CN114956344A - 一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统 - Google Patents

一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，包括微生物、水生植物、水生动物构建的立体生态系统；所述水生植物种植在水生植物培养装置上，所述水生植物的根部向水底方向生长形成过滤网，用于过滤富养水体中的悬浮物及漂浮物为微生物提供生长环境；所述微生物作为所述水生动物的食物聚集在所述水生植物的根系上；所述水生动物所产生的排泄物为所述水生植物及所述微生物的生长提供养分；水生植物可以吸收水体中的养分，同时微生物聚集在水生植物的根系上，为水体中的微生物等提供生长环境；水生动物可以以微生物为食，水体中的水生植物排泄物又可以作为水生植物或微生物生长所需的养分。

Description

一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统
技术领域
本发明属于富营养水修复技术领域，具体涉及一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统。
背景技术
污水作为现代的主要污染物对环境造成了极大影响，常见的污水对环境的污染方式大多为富营养化；由于人类的活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物养分排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，破坏了水体的生态平衡，容易造成水体的富营养化，现有人工湿度系统并不能对富营养水质进行彻底修复。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，包括微生物、水生植物、水生动物构建的立体生态系统；
所述水生植物种植在水生植物培养装置上，所述水生植物的根部向水底方向生长形成过滤网，用于过滤富养水体中的悬浮物及漂浮物为微生物提供生长环境；
所述微生物作为所述水生动物的食物聚集在所述水生植物的根系上；
所述水生动物所产生的排泄物为所述水生植物及所述微生物的生长提供养分。
优选的，所述水生植物培养装置包括主体支撑装置，副体支撑装置、植物培养箱体及限制装置；
所述副体支撑装置通过螺栓固定安装在所述主体支撑装置上，所述副体支撑装置设置为多个，相邻的两个所述副体支撑装置之间通过连接块用螺栓固定连接；
所述植物培养箱体滑动连接在所述副体支撑装置上；
所述副体支撑装置的左右两侧对称设置有移动挤压装置，两个所述移动挤压装置分布在所述植物培养箱体的两侧，所述副体支撑装置左右贯穿转动设置有移动丝杆，两个所述移动丝杆的分别螺纹连接在所述植物培养箱体的两侧；
所述副体支撑装置的下部的前后两侧均滑动设置有限制装置，每个所述限制装置的两侧均通过连杆与两个所述移动挤压装置之间相连接。
优选的，所述移动丝杆的两端均固定连接有第一传动摩擦轮，所述第一传动摩擦轮用于与相邻副体支撑装置上的第一传动摩擦轮传动连接。
优选的，所述副体支撑装置上同一侧的两个所述第一传动摩擦轮之间通过传动带传动连接。
优选的，所述主体支撑装置包括主体支撑架，固定连接在所述主体支撑架上的固定挡板，所述主体支撑架的两侧均固定连接有用于与副体支撑装置通过螺栓固定连接的支撑滑架，所述主体支撑架的两侧均固定连接有支撑电机，所述主体支撑架的两侧均转动连接有支撑丝杆，两个所述支撑电机的输出轴分别固定连接在两个所述支撑丝杆的一端，两个所述支撑丝杆分别与两个所述支撑滑架之间螺纹连接。
优选的，所述主体支撑架上固定连接有导管，所述主体支撑架的前后两侧主架上均设置为空心并在其下端固定连接有导向管，所述导管上安装有第一水泵。
优选的，所述副体支撑装置包括通过螺栓固定安装在所述支撑滑架上的副体支撑架，所述副体支撑架的两侧均设置有用于连接的连接板，所述副体支撑架上设置有第一滑槽，所述副体支撑架的下部设置有第二滑槽。
优选的，所述移动挤压装置包括滑动连接在所述第一滑槽内的移动挤压板，所述移动挤压板与所述主体支撑架之间设置有复位弹性件，所述移动挤压板靠近所述植物培养箱体的一侧设置有接触传感器。
优选的，所述移动挤压板的上设置为移动丝杆让位的有让位孔，所述移动挤压板的下侧固定设置有连接支架，所述连接支架通过连杆与所述限制装置连接。
优选的，所述限制装置包括滑动连接在所述第二滑槽内的限制箱体，所述限制箱体设置有C型，所述限制箱体的C型开口处靠近装置前后对称中心的一侧，所述限制箱体上设置有第二水泵。
本发明的有益效果为：
该系统中的水生植物可以吸收水体中的养分，利用水生植物根系的相互交错形成自然的过滤网，对富营养水体中的悬浮物或者漂浮物进行过滤和吸附，同时微生物聚集在水生植物的根系上，为水体中的微生物等提供生长环境；水生动物可以以微生物为食，水体中的水生植物排泄物又可以作为水生植物或微生物生长所需的养分，利用水生植物、微生物及水生动物组成立体生态修复环境来人工湿地水质。
