CN203668116U - 一种植物与微生物组合式生态沉床 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种植物与微生物组合式生态沉床，适用于富营养化水体的生态修复和处理，主要包括浮球、沉床框架、生物挂膜盘、沉水植物及植物根部的填料。本实用新型将生物接触氧化和水生植物生态修复相结合，克服了现有单一人工沉床效率低下的问题。该沉床上的沉水植物对水体污染物有较强的吸收能力，利用植物光合作用产生氧气的特点，在沉床上部和下部营造好氧区和厌氧区。上部挂膜盘上的微生物多为好氧型；下部植物种植框内填料上的微生物多为厌氧型。沉床上下形成一个好氧微生物-沉水植物-厌氧微生物的高效水环境生态修复系统，能降解水体中的多种无机和有机污染物质。本实用新型无能耗且对水质、水温、透明度等适应性强。

Description

一种植物与微生物组合式生态沉床
技术领域
本实用新型适用于富营养化污染水体的净化和生态修复，具体涉及一种沉水植物与微生物组合式生态沉床系统。 
背景技术
人工沉床是一种针对富营养化水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷含量的人工构筑物。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。 
现有的人工沉床和浮岛，大多数为单一种植水生植物，这对污染水体的净化效果不佳。少数具有与生物氧化法相结合的人工浮岛是在植物根部装有填料，但大片的浮岛使水下溶氧降低，这便使得微生物多为厌氧型，降低处理效率。而且传统的生态浮岛在处理重度富营养化水体时会出现水生植物疯长的现象，影响水体的美观，且收割困难，植物的枯枝残叶会掉落水中，引起水体的二次污染。 
上海海洋大学何培民等人在2011年8月申请了实用新型专利《沉水位置可调的网箱式生态沉床》，首次将水生动物与沉水植物相结合进行水生态的修复，但现有的各式沉床均忽略了植物与微生物结合的水环境修复作用。若将沉水植物与微生物接触氧化技术相结合，构成组合式的生态沉床，微生物繁殖迅速，适应能力强，则该生态沉床不仅处理污染物效率高、收割方便且不会影响水体美观。由于微生物种类多，数量大，加之人们对生态修复技术更深入的研究，植物与微生物组合式的沉床将会有广阔的发展空间。 
发明内容
本实用新型针对现有人工沉床组合单一、效率低下等技术上的不足，提出一种新型的植物与微生物组合式的生态沉床技术。 
该沉床工作特点是悬浮于水面下，可用于深度1.2m以上的富营养化污染水体。沉床可分为两部分：沉水植物部分和微生物处理部分。本实用新型正是利用沉水植物光合作用产生氧气的特点，在沉床上部与沉水植物间隔布置有悬挂式的若干生物挂膜盘，由于沉水植物的光合作用，沉床的上部和下部就形成好氧区和厌氧区。上部环境中含有较高的溶解氧，分布于沉水植物周围的挂膜盘上的微生物多为好氧型；而在沉床下部植物种植框内添加陶粒或塑料填料，填料上附着的微生物多为厌氧型。厌氧区微生物分解有机污染物所产生的NH3、CH4、CO2、氨基酸分子等一部分被沉水植物根系吸收，另一部分透过穿孔进入沉床上部的好氧区，被好氧型细菌氧化分解为N2、CO2等排出水体或被植物光合作用利用。 
本实用新型采用的技术方案是：一种植物与微生物组合式生态沉床，包括浮球、沉床框架、植物种植框、沉水植物、填料、生物挂膜盘、隔网。其特征在于：将生物接触氧化法和人工沉床相结合，在沉床上与植物种植框间隔布置有悬挂式的若干生物挂膜盘。 
所述的浮球为直径250mm的泡沫球，浮于水面上，可减轻因植物和微生物生长重量增加引起沉床位置的下降，并能标志沉床位置。 
所述的沉床框架由底板和竖立于底板四角高1200mm的硬质塑料杆组成，底板采用轻质塑料材料制成，规格为1100mm*1100mm*50mm，密度小于水，可抵消植物种植框及填料的部分重量，板上密布穿孔，穿孔直径8mm，间距20mm，可供水、气等物质通过；底板上另有圆形的孔洞，用于放置植物种植框（3），孔洞直径150mm，相邻孔洞边缘距离100mm。 
所述的植物种植框为上口直径150mm，下口直径120mm的带孔洞的塑料筐体，框内种植的沉水植物为菹草、狐尾藻。 
所述的填料添加在植物种植框内，为粒径2-5mm陶粒或规格为外径25mm，高25mm，厚1.0mm的塑料球填料，填料上覆盖小石子，用以固定填料和植物根系，填料既能附着微生物形成生物膜，又可增加沉床重量，使沉床稳定。 
所述的生物挂膜盘用硬质塑料细杆串起并与植物间隔布置，塑料杆总高度为1000mm，顶端之间以塑料绳相互连接，生物挂膜盘直径为50mm，上下两挂膜盘间距100mm，挂膜盘沿外圈均匀附有密集的软性人造纤维束，纤维束长30mm，均由直径0.15mm纤维丝组成，比表面积大，能高效附着微生物并迅速形成生物膜。 
所述的隔网固定在沉床框架四角的塑料杆上，隔网用涤纶绳编制，网孔形状为边长25mm的菱形，围在沉床上部，能避免水生动物对沉床的破坏。 
与单一植物种植的人工沉床相比，本实用新型将生物接触氧化法和人工沉床巧妙结合，沉床可分为两部分：沉水植物部分和微生物处理部分。沉水植物对污染水体中的营养盐和有机物都有很好的吸收作用，利用植物光合作用产生氧气的特点，在沉床上与植物间隔设置悬挂式的生物挂膜盘，能形成高效的生物膜。植物的光合作用能增加生物膜周围环境的溶氧，使得挂膜盘上的微生物多为好氧型对污染物有很高的降解能力和速率，而植物根部填料附着的微生物多为厌氧型。这样沉床上部和下部形成了好氧微生物-沉水植物-厌氧微生物的动态水处理系统，处理速度快，可去除水体中氨氮、磷、有机物等多种污染物。同时该沉床悬浮于水面以下可自由升降，对水质浓度、水温、透明度具有更大的适应性；悬浮型沉床针对性强，可以方便移动到需要净化及生态修复水体的水域位置；沉床上部的浮球可进行修饰美化，起到景观欣赏的作用，实现了治理水域和美化环境的双重效果。 
附图说明
图1是本实用新型剖面图。 
图2是本实用新型立体结构图。 
图1中：1、浮球；2、沉床框架；3、植物种植框；4、沉水植物；5、填料；6、生物挂膜盘；7、隔网。 
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的实施方式： 
如图1所示本实用新型一种植物与微生物组合式生态沉床，包括：1、浮球，2、沉床框架，3、植物种植框，4、沉水植物，5、填料，6、生物挂膜盘，7、隔网。其特征在于：将生物接触氧化法和人工沉床相结合，在沉床上与植物种植框间隔布置有悬挂式的若干生物挂膜盘。 
该沉床工作特点是悬浮于水面下，可用于深度1.2m以上的富营养化污染水体的生态修复。沉床可分为两部分：沉水植物部分和微生物处理部分。沉水植物对污染水体中的营养盐和有机物都有较好的吸收作用，并且具有生长周期短、适应性强等优点。沉水植物光合作用使水体溶氧增加，有利于水体中微生物对污染物的降解，促进水体自净作用。本实用新型正是利用沉水植物光合作用产生氧气的特点，在沉床上与植物间隔设置悬挂式的生物挂膜盘形成高效的生物膜。由于沉水植物光合作用，沉床的上部和下部就分为好氧区和厌氧区，上部环境中含有较高的溶解氧，分布于沉水植物周围的挂膜盘上的微生物多为好氧型；而沉床下部植物种植框内的填料上附着的微生物多为厌氧型。厌氧区微生物分解有机污染物所产生的NH3、CH4、CO2、氨基酸分子等一部分被沉水植物根系吸收，另一部分透过穿孔进入沉床上部的好氧区，被好氧型细菌氧化分解为N2、CO2等排出水体。因此，该沉床通过沉水植物、上部好氧微生物和下部厌氧微生物的协同作用，可形成高效的水环境生态修复系统，能去除水体中的多种有机和无机污染物质，适应性极广。 

