CN203295263U

CN203295263U - 一种沉水位置可调的滚轮式沉床

Info

Publication number: CN203295263U
Application number: CN2013203598855U
Authority: CN
Inventors: 张毅敏; 杨飞; 林超; 高月香; 汪龙眠
Original assignee: Nanjing Institute of Environmental Sciences MEP
Current assignee: Nanjing Institute of Environmental Sciences MEP
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-06-21

Abstract

本实用新型公开了一种沉水位置可调的滚轮式沉床，属于生态浮床领域。它包括沉床主体，还包括固定桩、滚轮、手摇器、钢丝绳和网兜，所述的固定桩、滚轮和手摇器都有两个，两个滚轮分别固定在两个固定桩上；所述的手摇器分别固定在滚轮上；所述的沉床主体的两端通过钢丝绳分别与两个固定桩上的滚轮连接；所述的网兜挂在沉床主体的下部。本实用新型能解决沉水植物恢复过程中光补偿深度、透明度等因素对沉水植物生长的限制，同时，将微生物技术与沉水植物相结合，达到更好的处理效果。

Description

一种沉水位置可调的滚轮式沉床

技术领域

本实用新型属于生态浮床领域，具体地说，涉及一种沉水位置可调的滚轮式沉床，更具体地说，涉及一种可以实现水生植物与微生物联合的沉水位置可调的滚轮式升降沉床。

背景技术

随着经济的高速发展，人口的急剧增长以及工业化和城市化进程的加快，氮、磷营养物质向水体的排放量日益增多，湖泊富营养化已经成为严重威胁水资源和水安全的最重要的社会和环境问题之一。

沉水植物是湖泊生态系统的初级生产者之一，它们不仅能够对水体和底泥中的氮、磷和难降解有机污染物进行吸收、转化，合成自身物质，对富营养化的水体起到净化作用；而且还能调节水生态系统的物质循环速度，增加水体生物多样性，控制藻类生长，从而有效提高水质，改善生态环境。因此，沉水植物的生态修复是控制水体富营养化的重要环节。光合作用是沉水植物最重要的代谢活动。在水中，由于水体溶解物、悬浮颗粒以及水深的影响，源自太阳的光能迅速衰减，加之在空气与水交界处的损失（10%左右），光照不足的现象在水体中最易发生，水体光强成为沉水植物生长的必需环境因子。沉水植物光合作用的光补偿点等光合特征，决定了沉水植物在水下可分布的最大深度和光合产量及竞争能力。一般认为，水底光强不足入射光的1%时，沉水植物就不能良好的生长。另外，光在水中的衰减依赖于波长，光强和光质均随水体深度而变化。随着水深增大，红光(660nm)与远红光(730nm)的比率会增加，这将影响水生植物的形态发生。对于水深较大、透明度低的重污染水体，由于受水下光照条件的影响，水生植物，特别是沉水植物直接在水底栽植往往难以成活，而且也不利于后期的维护和管理，死亡植物体在水底腐烂后容易成为二次污染源。与植物修复类似，微生物在水体修复过程中亦存在一些不足，如机理研究不够深入、修复效率不高、需菌量大、低温时修复效果不理想，还有部分菌有致病性或会产生某些有毒有害物质等，这在一定程度上限制了微生物修复的广泛应用。鉴于植物修复与微生物修复的优、缺点，将二者结合是发展的必然趋势，以实现低能耗、低费用、广应用、高效率的目标。植物与微生物联合的作用原理是：当植物生长时，通过根系为微生物提供必要的生活场所；同时，微生物的旺盛生长，增强了对污染物的降解，使植物有更加优越的生长空间。魏瑞霞等对唐山市南公园富营养化水体的修复即采取了这一思路，挑选了凤眼莲、美人蕉（Cannaindica Linn）、鸢尾（IristectorumMaxi）等多种植物，并将微生物以人工填料的方式悬挂于浮床下方，不仅治理效果良好，而且还有美化环境的作用。该研究表明，当植物单独存在时，对COD、TN、NH4⁺-N和TP的最大去除率只有33%左右，而植物浮床-微生物组合对有机物的去除率最高可达62.7%，因此认为微生物的存在促进了植物对有机物的吸收利用，同时微生物也有降解有机物的作用，在这个过程中，植物与微生物是互利关系。在温度较低的季节，可采取固定化氮循环菌+其他微生物的方法弥补植物不能越冬的缺陷。李正魁等应用固定化氮循环细菌技术在冬秋季环境下净化湖泊水体氮污染的研究表明：富营养化湖水经固定化氮循环细菌净化后，总氮下降72%，氨氮下降85.6%，在冬季低温（7℃）条件下仍保持了较高的除氮能力，总氮和氨氮去除率分别达到了55.6%，58.9%。常会庆等用伊乐藻和固定化细菌共同作用研究富营养化水体中养分变化表明：两者相结合对水体中的几种形式的氮素都有不同程度的降低作用。将多种细菌混合后与植物联合治理富营养化水体，不仅可以根据不同生物的适应能力扩大应用范围，还可以提高治理效果。例如，胡绵好等利用凤眼莲与4种菌群的固定化氮细菌对浙江大学华家池校区富营养化水体进行了综合治理，结果表明，凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用和单独的凤眼莲处理对富营养化水体总氮和铵态氮去除率之间存在显著性差异。数据显示，凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体中总氮和铵态氮的去除率分别为77.2%和49.2%；而凤眼莲处理则只有73.7%和32.3%；但两者对富营养化水体中硝态氮的去除没有显著性差异。