该装置可以利用植物培养箱体的移动，使得其中水生植物的根系与两侧的植物根系(或者其他结构)生长在一起，进而形成均匀的网状的植物根系结构，这样有利于对过滤水中的悬浮物，防止由于局部根系过多而在成堵塞或防止局部根系过少而起不到过滤效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明整体轴侧的结构示意图；
图2是本发明部分轴侧的结构示意图一；
图3是本发明部分轴侧的结构示意图二；
图4是本发明主体支撑装置的结构示意图；
图5是本发明副体支撑装置的结构示意图；
图6是本发明移动挤压装置的结构示意图。
图中：1－主体支撑装置，101－主体支撑架，102－固定挡板，103－支撑滑架，104－支撑丝杆，105－支撑电机，106－导管，107－第一水泵，108－导向管，2－副体支撑装置，201－副体支撑架，202－第一滑槽，203－第二滑槽，204－连接板，3－植物培养箱体，4－移动挤压装置，401－移动挤压板，402－接触传感器，403－让位孔，404－连接支架，5－移动丝杆，6－第一传动摩擦轮，7－限制装置，701－限制箱体，702－第二水泵，8－连杆，9－传动带，10－连接块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
下面结合图1－6说明本发明的具体实施方式，一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，包括微生物、水生植物、水生动物构建的立体生态系统；
所述水生植物种植在水生植物培养装置上，所述水生植物的根部向水底方向生长形成过滤网，用于过滤富养水体中的悬浮物及漂浮物为微生物提供生长环境；
所述微生物作为所述水生动物的食物聚集在所述水生植物的根系上；
所述水生动物所产生的排泄物为所述水生植物及所述微生物的生长提供养分；该系统中的水生植物可以吸收水体中的养分，利用水生植物根系的相互交错形成自然的过滤网，对富营养水体中的悬浮物或者漂浮物进行过滤和吸附，同时微生物聚集在水生植物的根系上，为水体中的微生物等提供生长环境；水中的微生物也可以分解根系吸附的悬浮物，水生动物可以以微生物为食，水体中的水生植物排泄物又可以作为水生植物或微生物生长所需的养分。
优选的，在本发明的一个具体实施例中，再次参考图1－6，所述水生植物培养装置包括主体支撑装置1，副体支撑装置2、植物培养箱体3及限制装置7；
所述副体支撑装置2通过螺栓固定安装在所述主体支撑装置1上，所述副体支撑装置2设置为多个，相邻的两个所述副体支撑装置之间通过连接块10用螺栓固定连接；
所述植物培养箱体3滑动连接在所述副体支撑装置2上；
所述副体支撑装置2的左右两侧对称设置有移动挤压装置4，两个所述移动挤压装置4分布在所述植物培养箱体3的两侧，所述副体支撑装置2左右贯穿转动设置有移动丝杆5，两个所述移动丝杆5的分别螺纹连接在所述植物培养箱体的两侧；
所述副体支撑装置2的下部的前后两侧均滑动设置有限制装置7，每个所述限制装置7的两侧均通过连杆8与两个所述移动挤压装置4之间相连接；
所述移动丝杆5的两端均固定连接有第一传动摩擦轮6，所述第一传动摩擦轮6用于与相邻副体支撑装置2上的第一传动摩擦轮6传动连接；所述副体支撑装置2上同一侧的两个所述第一传动摩擦轮6之间通过传动带9传动连接；该装置可以利用植物培养箱体3的移动，使得其中水生植物的根系与两侧的植物根系(或者其他结构)生长在一起，进而形成均匀的网状的植物根系结构，这样有利于对过滤水中的悬浮物，防止由于局部根系过多而在成堵塞或防止局部根系过少而起不到过滤效果。
优选的，在本发明的一个具体实施例中，再次参考图1－6，所述主体支撑装置1包括主体支撑架101，固定连接在所述主体支撑架101上的固定挡板102，所述主体支撑架101的两侧均固定连接有用于与副体支撑装置2通过螺栓固定连接的支撑滑架103，所述主体支撑架101的两侧均固定连接有支撑电机105，所述主体支撑架101的两侧均转动连接有支撑丝杆104，两个所述支撑电机105的输出轴分别固定连接在两个所述支撑丝杆104的一端，两个所述支撑丝杆104分别与两个所述支撑滑架103之间螺纹连接；使用前可利用固定挡板102将装置固定安装在水体中的固定支架上，或者在固定挡板102上安装使用时通过驱动支撑电机105带动转动连接在主体支撑架101上的支撑丝杆104进行转动，利用支撑丝杆104与支撑滑架103之间的螺纹连接，进而在转动的过程中推动支撑滑架103进行移动从而改变植物培养箱体3在装置的前后方向上进行移动，进而使得相邻的两个装置的水生植物根系相互交错，并配合装置与相邻的两个装置之间的水生植物根系相互交错，形成立体网格进而起到了更有效的过滤作用。
