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述填充层还包括聚氨酯生物填料，聚氨酯生物填料为网状结构，砂石层紧贴框架内侧面设置，细沙层设置在砂石层内，聚氨酯颗粒固定层设置在填充层最上层，聚氨酯生物填料设置在细沙层与聚氨酯颗粒固定层之间，所述聚氨酯颗粒固定层上贯穿其厚度方向设有置物定植穴。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述聚氨酯生物填料下侧面弧形设置，聚氨酯生物填料的两侧厚度大于其中部厚度。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述拼接单元通过连接件连接固定，位于同一连接件圆周的拼接单元端脚侧面上均设有固定环，且固定环设置在拼接单元的上下侧面处；所述连接件的盖体与同一连接件圆周的拼接单元端脚侧面围成的多边形结构相同，盖体下端设有插入固定环以将拼接单元固定的连接件支腿。
作为本发明一种聚氨酯人工浮岛的进一步改进：所述聚氨酯板和聚氨酯颗粒固定层均采用聚氨酯颗粒加热后挤压成板。
有益效果
与现有技术上相比，本发明具有以下有益效果：
第一，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，拼接成框架的侧板为聚氨酯颗粒一体挤压成型的聚氨酯板，利用聚氨酯板材透水透气的功能，可方便浮岛内部经过填充层净化的水与浮岛外部的污水进行水体流动交换；聚氨酯板内部的空隙相对填充层内砂体直径较小，可有效防止框架内填充层的沙体流失；聚氨酯板内的空隙不影响植物根系的生长与发展，可保证植物根系顺利伸入框架外的水体内，以吸收水体内氮、磷元素。
第二，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，框架上由聚氨酯颗粒挤压成型的聚氨酯板表面为聚氨酯颗粒凸起，在框架外水流冲击聚氨酯板时，激起的浪花可有效地吸收空气内氧气以增加水流的氧含量，富集氧气的水流自聚氨酯板进入框架内部，一部分进入填充层内供植物根系吸收，另一部分自对侧聚氨酯板流出，通过水流交换增加框架外水体内的氧含量，通过增加水体内含氧量不仅利于浮岛内植物生长，而且有效抑制了水体内厌氧生物的繁殖。
第三，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，浮体部支撑其上植物和填充层漂浮在水中，可直接大面积接收水体，提高净化效率。填充层内设有聚氨酯生物填料，以利用水体中微生物挂膜，可方便对其进行集中处理。
第四，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，浮岛上的砂石填充层采用建筑物弃料，在废物利用的同时实现对水体的过滤与微生物附着或挂膜。
第五，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，浮岛上的框架由相互连接的立柱围成框架，提高了浮岛的牢固强度。限位杆的设置便于安装且方便将聚氨酯板进行固定，限位杆方便安装、拆卸，提高浮岛整体的安装效率。
第六，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，浮岛框架内立柱之间设置便于安装限位件的T形限位槽，便于对浮岛整体的拼装；限位件之间配合使用，大大提高了框架的强度，提高浮岛的稳定性。
第七，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，砂石层与细沙层以及其外设置的聚氨酯板对水体进行多级过滤，使浮岛先进行初步过滤后进行植物根系吸收，提高净化效率。
第八，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，所述聚氨酯生物填料的弧形结构设计，提高其对水体内微生物的接触面积，利于微生物在其内部挂膜。
第九，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，拼装单元之间通过连接件连接，拼装单元上的固定环上下设置，以对浮岛浮体部的上下端均进行固定，进一步提高了浮岛的稳定性。
第十，本发明所述的聚氨酯人工浮岛，立柱四个侧面均设有用于安装限位装置和聚氨酯板的安装部且拼接单元之间活动式连接，便于扩大浮岛面积或合并浮岛。
附图说明
图1是本发明聚氨酯人工浮岛的结构示意图；
图2是本发明实施例2中立柱的结构示意图；
图3是本发明中第一限位件的结构示意图；
图4是本发明中第二限位件的结构示意图；
