CN206494776U

CN206494776U - 用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛

Info

Publication number: CN206494776U
Application number: CN201720144149.6U
Authority: CN
Inventors: 王齐瑞; 孔令为; 杨海青; 汪璐; 万建东; 黄义林; 杨松; 杨一松; 邓大军; 凌晓明; 赵志营
Original assignee: HENAN FORESTRY ACADEMY
Current assignee: HENAN FORESTRY ACADEMY
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2027-02-17

Abstract

一种用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，浮岛基体为长方体，所述浮岛基体上部分设置植物种植区，下部分设置强化材料区，所述植物种植区与所述强化材料区由带孔圆盘隔开；所述浮岛基体采用超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成，所述由超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成的浮岛基体的密度为0.1~0.7g/cm³；所述浮岛基体上部分与下部分的体积比为1：1~5。本实用新型提供的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，使用寿命长、净化效率高且易于长效管理。

Description

用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛

技术领域

本实用新型涉及环境保护领域，尤其涉及一种用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛。

背景技术

生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工程学原理，降解水体中COD、氮、磷等含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅提高，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。同时还可以改善景观，消波效应，营造鱼类、水鸟的生息环境。作为人工生态浮岛重要一环的浮岛基体材料历经了竹子、泡沫塑料、PE、PP等材质，已经得到长足的进步和关注。但是现有技术中的人工浮岛存在净化效率低、寿命短、强度低、不牢固以及环保受限等方面的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，使用寿命长、净化效率高且易于长效管理。

一种用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，浮岛基体为长方体，所述浮岛基体上部分设置植物种植区，下部分设置强化材料区，所述植物种植区与所述强化材料区由带孔圆盘隔开；所述浮岛基体采用超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成，所述由超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成的浮岛基体的密度为0.1~0.7g/cm³；所述浮岛基体上部分与下部分的体积比为1：1~5；所述植物种植区与所述强化材料区的投影面积比为1:3~6，所述强化材料区的强化材料为：天然高分子材料或/和改性天然高分子材料，所述植物种植区的填充基质为：蛭石或轻质陶瓷与河道湖泊底淤泥或黏土的组合，蛭石或轻质陶瓷与河道湖泊底淤泥或黏土的体积比为：1~5:1。

可选的，在所述浮岛基体上表面每个边居中位置设置有矩形槽，两个浮岛通过双直角拱形骨架卡在所述矩形槽中连接在一起。

可选的，所述强化材料区为所述长方体浮岛基体内预留的中空圆柱体或中空长方体。

可选的，所述强化材料区填充的强化材料的高度大于或等于强化材料区中空圆柱体或中空长方体的高度。

可选的，所述带孔圆盘开孔直径小于或等于所述强化材料区中空圆柱体的直径。

可选的，所述带孔圆盘开孔直径大于或等于所述植物种植区中空圆柱体的直径。

可选的，所述植物种植区种植的植物为菹草、苦草、马来眼子菜、金鱼藻、黑藻等沉水植物，以及菖蒲、美人蕉、鸢尾、梭鱼草或/和千屈菜。

可选的，所述双直角拱形骨架由塑料、玻璃钢或金属制成。

本实用新型提供的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，采用浮岛基底、植物种植区和强化材料区，污水通过被吸附到基底材料以及下部嵌合的强化材料表面，从而被微生物所利用，污水得到净化；设置植物种植区和强化材料区，植物种植区与强化材料区中间由带孔圆盘隔开，植物部分根部透过上述透气圆盘深入到基底的强化材料中，通过直接吸收污染物以及提供根部微溶氧环境等作用以强化微生物对污染物的降解和水质净化效果；浮岛基体采用超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成，相对于现有技术中采用PVC管围成的简易浮岛与PP、PE等高分子合成材料构成的浮岛基体，本实用新型人工生态浮岛使用寿命长，净化效率高且易于长效管理；限定浮岛上下部分体积比，确保浮岛基体浮在水面，保持床体平衡。

本实用新型提供的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，在所述浮岛基体上表面每个边居中位置设置有矩形槽，两个浮岛通过双直角拱形骨架卡在所述矩形槽中连接在一起，实现两个或两个以上的人工生态浮岛组合使用置于受污染水体中；且可根据不同水质净化及景观美化具体要求通过连接骨架连接而形成各种所需形状，方便操作，利于缓冲水面波动而具有良好的消波能力，易于管理。

本实用新型提供的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，强化材料区嵌合强化材料，待处理的污水半浸没新型嵌合式人工生态浮岛主体，污水通过被吸附到基底材料以及下部嵌合的强化材料表面，从而被微生物所利用，污水得到净化。改性天然高分子材料如疏水改性丝瓜络、树枝、玉米棒芯等的一种或几种组合；天然高分子材料如树脂、组合填料、聚氨酯纤维等一种或几种组合。化材料区填充的强化材料的高度大于或等于强化材料区中空圆柱体或中空长方体的高度，多些强化材料净化污水。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛侧面剖视图；