优选的，在本发明的一个具体实施例中，再次参考图1－6，所述主体支撑架101上固定连接有导管106，所述主体支撑架101的前后两侧主架上均设置为空心并在其下端固定连接有导向管108，所述导管106上安装有第一水泵107；该装置在使用的过程中，可根据富营养水体的具体情况，向水体中添加化学药品来平衡水体的PH值，进而改善水体环境，使其更适合水生植物的生长，化学药品可通过驱动第一水泵107通过导管106输送至支撑架101内部后由导向管108输送至水体中，通过在不同间隔设置导向管108可以使得化学药剂在水体中回合的更加均匀。
优选的，在本发明的一个具体实施例中，再次参考图1－6，所述副体支撑装置2包括通过螺栓固定安装在所述支撑滑架103上的副体支撑架201，所述副体支撑架201的两侧均设置有用于连接的连接板204，所述副体支撑架201上设置有第一滑槽202，所述副体支撑架201的下部设置有第二滑槽203；第一滑槽202与第二滑槽203的可分别对移动培养箱体3及限制装置7的互动位置进行限制，连接板204的设置可以将相邻的两个所述副体支撑装置2连接起来，进而连接更多的副体支撑装置2，来增加水生植物根系网络的宽度。
优选的，在本发明的一个具体实施例中，再次参考图1－6，所述移动挤压装置4包括滑动连接在所述第一滑槽202内的移动挤压板401，所述移动挤压板401与所述主体支撑架101之间设置有复位弹性件，所述移动挤压板401靠近所述植物培养箱体3的一侧设置有接触传感器402，所述移动挤压板401的上设置为移动丝杆5让位的有让位孔403，所述移动挤压板401的下侧固定设置有连接支架404，所述连接支架404通过连杆8与所述限制装置7连接；当移动培养箱体3触碰到移动挤压板401上的接触传感器402后，将会驱动抓弄限制装置7控制水的流向，并跟随移动培养箱体3的移动压缩设置在移动培养箱体3与主体支撑架101之间的复位弹性件，通过连接支架404与限制装置7连接的连杆8拉动装置两侧的限制装置向中间移动，直至移动至极限位置后在停止控制水的流向，进而对水生植物分析的生长方向进行限制。
优选的，在本发明的一个具体实施例中，再次参考图1－6，所述限制装置7包括滑动连接在所述第二滑槽203内的限制箱体701，所述限制箱体701设置有C型，所述限制箱体701的C型开口处靠近装置前后对称中心的一侧，所述限制箱体701上设置有第二水泵702，当移动培养箱体3触碰到移动挤压板401上的接触传感器402后，将驱动安装在限制箱体701上的水泵702来改变水的流向，在两个限制装置7闭合的过程中，可在水流的作用下使得水生植物的细小根系集中在两个C型限制箱体701之间，进而对水生植物根系的生长方向进行限制，进而值得两个移动培养箱体3中水生植物的根系生长在一起形成植物根系网络。
本发明一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其装置的工作原理为：
使用时通过驱动电机102带动固定在其输出轴上的第二传动摩擦轮103进行转动，利用与传动带9带动移动丝杆5进行转动，来移动培养箱体3的位置，当移动培养箱体3触碰到移动挤压板401上的接触传感器402后，将会驱动抓弄限制装置7控制水的流向，将驱动安装在限制箱体701上的水泵702来改变水的流向，移动挤压板401跟随移动培养箱体3的移动压缩设置在移动培养箱体3与主体支撑架101之间的复位弹性件，通过连接支架404与限制装置7连接的连杆8拉动装置两侧的限制装置向中间移动，直至移动至极限位置后在停止控制水的流向，进而对水生植物分析的生长方向进行限制；在两个限制装置7闭合的过程中，可在水流的作用下使得水生植物的细小根系集中在两个C型限制箱体701之间，进而对水生植物根系的生长方向进行限制，进而值得两个移动培养箱体3中水生植物的根系生长在一起形成植物根系网络；一端时间后在通过驱动电机102进行反向转动，将带动移动丝杆5向相反的方向进行移动，进而使植物培养箱体3与另外一侧的植物培养箱体3相靠近，在挤压另外一侧的移动挤压装置4后，同样闭合装置两侧设置的限制装置7，进而使得位置中部植物培养箱体3中的水生植物的根部交替与另外两侧植物培养箱体3中的水生植物根部的根系生长盘旋在一起(或者是植物培养箱体3中水生植物根部与其他结构之间盘旋在一起)，进而与水生植物自由生长相比较可以形成均匀网状的植物根系结构，这样有利于对过滤水中的悬浮物，防止由于局部根系过多而在成堵塞或防止局部根系过少而起不到过滤效果；由于富营养水体中可以设置有多个装置，进而在又实用的过程中可以通过驱动支撑滑架103从而改变植物培养箱体3在装置的前后方向上进行移动，进而使得相邻的两个装置的水生植物根系相互交错，并配合装置与相邻的两个装置之间的水生植物根系相互交错，形成立体网格进而起到了更有效的过滤作用。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：包括微生物、水生植物、水生动物构建的立体生态系统；
