CN111704245A - 一种移动式生物降藻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种属于生态净化技术领域的移动式生物降藻，包括浮体、生物降藻床、风向帆和防搁浅部四个部分。浮体分为内外两层，生物降藻床固定在浮体上，分为鱼类净化区、沉水植物净化区及双层复合生物净化区，在其中分别投放滤食性鱼类、底栖动物、沉水植物及浮叶植物，构建生态多样体实现防藻除藻效果。通过在浮体上设置风向帆，使整个装置可随着风向漂移至下风向，防搁浅部则可以防止装置搁浅在护岸上。该装置针对下风向藻类聚集易产生水华的问题，实现了随风向变动而漂移除藻的目的，结构简单，维护方便，不添加微生物及化学药剂，通过生物方法除藻，安全可控，在产生环保效益的同时还有经济产出。

Description

一种移动式生物降藻装置

技术领域

本发明涉及生态净化技术领域，尤其涉及一种移动式生物降藻装置。

背景技术

我国有60％以上的湖泊水库受到不同程度的富营养化污染，这些湖泊水库中因为氮磷等富营养化物质的富集，使水体中浮游植物过渡繁殖，一般会在湖库下风向聚集，藻类生长少的湖库下风向水体会发绿，藻类生长多的湖库下风向将堆积厚厚一层蓝绿藻，爆发湖泊“水华”。

对于湖库中“水华”现象，国内主要采用直接打捞除藻法，降低入湖氮磷富营养化物质法，湖泊内生物法除藻法等。其中直接打捞除藻法是水华爆发后的应急措施，通过打捞船去除蓝藻，属于事后除藻法。降低入湖氮磷营养物质法等需要完善流域范围内的市政基础设施、农业污染防治措施等，需要20年及以上的时间逐步实现，是彻底解决富营养化污染的方法，属于事前除藻法。而基于现实情况，不断有氮磷进入湖泊，而湖泊自净能力不能消纳过多的营养物质，湖泊存在富营养化加重、水华爆发的威胁，为了缓解水体污染隐患，大多数政府采用生物除藻法治理湖泊，比如上海滴水湖投加底栖生物、大量的鲢鳙鱼净化水质；东太湖采用生态修复方式逐步恢复生态系统增加水体自净能力降低富营养化；太湖沿岸人工恢复了很多浅滩湿地用于降低氮磷负荷。

目前，在污染防治攻坚战的大环境下，各地政府都在开展污染治理工作，在外源污染输入逐渐减低的情况下，国内很多湖库的富营养化程度得到一定抑制，仍需在湖库内采取生物措施有效防藻除藻。有些湖库水体比较深，种植沉水植物很难成活，投放大量滤食性鱼类防藻除藻则可能破坏原有的鱼类群落结构，对于大面积的湖泊作用也不大，同时风向不断变化导致藻类聚集地每天都有变化，固定建设的生态湿地等无法满足下风向的除藻需求，生物法除藻控藻的应用受到限制。

发明内容

针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种可随风向变动自由漂移的移动式生物降藻装置，其利用生物法安全除藻，且生物产品可以产生经济价值，从而实现一定的环保效益、生态效益和经济效益。

本发明提供了一种移动式生物降藻装置，包括：浮体，包括中空的内层浮体和外层浮体，所述内层浮体设置在所述外层浮体内侧，两者之间通过支架相连接；生物降藻床，包括鱼类净化区、沉水植物净化区及复合生物净化区，所述鱼类净化区包括用于放养鱼类的第一网袋，所述沉水植物净化区包括用于养殖沉水植物的第二网袋，所述复合生物净化区包括用于养殖底栖动物的第三网袋和用于养殖浮叶植物的第四网袋，所述鱼类净化区、沉水植物净化区和复合生物净化区中的任一区设置在所述内层浮体内侧，或者设置在所述内层浮体和外层浮体之间；风向帆，包括竖直设置在所述外层浮体上的安装架和设置在所述安装架顶端的帆叶。

优选地，所述内层浮体、外层浮体及支架均采用塑料、橡胶或泡沫材质制成。

优选地，所述鱼类净化区还包括多孔刚性笼，所述第一网袋设置在所述多孔刚性笼内，其孔径为4～7cm。

优选地，所述多孔刚性笼采用轻质钢丝网、塑料网或土工排水网制成，其孔径为5～10cm，笼深3～4m。

优选地，所述第二网袋的孔径为2～3cm，其底部设有加重部，使得所述第二网袋的底部保持在一定的水深处；其内部还设有防飘盖，用于防止内部的沉水植物漂浮至水面。

优选地，所述防飘盖为网状结构，其设置在水面以下10～20cm处。

优选地，所述第四网袋设置在所述第三网袋的上方，所述第四网袋的孔径为1～2cm，所述第三网袋的孔径为3～5cm。

优选地，所述鱼类净化区设置在内层浮体内侧，所述沉水植物净化区和复合生物净化区分别设置在所述内层浮体和外层浮体之间。

优选地，所述移动式生物降藻装置还包括防搁浅部，所述防搁浅部包括多个间隔设置在所述外层浮体上的水平的防撞杆，以及固定在所述防撞杆端部的保护体。

优选地，对于垂直挡墙结构的护岸，所述防撞杆的长度为1～2m；对于斜坡式的护岸，所述防撞杆的长度≥1+4/tg m(tg为坡比)。

本发明的装置针对下风向藻类聚集易产生水华的问题，实现了随风向变动而漂移除藻的目的，结构简单，维护方便，不添加微生物及化学药剂，通过生物方法除藻，安全可控，在产生环保效益的同时还有经济产出。