现有的沉床技术大多为单一的种植水生植物的沉床，未考虑多种介质共同作用。经检索，中国专利号201020022397.1，公开了一份名称为沉水式水生植物浮床的专利文件，主要由栽培篮、浮子、外框架和连接装置构成。栽培篮与外框架由连接铁丝相连。浮子与外框架由钓鱼线相连，漂浮于水面上。在栽培篮中栽培水生植物，利用浮床的连接装置，将一个一个单独的浮床连接起来，通过浮子漂浮在水中，形成一个水生植物浮岛，然后再水下拉起栅网，放入鲤鱼等水生动物，形成一个仿生态水生环境，浮岛与栅网用锚固定。其不足之处在于，浮床上的植物仅限于可露出水面的挺水植物和浮游植物，忽略了沉水植物在水体中的净化作用。中国专利号：201120314371.9，公开日2012年06月13日，公开了一份名称为沉水位置可调的网箱式生态沉床的专利文件，其网箱式生态浮床设有调节沉床在水中位置的调节绳，且在底部设有用于贝类养殖的箱型框架，通过水生动植物共同作用进行水质调节净化效果。其不足之处，在于没有考虑水生植物与微生物相结合处理，且调节沉床在水体中的深度操作不够简便。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术没有考虑水生植物与微生物相结合处理水生态系统，且调节沉床在水体中的深度操作不够简便的问题，本实用新型提供一种沉水位置可调的滚轮式沉床，借助钢丝绳及滚轮的操作，在光补偿深度垂直空间整体调节沉水植物使之处于最佳生长和光合作用生态位置，解决沉水植物恢复过程中光补偿深度、透明度等因素对沉水植物生长的限制，同时，将微生物技术与沉水植物相结合，达到更好的处理效果。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种沉水位置可调的滚轮式沉床，包括沉床主体，还包括固定桩、滚轮、手摇器、钢丝绳和网兜，所述的固定桩、滚轮和手摇器都有两个，两个滚轮分别固定在两个固定桩上；所述的手摇器分别固定在滚轮上；所述的沉床主体的两端通过钢丝绳分别与两个固定桩上的滚轮连接；所述的网兜挂在沉床主体的下部。

优选地，所述的网兜内放置有固定化菌。

优选地，所述的网兜孔径为0.2mm。

优选地，所述的沉床主体上种植有水生植物。

优选地，所述的沉床主体的材料为毛竹；所述的钢丝绳的材料为不锈钢钢丝绳；所述的手摇器的材质为铜。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型的固定桩、滚轮和手摇器都有两个，两个滚轮分别固定在两个固定桩上；沉床主体的两端通过钢丝绳分别与两个固定桩上的滚轮连接；使用时将两个固定桩固定在水中，通过手摇器、滚轮，可以调节沉床主体的高低；以实现沉水植物随水位、透明度等改变而改变位置，解决了沉水植物恢复中光补偿深度、透明度等因素对其生长的限制，操作简单方便；