图5是本发明中拼接单元的平面示意图；
图6是本发明中连接件的结构示意图；
图7是本发明实施例1的填充层分层结构图；
图8是本发明实施例3的填充层分层结构图；
图9是本发明实施例5的填充层分层结构图；
图中标记：1、浮体部，101、拼接单元，102、固定环，103、连接件，104、连接件支腿，2、框架，201、边柱，202、角柱，203、聚氨酯板，204、限位杆，205、安装槽，206、限位孔，207、T形限位槽，208、第一限位件，209、第二限位件，301、聚氨酯颗粒固定层，302、细沙层，303、砂石层，304、聚氨酯生物填料，305、植物定植穴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式。
实施例1
本实施例中，一种聚氨酯人工浮岛，包括用于将浮岛浮于水体中的浮体部1、设置于浮体部1上方的填充层和种植在填充层上的植物，还包括由聚氨酯板203和立柱围成的框架2，所述填充层设置在框架2内。所述立柱插接入设置在每个拼接单元101的中心部的凹槽内，立柱包括边柱201和角柱202，立柱的每个侧面设有条形安装槽205和限位孔206，其中安装槽205内安放聚氨酯板203，限位孔206内安装限位杆204，位于聚氨酯板203两侧的限位杆204将其固定，以将框架2内填充层四周围挡，防止填充层被水流冲刷并提高了浮岛稳定性。聚氨酯板203的设置，利于水流进入浮岛系统内部，同时对水体内杂质进行初步过滤，且利于水体内微生物在其表面挂膜；由于浮力作用，在雨天天气落入聚氨酯浮岛内部的雨水自聚氨酯板203流出，保证浮岛内不会积水而导致其下沉。
组成浮体部1的拼接单元101均为四面体结构，每个四面体结构的棱处均设有拼接侧面，拼接侧面的上下端部设有固定环102，连接件103的盖部横截面与拼接侧面围成的多边形结构相同，可将连接件103紧密安装在拼接侧面围成的空隙内，连接件支腿104贯穿固定环保证连接件103对拼接单元101的牢固连接。
所述填充层自上而下依次设置有聚氨酯颗粒固定层301、细沙层302和砂石层303，其中砂石层303采用建筑废弃料，在实现过滤与微生物附着的同时达到废物利用的目的，聚氨酯颗粒固定层301上设有植物定植穴305，以便于种植植物，热熔挤压成型的聚氨酯颗粒固定层301具有较多空隙，利于植物根系横向生长，提高植物根系与水体的接触面积，同时，聚氨酯颗粒固定层301的设置以将细沙层302固定，防止水流对细沙层302的冲刷。
实施例2
本实施例所述的聚氨酯人工浮岛具体结构与实施例1的聚氨酯人工浮岛结构基本相同，其不同之处在于本实施例的立柱侧面设有延立柱长度方向设置的T形限位槽207，相邻两立柱之间通过安装在T形限位槽207内的限位件连接固定。本实施例中所述的限位件包括第一限位件208和第二限位件209，每个限位件均包括竖杆和固定杆，每根竖杆的横街面为T形结构，且竖杆侧面的上下端部设有固定杆，其中第一限位件208的固定杆自由端设置竖直向下的插销，第二限位杆204的固定杆自由端设置开口向上的插销安装件，第一限位件208和第二限位件209分别设置在相邻的立柱上的相对侧面上，其竖杆设置在T形安装槽205内，其二者固定杆通过插销和插销安装件连接固定。
本实施例中限位件的分体式设计，不仅方便运输和安装，而且安装在立柱上后，对限位件前后两端均具有固定作用，防止出现框架2中某根立柱倾斜而导致与其位于浮体部1同一侧的立柱均出现松动现象，大大提高了浮岛框架2的稳定性。
实施例3
本实施例所述的聚氨酯人工浮岛具体结构与实施例2的聚氨酯人工浮岛结构基本相同，其不同之处在于，本实施例的填充层中砂石层303紧贴框架2内侧面设置，细沙层302位于砂石层303内，配合聚氨酯颗粒固定层301的使用，将位于填充层中心部的细沙层302进行全方位防护，避免水流过急对细沙层302冲刷，而且经过聚氨酯板203和砂石层303的双层过滤，杂质不会进入细沙层302内，延长其上种植植物的生长寿命。
实施例4
本实施例所述的聚氨酯人工浮岛具体结构与实施例2的聚氨酯人工浮岛结构基本相同，其不同之处在于，本实施例的填充层中砂石层303紧贴框架2内侧面设置，细沙层302位于砂石层303内，细沙层302与聚氨酯颗粒固定层301之间设有聚氨酯生物填料304，其中聚氨酯生物填料304为网状结构，利用微生物在其内部挂膜，同时位于聚氨酯板203上的植物易于将其根系多方向拓展，提高植物根系与水体的接触面积，同时微生物在此处富集，提高植物对其的转化、降解效率。
实施例5
