CN113371837A - 一种基于护坡的复合型生态混凝球系统及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水体生态修复技术领域，具体涉及一种基于护坡的复合型生态混凝球系统及其制作方法，用于搭建在护坡的水体中，包括用于安装在护坡的水体中的定位机构和设置在定位机构中的混凝球生态系统、底部曝气装置、水生植物系统及其人工植物系统，建立具有良好植生性能，微生物附着密度大、生态网较稳定的净化水质的系统，水生植物通过根系和茎叶实现对水和底泥的同步治理，水生植物在生长过程中会吸收大量的营养盐，并储存在体内，秋冬季节机械收割装置直接收获水生植物，可间接去除水体中的营养盐，直接改善水体的生态环境，边坡填放生态混凝球，达到了边坡绿化和护坡的效果。

Description

一种基于护坡的复合型生态混凝球系统及其制作方法
技术领域
本发明涉及水体生态修复技术领域，具体涉及一种基于护坡的复合型生态混凝球系统及其制作方法。
背景技术
随着人口的增长和经济的发展，人类排入河流的污染物越来越多。由于化肥和农药大量无节制使用，以及乡镇企业就地无序排放污水，大面积水土流失、降雨冲刷地表污染物等对河流产生了严重污染。在污染水体治理过程中，水体流速过快、河湖底泥污染严重等条件下，难以构建植物-微生物的净化系统。常用的移除水体污染物的方法有：向水体中投加絮凝剂，混凝沉淀，高效且短期效果明显，但混凝剂增加底泥负荷，只是将污染物从水体转移至底泥，没有将污染物移除，且不利于生态修复，也易破坏原有的生态系统。
本专利采用生态混凝球-水生植物-人工水草组合的系统，建立具有良好植生性能，微生物附着密度大、生态网较稳定的净化水质的系统。水生植物通过根系和茎叶实现对水和底泥的同步治理，水生植物在生长过程中会吸收大量的营养盐，并储存在体内，秋冬季节机械收割装置直接收获水生植物，可间接去除水体中的营养盐，直接改善水体的生态环境，护坡填放生态混凝球，达到了边坡绿化和护坡的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于护坡的复合型生态混凝球系统及其制作方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，用于搭建在护坡的水体中，包括用于安装在护坡的水体中的定位机构和设置在定位机构中的混凝球生态系统、底部曝气装置、水生植物系统及其人工植物系统，所述混凝球生态系统由空腔结构的混凝球体及其装填在混凝球体中的植物生长基质组成，混凝球体沿着护坡的底部及其斜坡铺设，且混凝球体上设有穿孔，所述水生植物系统的根系穿过穿孔，并位于植物生长基质中，所述底部曝气装置位于沿着护坡底部铺设的混凝球体的上方，所述底部曝气装置及其人工植物系统通过定位机构定位在护坡的水体中。
优选的，所述定位机构由固定桩及其钢丝固定网组成，若干根固定桩竖直安装在护坡的底部，若干个钢丝固定网水平安装在固定桩之间，且相邻的钢丝固定网之间具有间隔，所述人工植物系统设置在钢丝固定网上，所述底部曝气装置安装在固定桩之间。
优选的，所述人工植物系统由人工水草和漂浮球组成，人工水草的底部固定在钢丝固定网上，漂浮球设置在人工水草的上端。
优选的，所述混凝球体由水泥、碎石子、胶连剂及其水均匀混合后浇筑而成，且所述碎石子的粒径为10-20mm。
优选的，所述植物生长基质由植物生长土壤、腐殖质、扦插水生植物茎段、微生物菌剂及其植物营养液混合而成。
优选的，所述微生物菌剂采用芽孢杆菌、放线菌、光合菌中的一种或多种。
一种基于护坡的复合型生态混凝球系统的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将植物生长基质装填在混凝球体中，并将水生植物的根系扦插至植物生长基质中；
步骤二：在护坡的底部及其斜坡上挖出球形槽，并将混凝球体卡在球形槽中，并在间隙中填充石子，且混凝球体的穿孔朝上；
步骤三：将固定桩的下端竖直打入斜坡的底部，并将钢丝固定网的端部利用挂钩挂在固定桩上；
步骤四：将人工水草的底部利用挂钩挂在钢丝固定网上。
本发明的优点：
(1)操作简便，便于拆卸和维护，生态综合处理成本低、处理效果显著、二次污染性小；
(2)使用较为灵活，枯水期在低位运行，丰水期在高位运行；
(3)通过底部曝气装置对水体底部进行复氧，提高水体中的氧气含量，有利于植物及其微生物更好的对水体进行净化；
(4)混凝球生态系统和人工水草密度可按照水体污染程度，灵活的调整其分布间隔；
(5)较好的削减水体和底泥中的污染物、提升主要水质指标、改善生态环境；