所述水生植物种植在水生植物培养装置上，所述水生植物的根部向水底方向生长形成过滤网，用于过滤富养水体中的悬浮物及漂浮物为微生物提供生长环境；
所述微生物作为所述水生动物的食物聚集在所述水生植物的根系上；
所述水生动物所产生的排泄物为所述水生植物及所述微生物的生长提供养分。
2.根据权利要求1所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述水生植物培养装置包括主体支撑装置(1)，副体支撑装置(2)、植物培养箱体(3)及限制装置(7)；
所述副体支撑装置(2)通过螺栓固定安装在所述主体支撑装置(1)上，所述副体支撑装置(2)设置为多个，相邻的两个所述副体支撑装置(2)之间通过连接块(10)用螺栓固定连接；
所述植物培养箱体(3)滑动连接在所述副体支撑装置(2)上；
所述副体支撑装置(2)的左右两侧对称设置有移动挤压装置(4)，两个所述移动挤压装置(4)分布在所述植物培养箱体(3)的两侧，所述副体支撑装置(2)左右贯穿转动设置有移动丝杆(5)，两个所述移动丝杆(5)的分别螺纹连接在所述植物培养箱体(3)的两侧；
所述副体支撑装置(2)的下部的前后两侧均滑动设置有限制装置(7)，每个所述限制装置(7)的两侧均通过连杆(8)与两个所述移动挤压装置(4)之间相连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述移动丝杆(5)的两端均固定连接有第一传动摩擦轮(6)，所述第一传动摩擦轮(6)用于与相邻副体支撑装置(2)上的第一传动摩擦轮(6)传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述副体支撑装置(2)上同一侧的两个所述第一传动摩擦轮(6)之间通过传动带(9)传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述主体支撑装置(1)包括主体支撑架(101)，固定连接在所述主体支撑架(101)上的固定挡板(102)，所述主体支撑架(101)的两侧均固定连接有用于与副体支撑装置(2)通过螺栓固定连接的支撑滑架(103)，所述主体支撑架(101)的两侧均固定连接有支撑电机(105)，所述主体支撑架(101)的两侧均转动连接有支撑丝杆(104)，两个所述支撑电机(105)的输出轴分别固定连接在两个所述支撑丝杆(104)的一端，两个所述支撑丝杆(104)分别与两个所述支撑滑架(103)之间螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述主体支撑架(101)上固定连接有导管(106)，所述主体支撑架(101)的前后两侧主架上均设置为空心并在其下端固定连接有导向管(108)，所述导管(106)上安装有第一水泵(107)。
7.根据权利要求6所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述副体支撑装置(2)包括通过螺栓固定安装在所述支撑滑架(103)上的副体支撑架(201)，所述副体支撑架(201)的两侧均设置有用于连接的连接板(204)，所述副体支撑架(201)上设置有第一滑槽(202)，所述副体支撑架(201)的下部设置有第二滑槽(203)。
8.根据权利要求7所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述移动挤压装置(4)包括滑动连接在所述第一滑槽(202)内的移动挤压板(401)，所述移动挤压板(401)与所述主体支撑架(101)之间设置有复位弹性件，所述移动挤压板(401)靠近所述植物培养箱体(3)的一侧设置有接触传感器(402)。
9.根据权利要求8所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述移动挤压板(401)的上设置为移动丝杆(5)让位的有让位孔(403)，所述移动挤压板(401)的下侧固定设置有连接支架(404)，所述连接支架(404)通过连杆(8)与所述限制装置(7)连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于修复富营养化水体的多维人工湿地系统，其特征在于：所述限制装置(7)包括滑动连接在所述第二滑槽(203)内的限制箱体(701)，所述限制箱体(701)设置有C型，所述限制箱体(701)的C型开口处靠近装置前后对称中心的一侧，所述限制箱体(701)上设置有第二水泵(702)。
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