本实施例所述的聚氨酯人工浮岛具体结构与实施例4的聚氨酯人工浮岛结构基本相同，其不同之处在于，所述聚氨酯填充层的下侧面为弧形结构，其两侧的厚度大于聚氨酯填充层中部的厚度，此设计提高聚氨酯填充层对水体内微生物的接触面积，提高微生物在聚氨酯填充层内的挂膜，利于植物对其集中降解，大大提高净化效果。
本发明所述的聚氨酯人工浮岛浮体部1为空心结构，框架2以及框架2内填充的砂石层303、细沙层302的重力与浮体部1的浮力达到平衡保证浮岛整体悬浮于水体内，根据具体环境的不同需要调整框架2内填充物的重量，以达到悬浮效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种聚氨酯人工浮岛，包括用于将浮岛浮于水体中的浮体部（1）、设置于浮体部（1）上方的填充层和种植在填充层上的植物，其特征在于：还包括由聚氨酯板（203）和立柱围成的框架（2），所述填充层设置在框架（2）内，填充层包括自上而下依次设置的聚氨酯颗粒固定层（301）、细沙层（302）和砂石层（303），所述浮体部（1）为若干正多边形拼接单元（101）拼接而成，所述聚氨酯板（203）和聚氨酯颗粒固定层（301）均采用聚氨酯颗粒加热后挤压成板；
所述聚氨酯板（203）内部具有空隙，聚氨酯板（203）内部的空隙相对填充层内填料直径较小，防止框架（2）内填充层的沙体流失，聚氨酯板（203）内的空隙不影响植物根系的生长与发展，保证植物根系顺利伸入框架（2）外的水体内，以吸收水体内氮、磷元素；
聚氨酯板（203）表面为聚氨酯颗粒凸起，在框架（2）外水流冲击聚氨酯板（203）时，激起的浪花吸收空气内氧气以增加水流的氧含量，富集氧气的水流自聚氨酯板（203）进入框架（2）内部，一部分进入填充层内供植物根系吸收，另一部分自对侧聚氨酯板（203）流出。
2.如权利要求1所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述立柱包括边柱（201）和角柱（202），每根立柱插接入设置在每个拼接单元（101）的中心部的凹槽内，立柱侧面设有安装槽（205）和限位孔（206），相邻立柱之间通过安装槽（205）设置聚氨酯板（203），所述限位孔（206）设置在安装槽（205）两侧，且相邻立柱之间相对设置的限位孔（206）内安装限位杆（204）。
3.如权利要求1所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述立柱侧面设有两条延其长度方向平行设置的T形限位槽（207），相邻立柱之间的T形限位槽（207）内安装限位件以将相邻立柱连接固定。
4.如权利要求3所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述限位件包括竖杆和固定杆，竖杆横截面为T形结构，固定杆设置在竖杆上下两端部的侧面，所述限位件包括第一限位件（208）和第二限位件（209），其中第一限位件（208）的固定杆自由端设有插销，第二限位件（209）的固定杆自由端设有插销安装件。
5.如权利要求4所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述固定杆倾斜设置在竖杆上。
6.如权利要求2或4所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述填充层还包括聚氨酯生物填料（304），聚氨酯生物填料（304）为网状结构，砂石层（303）紧贴框架（2）内侧面设置，细沙层（302）设置在砂石层（303）内，聚氨酯颗粒固定层（301）设置在填充层最上层，聚氨酯生物填料（304）设置在细沙层（302）与聚氨酯颗粒固定层（301）之间，所述聚氨酯颗粒固定层（301）上贯穿其厚度方向设有植物定植穴（305）。
7.如权利要求6所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述聚氨酯生物填料（304）下侧面弧形设置，聚氨酯生物填料（304）的两侧厚度大于其中部厚度。
8.如权利要求1所述的一种聚氨酯人工浮岛，其特征在于：所述拼接单元（101）通过连接件（103）连接固定，位于同一连接件（103）圆周的拼接单元（101）端脚侧面上均设有固定环（102），且固定环（102）设置在拼接单元（101）的上下侧面处；所述连接件（103）的盖体与同一连接件（103）圆周的拼接单元（101）端脚侧面围成的多边形结构相同，盖体下端设有插入固定环（102）以将拼接单元（101）固定的连接件支腿（104）。
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