（2）本实用新型沉床主体的材料为毛竹，钢丝绳的材料为不锈钢钢丝绳，手摇器的材质为铜；经济环保，长期放置在水中也不会变形；

（3）本实用新型采用微生物与沉水植物相结合，促进了污染物的快速降解、转化；

（4）本实用新型结构简单，设计合理，易于制造。

附图说明

图1为本实用新型的沉水位置可调的沉床的侧面示意图。

图2为本实用新型的沉水位置可调的沉床的俯视图。

图中：1、固定桩；2、滚轮；3、手摇器；4、钢丝绳；5、沉床主体；6、网兜；7、固定化菌；8、水生植物。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐释本实用新型。

如图1、图2所示，一种沉水位置可调的滚轮式沉床，包括沉床主体5，还包括固定桩1、滚轮2、手摇器3、钢丝绳4和网兜6，所述的固定桩1、滚轮2和手摇器3都有两个，两个滚轮2分别固定在两个固定桩1上；所述的手摇器3分别固定在滚轮2上；所述的沉床主体5的两端通过钢丝绳4分别与两个固定桩1上的滚轮2连接；所述的网兜6挂在沉床主体5的下部，网兜6内放置有固定化菌7，网兜6孔径为0.2mm。微生物的固定化是实现植物-微生物联合修复的基础，在本实用新型的优选实施例中，固定化菌7为固定化氮循环菌，固定化氮循环菌的制定及微生物固定化：载体采用亲水性的单体丙烯酸羟乙酯2-Hydroxyethylacrylate(HEA)和甲基丙烯酸B2羟乙酯2-Hydroxyethyl methyl acrylate(HEMA)，按照一定比率与蒸馏水混和，在混合物中充入氮气，并且在-78℃条件下，使用⁶⁰Co-γ(1×10⁴Gy)辐射形成聚合物，然后切割成0.5×0.5cm固定化载体，在蒸馏水中浸泡一周后，在1.03×10⁵Pa的压力条件下灭菌30min，然后在厌氧和好氧的条件下与收集的微生物细胞进行吸附固定。当然，还可以采用固定化聚磷菌等。本实施例中沉床主体5为一矩形，长*宽*高为25m*15m*5m；在符合本实用新型精神的情况下，所述的沉床主体5还可以是其他形状，如圆形或不规则形状，普通技术人员都可以理解，所以本处不再一一列举。沉床主体5上种植有水生植物8，本实施例中的水生植物8为伊乐藻，栽种面积为150～200g/m²。当然，还可以采用其他沉水植物，如黑藻，栽种面积为200～250g/m²，本专利文件不再一一列举。沉床主体5的材料为毛竹；所述的钢丝绳4的材料为不锈钢钢丝绳；所述的手摇器3的材质为铜。

在本实施例中，沉床主体5通过钢丝绳4连接，承重可达到150斤左右，故可忽略种植后期植物附着的泥沙重量等对此造成的影响。

在本实施例中，所达到的处理效果，氮去除率达到58%，氨氮去除率达到54%，对水体中的其他形式的氮素也有不同程度的降低作用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围友所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种沉水位置可调的滚轮式沉床，包括沉床主体（5），其特征在于：还包括固定桩（1）、滚轮（2）、手摇器（3）、钢丝绳（4）和网兜（6），所述的固定桩（1）、滚轮（2）和手摇器（3）都有两个，两个滚轮（2）分别固定在两个固定桩（1）上；所述的手摇器（3）分别固定在滚轮（2）上；所述的沉床主体（5）的两端通过钢丝绳（4）分别与两个固定桩（1）上的滚轮（2）连接；所述的网兜（6）挂在沉床主体（5）的下部。

2.根据权利要求1所述的一种沉水位置可调的滚轮式沉床，其特征在于：所述的网兜（6）内放置有固定化菌（7）。

3.根据权利要求2所述的一种沉水位置可调的滚轮式沉床，其特征在于：所述的网兜（6）孔径为0.2mm。

4.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种沉水位置可调的滚轮式沉床，其特征在于：所述的沉床主体（5）上种植有水生植物（8）。

5.根据权利要求4所述的一种沉水位置可调的滚轮式沉床，其特征在于：所述的沉床主体（5）的材料为毛竹；所述的钢丝绳（4）的材料为不锈钢钢丝绳；所述的手摇器（3）的材质为铜。