附图说明

图1是本发明移动式生物降藻装置的平面示意图。

图2是图1的A-A剖面示意图。

元件标号说明：

11 内层浮体

12 外层浮体

13 支架

21 多孔刚性笼

221 第一网袋

222 第二网袋

223 第三网袋

224 第四网袋

23 防飘盖

24 加重部

25 鱼类

26 底栖动物

27 沉水植物

28 浮叶植物

3 风向帆

31 安装架

32 帆叶

4 防搁浅部

41 防撞杆

42 保护体

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，本发明提供了一种移动式生物降藻装置，包括浮体、生物降藻床和风向帆3。其中，浮体包括中空的内层浮体11和外层浮体12，具体地两者均呈环形，且内层浮体11设置在外层浮体12内侧，两者之间通过支架13相连接，形成同心圆结构。为保证浮力，内层浮体11、外层浮体12及支架13均采用塑料、橡胶或泡沫材质制成，使得整个生物降藻装置可以漂浮在水面上，其顶部可作为供人员走动及管理养护的通道。

如图2所示，生物降藻床包括鱼类净化区、沉水植物净化区及复合生物净化区，其中鱼类净化区设置在内层浮体11内侧，沉水植物净化区和复合生物净化区分别设置在内层浮体11和外层浮体12之间，即位于鱼类净化区的外侧。在具体实施中，鱼类净化区包括多孔刚性笼21和第一网袋221，第一网袋221设置在多孔刚性笼21内，内部放养有鱼类25。多孔刚性笼21是采用轻质钢丝网、塑料网或者土工排水网等材质做成的偏刚性的网笼，孔径为5～10cm，笼深3～4m，用于支撑第一网袋221，当浮体随风移动时，多孔刚性笼21可以防止第一网袋221发生不规则收缩，保障鱼类25能平稳地随着浮体迁移。第一网袋221的孔径为4～7cm，其顶部固定在第一浮体11上，在日常维护时可以很方便地取消其与第一浮体11的固定，直接把整个网袋及鱼类25一起拖出水面，从而更换或者补充鱼类25。鱼类25具体地为鲢鱼和鳙鱼等滤食性鱼类，其中鲢鱼和鳙鱼重量比为3:7，每条鱼重量为0.2～1kg。

沉水植物净化区包括用于养殖沉水植物27的第二网袋222，第二网袋222可以防止沉水植物27随着水流飘散，也可以防止外部的食草性鱼类觅食沉水植物27。具体地，第二网袋222的孔径为2～3cm，其顶部固定在外层浮体12和内层浮体11上，且固定时留有余量，保证其底部在水下的深度可根据水体透明度情况进行人工调节控制，一般底部深度保持在1.0～1.5m。当水体的透明度为30cm时，渔网底部深度可控制在水面下70cm以内，保障沉水植物27能正常开展光合作用。在第二网袋222的底部还设有加重部24，加重部24具体地采用石块笼、砖块笼或充水塑料瓶等材质，使第二网袋222的底部保持在一定的水深处，而非在水体中悬浮。沉水植物27平铺在第二网袋222的内侧底部，在沉水植物27的上方、第二网袋222的内部还设有防飘盖23，防飘盖23为网状结构，可采用渔网或利用绳索交错绑扎形成，其设置在水面以下10～20cm处，可以避免沉水植物27漂浮至水面，降低植物除藻性能。沉水植物27具体包括轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻、苦草、眼子菜等在水中长势良好的植物。

复合生物净化区包括用于养殖底栖动物26的第三网袋223和用于养殖浮叶植物28的第四网袋224，其中第四网袋224设置在第三网袋223的正上方。具体地，第四网袋224可以防止浮叶植物28随着水流飘散，也可以防止外部的食草性鱼类觅食浮叶植物28，其孔径为1～2cm，设置在水下10～30cm处，顶部固定在外层浮体12和内层浮体11上，日常维护时可以取消固定，直接把整个网袋及浮叶植物28一起拖出水面，更换或者补充浮叶植物28。浮叶植物28具体包括铜钱草、凤眼莲、大瓢、粉绿狐尾藻等具有良好控藻效果的植物。冬季湖库内藻类较少，这些植物会枯萎，可更换为菹草、眼子菜等耐寒沉水植物。第三网袋223作为底栖动物26的层托体，其孔径为3～5cm，顶部固定在外层浮体12和内层浮体11上，日常维护时可以取消固定，直接把整个网袋及底栖动物26一起拖出水面，更换或者补充底栖动物26。放置在第三网袋223中的底栖动物26具体为河蚌，选用尺寸为8～15cm。本领域技术人员也可以根据需要，调整鱼类净化区、沉水植物净化区及复合生物净化区在浮体中的设置位置。