Claims (7)

1.一种植物与微生物组合式生态沉床，包括浮球（1）、沉床框架（2）、植物种植框（3）、沉水植物（4）、填料（5）、生物挂膜盘（6）、隔网（7），其特征在于：所述浮球（1）用塑料绳与沉床框架（2）底部相连接，所述植物种植框（3）内种植有沉水植物（4），底部装有填料（5），相邻种植框之间有悬挂式的若干生物挂膜盘（6），所述生物挂膜盘（6）串连在硬质塑料杆上，生态沉床外以隔网（7）围隔。
2.根据权利要求1所述的一种植物与微生物组合式生态沉床，其特征是浮球（1）为直径250mm的泡沫球，漂浮于水面上。
3.根据权利要求1所述的一种植物与微生物组合式生态沉床，其特征是沉床框架（2）由底板和四角竖立高1200mm的硬质塑料杆组成，底板采用轻质塑料材料制成，规格为1100mm*1100mm*50mm，板上密布穿孔，穿孔直径8mm，间距20mm，可供水、气等物质通过；底板上另有圆形的孔洞，用于放置植物种植框（3），孔洞直径150mm，相邻孔洞边缘距离100mm。
4.根据权利要求1所述的一种植物与微生物组合式生态沉床，其特征是植物种植框（3）为上直径150mm，下直径120mm的圆台形带孔洞的塑料筐体，框内种植的沉水植物（4）为菹草、狐尾藻。
5.根据权利要求1所述的一种植物与微生物组合式生态沉床，其特征是填料（5）为粒径2-5mm陶粒或规格为外径25mm，高25mm，厚1.0mm的球形塑料填料，填料放置于植物种植框（3）内，上层覆盖小石子用以固定填料和植物根系。
6.根据权利要求1所述的一种植物与微生物组合式生态沉床，其特征是生物挂膜盘（6）用硬质塑料细杆串起并与植物间隔布置，塑料杆总高度为1000mm，顶端之间以塑料绳相互连接，生物挂膜盘直径为50mm，上下两挂膜盘间距100mm，挂膜盘沿外圈均匀附有密集的软性人造纤维束，纤维束长30mm，均由直径0.15mm纤维丝组成。
7.根据权利要求1所述的一种植物与微生物组合式生态沉床，其特征是隔网（7）围隔在沉床的上部，固定于沉床框架四周的塑料杆上，隔网用涤纶绳编制，网孔形状为边长25mm的菱形。
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