图2为带孔圆盘结构示意图；

图3为本实用新型提供的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛俯视图；

图4为双直角拱形骨架立体结构图；

其中：1-浮岛基体，2-植物种植区，3-强化材料区，4-带孔透气圆盘，5-双直角拱形骨架，6-矩形槽。

具体实施方式

下面列出具体实施例对本实用新型做进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，长方体浮岛基体1，浮岛基体1上部分设置有植物种植区2，下部分设置强化材料区3，植物种植区2与强化材料区3由带孔圆盘4隔开，物部分根部透过上述透气圆盘深入到基底的强化材料中，通过直接吸收污染物以及提供根部微溶氧环境等作用以强化微生物对污染物的降解和水质净化效果；浮岛基体1采用超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成，由超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成的浮岛基体的密度为0.1~0.7g/cm³，浮岛基体1上部分与下部分的体积比为1：1~5；植物种植区2与强化材料区3的投影面积比为1:3~6，植物种植区与强化材料区的投影面积是植物种植区中空圆柱体/中空长方体内表面积与强化材料区中空圆柱体或中空长方体内表面积比；强化材料区3的强化材料为：天然高分子材料或/和改性天然高分子材料的一种或几种的组合，改性天然高分子材料如疏水改性丝瓜络、树枝、玉米棒芯等，天然高分子材料如树脂、组合填料、聚氨酯纤维等；植物种植区2的填充基质为：蛭石或轻质陶瓷与河道湖泊底淤泥或黏土的组合，蛭石或轻质陶瓷与河道湖泊底淤泥或黏土的体积比为：1~5:1。依据浮岛基体密度，确定强化材料区填充材料与植物种植区的填充基质，确保浮岛基体上部分与下部分的体积比为1：1~5，人工生态浮岛能够浮在水面上，保持床体平衡。

植物种植区2种植的植物为菹草、苦草、马来眼子菜、金鱼藻、黑藻等沉水植物，以及菖蒲、美人蕉、鸢尾、梭鱼草或/和千屈菜。

强化材料区3为浮岛基体1内预留的中空圆柱体或中空长方体，将天然高分子材料和/或改性天然高分子材料切割后放入浮岛基体1下部分预留的圆柱槽或者长方槽，天然高分子材料和/或改性天然高分子材料的长度大于或等于预留的圆柱槽或者长方槽的高度。

如图2所示，带孔透气圆盘4上均匀分布有圆孔，带孔透气圆盘4的直径大于或等于植物种植区直径，小于或等于强化材料区直径；带孔透气圆盘4使用塑料或金属制成。本实用新型所使用的带孔透气圆盘直径为10~15cm，开孔直径为0.5~1 cm，开孔密度为1:3~5，开孔密度是孔的面积与带孔透气圆盘的面积比；植物种植区2直径×高为(5~10) cm×(10~20) cm，强化材料区3直径×高为(5~15) cm×(10~20) cm，单个浮岛基体的长×宽×高分别为 (40~60 cm)×(30~45 cm)×(30~60 cm)。

如图3和图4所示，浮岛基体1上表面每个边居中位置设置有矩形槽6，两个浮岛通过双直角拱形骨架5卡在矩形槽6中连接在一起；矩形槽浮岛基底上表面向下开槽预留。两个浮岛通过双直角拱形骨架卡在矩形槽中连接在一起，实现两个或两个以上的人工生态浮岛组合使用置于受污染水体中；且可根据不同水质净化及景观美化具体要求通过连接骨架连接而形成各种所需形状，方便操作，利于缓冲水面波动而具有良好的消波能力，易于管理。本实用新型的发明人在发明过程中，矩形槽距浮岛基体边缘3~6cm，矩形槽长×宽×高分别设置为：(6~12 cm)×( 0.8~1 cm)×(10~15 cm)；双直角拱形骨架长×宽×高分别为：(5~10 cm)×(10~20 cm)×(8~12 cm)，厚度为0.2~0.5 cm；双直角拱形骨架使用塑料、玻璃钢或金属制成。

根据上述描述技术方案，本申请分别制作用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，具体如下：

实施例一

浮岛基体采用轻质陶瓷，密度为0.65g/cm³，浮岛上下比例为：1:1，浮岛长×宽×高50×40×30cm；植物种植区与强化材料区投影面积比为：1:4，植物种植区采用圆柱形，直径×高为6×15cm，填充物为，蛭石与河道湖泊底淤泥，比例为1:5，河道湖泊底淤泥置于蛭石上层，植物种植区种植植物为：菖蒲、美人蕉、鸢尾、梭鱼草或/和千屈菜；强化材料区采用圆柱形，直径×高为12×15cm，填充物为天然高分子材料树脂；带孔透气圆盘直径10cm，孔直径为1 cm，开孔密度为1:3；使用塑料制成。矩形槽距离浮岛基体边缘5cm，长×宽×高分别为：8 cm×1 cm ×12 cm，双直角拱形骨架连接，长×宽×高分别为：10 cm× 20 cm×10cm，厚度为0.5 cm; 双直角拱形骨架材质为玻璃钢。