如图1和图2所示，风向帆3包括竖直设置在外层浮体12上的安装架31和设置在安装架31顶端的帆叶32，在外层浮体12上间隔设有多个风向帆3，且每个风向帆3的帆叶32的方向并不相同，从而可以适应各种风向，在风力作用下带动整个浮体向下风向漂移，满足下风向的除藻需求。

为了防止本发明的移动式生物降藻装置在风力作用下与护岸撞击造成装置损坏或搁浅，本发明还设有防搁浅部4，包括多个间隔设置在外层浮体12上的水平的防撞杆41，以及固定在防撞杆41端部的保护体42。对于垂直挡墙结构的护岸，防撞杆41的长度为1～2m；对于斜坡式的护岸，防撞杆41的长度≥1+4/tg m(tg为坡比)。防撞杆41采用塑料管、钢管、工字钢等刚性材质制成，避免其因受到撞击而弯折。保护体42采用橡胶、塑料等耐冲撞的柔性材质制成，作为防撞杆41与护岸直接对撞时的缓冲结构，其呈弧形，所有保护体42可组成一个环形结构，从而承受可能发生在各个方向的冲击。防搁浅部4可以提前与护岸接触，保证装置不会受损，并在护岸的反作用力下带动整个装置向远离护岸的方向移动，防止搁浅。

本发明具有如下技术效果：正常工作时，本发明的移动式生物降藻装置可随风漂移至下风向，此时下风向藻类不断聚集，装置内的鱼类、底栖动物、沉水植物及浮叶植物共同作用，充分利用水生动物滤食、水生植物释放化感物质抑藻、生态位竞争等优势，减少水体中的藻类数量。需要维护时，直接把不同孔径的网袋以及内部投放或种植的水生动植物一起拖出水体，收获渔获物及底栖动物，并重新投放水生动物，更换或补充沉水及浮叶植物。整个装置结构简单，便于组装操作，整体除藻效果好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动式生物降藻装置，其特征在于，包括：

浮体，包括中空的内层浮体(11)和外层浮体(12)，所述内层浮体(11)设置在所述外层浮体(12)内侧，两者之间通过支架(13)相连接；

生物降藻床，包括鱼类净化区、沉水植物净化区及复合生物净化区，所述鱼类净化区包括用于放养鱼类(25)的第一网袋(221)，所述沉水植物净化区包括用于养殖沉水植物(27)的第二网袋(222)，所述复合生物净化区包括用于养殖底栖动物(26)的第三网袋(223)和用于养殖浮叶植物(28)的第四网袋(224)，所述鱼类净化区、沉水植物净化区和复合生物净化区中的任一区设置在所述内层浮体(11)内侧，或者设置在所述内层浮体(11)和外层浮体(12)之间；

风向帆(3)，包括竖直设置在所述外层浮体(12)上的安装架(31)和设置在所述安装架(31)顶端的帆叶(32)。

2.根据权利要求1所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述内层浮体(11)、外层浮体(12)及支架(13)均采用塑料、橡胶或泡沫材质制成。

3.根据权利要求1所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述鱼类净化区还包括多孔刚性笼(21)，所述第一网袋(221)设置在所述多孔刚性笼(21)内，其孔径为4～7cm。

4.根据权利要求3所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述多孔刚性笼(21)采用轻质钢丝网、塑料网或土工排水网制成，其孔径为5～10cm，笼深3～4m。

5.根据权利要求1所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述第二网袋(222)的孔径为2～3cm，其底部设有加重部(24)，使得所述第二网袋(222)的底部保持在一定的水深处；其内部还设有防飘盖(23)，用于防止内部的沉水植物(27)漂浮至水面。

6.根据权利要求5所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述防飘盖(23)为网状结构，其设置在水面以下10～20cm处。

7.根据权利要求1所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述第四网袋(224)设置在所述第三网袋(223)的上方，所述第四网袋(224)的孔径为1～2cm，所述第三网袋(223)的孔径为3～5cm。

8.根据权利要求1所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述鱼类净化区设置在内层浮体(11)内侧，所述沉水植物净化区和复合生物净化区分别设置在所述内层浮体(11)和外层浮体(12)之间。

9.根据权利要求1所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，所述移动式生物降藻装置还包括防搁浅部(4)，所述防搁浅部(4)包括多个间隔设置在所述外层浮体(12)上的水平的防撞杆(41)，以及固定在所述防撞杆(41)端部的保护体(42)。

10.根据权利要求9所述的移动式生物降藻装置，其特征在于，对于垂直挡墙结构的护岸，所述防撞杆(41)的长度为1～2m；对于斜坡式的护岸，所述防撞杆(41)的长度≥1+4/tgm(tg为坡比)。

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