(6)达到良好的绿化效果。
本发明中水生植物通过根系和茎叶实现对水和底泥的同步治理，水生植物在生长过程中会吸收大量的营养盐，并储存在体内，秋冬季节机械收割装置直接收获水生植物，可间接去除水体中的营养盐，直接改善水体的生态环境，边坡填放生态混凝球，达到了边坡绿化和护坡的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。
图1为本发明的示意图；
图中：1-混凝球体，2-底部曝气装置，3-水生植物系统，4-人工植物系统，41-漂浮球，42-人工水草，5-固定桩，6-钢丝固定网。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
参照图1所示的一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，用于搭建在护坡的水体中，包括用于安装在护坡的水体中的定位机构和设置在定位机构中的混凝球生态系统、底部曝气装置2、水生植物系统3及其人工植物系统4，所述混凝球生态系统由空腔结构的混凝球体1及其装填在混凝球体1中的植物生长基质组成，混凝球体1沿着护坡的底部及其斜坡铺设，且混凝球体1上设有穿孔，所述水生植物系统3的根系穿过穿孔，并位于植物生长基质中，所述底部曝气装置2位于沿着护坡底部铺设的混凝球体1的上方，所述底部曝气装置2及其人工植物系统通过定位机构定位在护坡的水体中。
在本实施例中，所述定位机构由固定桩5及其钢丝固定网6组成，若干根固定桩5竖直安装在护坡的底部，若干个钢丝固定网6水平安装在固定桩5之间，且相邻的钢丝固定网6之间具有间隔，所述人工植物系统设置在钢丝固定网6上，所述底部曝气装置2安装在固定桩5之间。
在本实施例中，所述人工植物系统4由人工水草42和漂浮球41组成，人工水草42的底部固定在钢丝固定网6上，漂浮球41设置在人工水42草的上端。
在本实施例中，所述混凝球体1由水泥、碎石子、胶连剂及其水均匀混合后浇筑而成，且所述碎石子的粒径为10-20mm。
在本实施例中，所述植物生长基质由植物生长土壤、腐殖质、扦插水生植物茎段、微生物菌剂及其植物营养液混合而成。
在本实施例中，所述微生物菌剂采用芽孢杆菌、放线菌、光合菌中的一种或多种。
一种基于护坡的复合型生态混凝球系统的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将植物生长基质装填在混凝球体1中，并将水生植物的根系扦插至植物生长基质中；
步骤二：在护坡的底部及其斜坡上挖出球形槽，并将混凝球体1卡在球形槽中，并在间隙中填充石子，且混凝球体1的穿孔朝上；
步骤三：将固定桩5的下端竖直打入斜坡的底部，并将钢丝固定网6的端部利用挂钩挂在固定桩上；
步骤四：将人工水草42的底部利用挂钩挂在钢丝固定网6上。
本发明在使用时，对于黑臭水体，首先要进行底部清淤，然后把制作完成养护好的混凝球生态系统放入水体的底部；安装的底部曝气装置2外接外部的加压泵，可有效改良水体底部氧气状况，抑制水体底泥释磷，促进微生物的生长，强化生物净化效果；固定桩5在护坡的水体治理区两侧适宜位置，并根据实际情况设计固定桩的数量和位点，固定桩5在承受绳索及其钢丝固定网6的拉力后不容易发生侧滑；预先将人工水草42在液体微生物中浸泡48h；按照污染水体的水量、污染程度，灵活设置混凝球体1的大小、数量、安装间隔；人工水草42上端安装有漂浮球41，下端连接钢丝固定网6，钢丝固定网6呈网状结构，增大比表面积大；人工水草42的安装深度在水体的底部混凝球体1上方，一般人工水草42覆盖面积不低于水体治理区面积的65％；混凝球体1和人工水草42为水体中的底泥微生物提供栖息和繁衍场所；水生植物系统3的存在，一方面为微生物提供共生附着空间，另一方面水生植物系统3还具有截留、过滤水体的功能，水生植物系统3不仅具有环境效益，还具有经济效益，水生植物系统3修复污染水体技术不仅投资少、操作简单、维护成本低，对环境不会造成二次污染，还能有效去除水体有机物，吸收并富集水中的氮、磷及其他元素，提高水体中的溶解氧值，抑制有害藻类的繁殖，阻碍底泥中营养盐向水体的二次释放，有利于水体内的生物平衡；并且水生植物系统中的水生植物晒干后都能作为植物生长基质的组成成分回收利用。
示例一
黑臭水体，黑臭河道大多因为外源截污工程未完成，生活污水、养殖废水、部分工业废水大量进入河道，表现为水体黑臭，水质指标溶解氧0～2mg/L、氨氮大于9mg/L、化学需氧量大于100mg/L，总磷大于1mg/L，黑泥淤积量大；