使用本实施例制备的单个用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛置于模拟封闭的黑臭河道水体中，与采用同规模（PVC材质床体）、同植物类型及种植密度的传统浮岛分别比较，处理一周后水质结果如表1所示：

表1 新型嵌合式浮岛与传统浮岛处理模拟黑臭河道污水对比效果（单位：mg/L）

项目	COD_Mn	TN	NH₃ ^--N	TP	DO
						原水	13.68	5.22	4.37	0.71	1.13
本实施例浮岛	5.46	1.54	1.28	0.27	3.08
						传统浮岛	9.13	3.47	2.79	0.41	2.82

从表1中可以看出，本实施例制作的浮岛净化原水CODMn高锰酸钾和重铬酸钾的含量明显降低，且明显低于使用传统浮岛净化的含量；水中TN水中各种形态无机和有机氮含量明显降低，且低于传统浮岛净化的含量；水中NH3-N氨氮的含量也明显降低，且低于传统浮岛净化的含量；水中TP总磷的含量也明显降低，且低于传统浮岛净化的含量；水中溶解氧的含量DO明显增加，且增加含量明显大于传统浮岛净化的水。

实施例二

浮岛基体采用超轻质陶瓷，密度为0.27g/cm³，浮岛上下比例为：1:2，浮岛长×宽×高50×40×45cm；植物种植区与强化材料区投影面积比为：1:4，植物种植区采用圆柱形，直径×高为6×15cm，填充物为，蛭石与黏土，比例为1:2，蛭石置于黏土上层，植物种植区种植植物为：菹草、苦草、菖蒲、美人蕉或/和鸢尾；强化材料区采用圆柱形，直径×高为12×30cm，填充物为天然高分子材料聚氨酯纤维；带孔透气圆盘直径10cm，孔直径为1 cm，开孔密度为1：4；使用塑料制成。矩形槽距离浮岛基体边缘5cm，长×宽×高分别为：8 cm×1 cm×12 cm，双直角拱形骨架连接，长×宽×高分别为：10 cm× 20 cm×10 cm，厚度为0.5cm; 双直角拱形骨架材质为玻璃钢。

本实施例中4个浮岛组合使用而用于污水处理，单个模块长×宽×高分别为：50cm×40 cm×45 cm。置于模拟封闭的黑臭河道水体中，与采用同规模（PVC材质床体）、同植物类型及种植密度的传统浮岛分别比较，处理一周后水质结果如表2所示。

表2 新型嵌合式浮岛与传统浮岛处理模拟黑臭河道污水对比效果（单位：mg/L）

项目	COD_Mn	TN	NH₃ ^--N	TP	DO
						原水	17.37	5.62	5.01	0.83	1.34
本实施例浮岛	3.89	1.33	2.19	0.31	3.26
						传统浮岛	8.23	3.38	3.64	0.55	2.77

以上两个实施例具体阐述本申请用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其对污水的净化效果优于传统浮岛；但是，本申请用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛的技术方案，并不局限于上述两个具体的实施例。

因此，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，浮岛基体为长方体，所述浮岛基体上部分设置植物种植区，下部分设置强化材料区，所述植物种植区与所述强化材料区由带孔圆盘隔开；所述浮岛基体采用超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成，所述由超轻质陶瓷或/和轻质陶瓷制成的浮岛基体的密度为0.1~0.7g/cm³；所述浮岛基体上部分与下部分的体积比为1：1~5；所述植物种植区与所述强化材料区的投影面积比为1:3~6，所述强化材料区的强化材料为：天然高分子材料或/和改性天然高分子材料，所述植物种植区的填充基质为：蛭石或轻质陶瓷与河道湖泊底淤泥或黏土的组合，蛭石或轻质陶瓷与河道湖泊底淤泥或黏土的体积比为：1~5:1。

2.根据权利要求1所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，在所述浮岛基体上表面每个边居中位置设置有矩形槽，两个浮岛通过双直角拱形骨架卡在所述矩形槽中连接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，所述强化材料区为所述长方体浮岛基体内预留的中空圆柱体或中空长方体。

4.根据权利要求3所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，所述强化材料区填充的强化材料的高度大于或等于强化材料区中空圆柱体或中空长方体的高度。

5.根据权利要求1或2所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，所述带孔圆盘开孔直径小于或等于所述强化材料区中空圆柱体的直径。

6.根据权利要求1或2所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，所述带孔圆盘开孔直径大于或等于所述植物种植区中空圆柱体的直径。

7.根据权利要求1或2所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，所述植物种植区种植的植物为菹草、苦草、马来眼子菜、金鱼藻、黑藻等沉水植物，以及菖蒲、美人蕉、鸢尾、梭鱼草或/和千屈菜。

8.根据权利要求2所述的用于受污染水体修复的新型嵌合式人工生态浮岛，其特征在于，所述双直角拱形骨架由塑料、玻璃钢或金属制成。