在底泥淤积区设置本系统，实现水体黑臭减轻或消除、黑泥淤积量明显减少、透明度增加。
示例二
富营养化的地表水其污染源来自雨天雨污合流管渠溢流、部分生活污水的不达标无节制排放，表现为水面出现藻类，表现为水体呈蓝绿色、灰褐色，水体透明度较低，时有臭味，水质指标溶解氧大于2mg/L、氨氮2～9mg/L、化学需氧量30～60mg/L、总磷0.3～1.2mg/L等；
在排放口附近设置本系统，实现水体藻类明显下降，水生动植物种类和数量明显增加，透明度增加。
示例三
景观水体，景观水体的的氨氮、化学需氧量、总磷的含量都比较低，该景观水体的处理时设置本系统，实现水体透明度增加，氨氮、化学需氧量、总磷的含量明显减少。
本发明的优点：
(1)操作简便，便于拆卸和维护，生态综合处理成本低、处理效果显著、二次污染性小；
(2)使用较为灵活，枯水期在低位运行，丰水期在高位运行；
(3)通过底部曝气装置2对水体底部进行复氧，提高水体中的氧气含量，有利于植物及其微生物更好的对水体进行净化；
(4)混凝球生态系统和人工水草42密度可按照水体污染程度，灵活的调整其分布间隔；
(5)较好的削减水体和底泥中的污染物、提升主要水质指标、改善生态环境；
(6)达到良好的绿化效果。
本发明中水生植物通过根系和茎叶实现对水和底泥的同步治理，水生植物在生长过程中会吸收大量的营养盐，并储存在体内，秋冬季节机械收割装置直接收获水生植物，可间接去除水体中的营养盐，直接改善水体的生态环境，边坡填放生态混凝球，达到了边坡绿化和护坡的效果。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，用于搭建在护坡的水体中，其特征在于，包括用于安装在护坡的水体中的定位机构和设置在定位机构中的混凝球生态系统、底部曝气装置(2)、水生植物系统(3)及其人工植物系统(4)，所述混凝球生态系统由空腔结构的混凝球体(1)及其装填在混凝球体(1)中的植物生长基质组成，混凝球体(1)沿着护坡的底部及其斜坡铺设，且混凝球体(1)上设有穿孔，所述水生植物系统(3)的根系穿过穿孔，并位于植物生长基质中，所述底部曝气装置(2)位于沿着护坡底部铺设的混凝球体(1)的上方，所述底部曝气装置(2)及其人工植物系统(4)通过定位机构定位在护坡的水体中。
2.根据权利要求1所述的一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，其特征在于，所述定位机构由固定桩(5)及其钢丝固定网(6)组成，若干根固定桩(5)竖直安装在护坡的底部，若干个钢丝固定网(6)水平安装在固定桩(5)之间，且相邻的钢丝固定网(6)之间具有间隔，所述人工植物系统(4)设置在钢丝固定网(6)上，所述底部曝气装置(2)安装在固定桩(5)之间。
3.根据权利要求2所述的一种基于护坡的复合型生态混凝球系统及其制作方法，其特征在于，所述人工植物系统(4)由人工水草(42)和漂浮球(41)组成，人工水草(42)的底部固定在钢丝固定网(41)上，漂浮球(41)设置在人工水草(42)的上端。
4.根据权利要求1所述的一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，其特征在于，所述混凝球体(1)由水泥、碎石子、胶连剂及其水均匀混合后浇筑而成，且所述碎石子的粒径为10-20mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，其特征在于，所述植物生长基质由植物生长土壤、腐殖质、扦插水生植物茎段、微生物菌剂及其植物营养液混合而成。
6.根据权利要求5所述的一种基于护坡的复合型生态混凝球系统，其特征在于，所述微生物菌剂采用芽孢杆菌、放线菌、光合菌中的一种或多种。
7.一种基于权利要求1所述基于护坡的复合型生态混凝球系统的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将植物生长基质装填在混凝球体(1)中，并将水生植物的根系扦插至植物生长基质中；
步骤二：在护坡的底部及其斜坡上挖出球形槽，并将混凝球体(1)卡在球形槽中，并在间隙中填充石子，且混凝球体(1)的穿孔朝上；
步骤三：将固定桩(5)的下端竖直打入斜坡的底部，并将钢丝固定网(6)的端部利用挂钩挂在固定桩(5)上；
步骤四：将人工水草(42)的底部利用挂钩挂在钢丝固定网(6)上。
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