CN206814489U - 多层复合结构的组合式生态浮岛 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多层复合结构的组合式生态浮岛，包括一个或多个浮岛单元，所述浮岛单元包括单元框架和安装在所述单元框架上的水面浮岛结构和水下浮岛结构，所述水面浮岛结构采用单层结构，设有若干上定植篮，用于种植挺水植物，所述水下浮岛结构采用双层结构，所述水下浮岛结构的上层设有若干中定植篮，用于种植沉水植物，所述水下浮岛结构的下层设有下填料层。本实用新型结构简单，安装和拆卸方便，能形成立体化的生态环境，可有效改善水体富营养化情况，改善难降解污染物对生物链的影响，并有利于提升水体环境抗污染的能力。

Description

多层复合结构的组合式生态浮岛

技术领域

本实用新型涉及一种多层复合结构的组合式生态浮岛，主要可用于河道、湖泊等水体环境的水污染治理。

背景技术

由于目前我国的市政设施还不完善，较大一部分未经处理的生活污水、工业废水直接或与雨水排入河流、湖泊等受纳水体中；在农村地区生活污水几乎没有收集直接排入水体，同时，由于农业的机械化及农药化肥的大量使用，降雨形成的地表径流将氮磷等营养物质带入江河湖泊中，导致水环境的恶化，污水中的氮、磷易导致水体富营养化。工业污水、农业污水等水源夹杂一些特殊污染物，如酰胺类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯类等，较难降解，易被带入生物链，造成严重后果。水资源的短缺及水质恶化使得水环境的生态系统遭到严重破坏，对水环境的修复治理是目前亟待解决的问题。运用生态修复技术可以净化水质、改善生态系统，且较物理、化学方法更经济可行，目前水体的净化技术主要有曝气增氧、植物驳岸修复带、人工湿地、生物膜技术、人工浮岛技术等。人工生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态学原理，吸收水中重金属及有机物，降解水中的BOD、COD、氮、磷等污染物含量的技术，该技术较其他方法其投资省、灵活性高、对水体净化效果好等优点，同时还能形成一道景观与周围环境相互辉映。

现有生态浮岛是一种通过浮体将植物水培于水中的水生态修复装置，植物培养基盘上种植植物，有植水生植物，以通过植物的吸收以及基盘和植物根系形成的微生物环境，对水中污染物进行吸收和分解，由此实现对污水的净化。

现有生态浮岛的植物栽培基盘多采用椰子树的纤维、鱼网之类的材料，和土壤混合在一起使用的比较多，装入土壤会增加重量且促进水质恶化，当水面风浪较大的时，基质容易散开，并且这种结构的生态浮岛形状单一，种植植物的选择也较少，且植物根系不易伸入水中，影响净化效果，在用于广阔的水域时，不能形成小规模的生态系统，在冬季水面结冰地区，由于浮岛种植基盘上的植物大部分不能过冬，第二年植物重新种植较难，大多情况不进行重新种植，导致第二年浮岛净化效果大幅降低。另外在重金属污染地区，植物富集作用到达一定后，应该采用刈割或更换等适宜方式更换浮岛种植植物，采用纤维或渔网材料浮岛则没有办法进行浮岛植物的更换。由于接触表面积有限，对于难降解的污染物处理效果不理想。由于现有生态浮岛采用单层结构，仅为单层飘于水面之上，无法为沉水植物提供适生生境，这种漂浮于水面的单层浮岛仅适于种植挺水植物，而忽略了能水培的草坪植物根系对污染物的吸收与吸附能力，浮岛上供微生物附着生长的面积较小，纵向形态单一、净化效果欠佳，因此对于水体的深度处理及对较难降解的特殊污染物的处理效果不够理想。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种多层复合结构的组合式生态浮岛，这种人工生态浮岛能对水环境进行深度处理，兼具脱氮除磷功能，且对表层难降解有机污染物也能够进行一定的有效处理。

本实用新型的技术方案为：一种多层复合结构的组合式生态浮岛，包括一个或多个浮岛单元，多个所述浮岛单元沿平面方向相互连接在一起，所述浮岛单元包括单元框架和安装在所述单元框架上的水面浮岛结构和水下浮岛结构，所述水面浮岛结构和水下浮岛结构上下对应，所述水面浮岛结构采用单层结构，设有若干上定植篮，所述上定植篮内设有上定植篮填料，用于种植挺水植物，所述水下浮岛结构采用双层结构，所述水下浮岛结构的上层设有若干中定植篮，所述中定植篮内设有中定植篮填料，用于种植沉水植物，所述水下浮岛结构的下层设有下填料层，所述水面浮岛结构固定安装在所述单元框架上或者采用允许其相对于单元框架上下移动的活动连接方式安装在所述单元框架上，优选活动连接方式，以实现水面浮岛结构始终漂浮在水面上，所述水下浮岛结构位于所述水面浮岛结构的下方，所述水下浮岛结构固定安装在所述单元框架上或者采用允许其相对于单元框架上下移动的活动连接方式安装在所述单元框架上，优选固定安装，以保证稳定性。

优选的，所述上定植篮的上下两端敞口，并设有上、下网片，所述上定植篮的下网片支承在所述上定植篮填料的底部，所述上定植篮的上网片遮挡在所述上定植篮填料的顶部，由此实现上定植篮填料的相对固定、防止填料脱离并允许水流入流出。

所述上定植篮填料优选采用电气石颗粒。

优选的，所述中定植篮的上下两端敞口并设有上、下网片，所述中定植篮的下网片支承在所述中定植篮填料的底部，所述中定植篮的上网片遮挡在所述中定植篮填料的顶部，由此实现中定植篮填料的相对固定、防止填料脱离并允许水流入流出。

所述中定植篮填料优选采用电气石颗粒。

所述水面浮岛结构和水下浮岛结构之间可以留有间距，可以根据具体情况和需求设置间距的大小，进而设置水下浮岛结构沉入水下的深度。

所述水面浮岛结构的底部可以悬挂有仿生植物（人工水草），以形成有利的生态环境，所述仿生植物优选悬挂在所述上定植篮的底部。

所述水面浮岛结构的主体部分可以为由上浮体构成的或者设有上浮体的上基盘，所述上基盘可以为整体结构或者由若干上基盘单元相互连接而成。

所述上基盘上可以设有用于安装所述上定植篮的若干上定植篮安装孔，以方便相应定植篮的安装和拆卸。

所述水下浮岛结构的上层的主体可以为由中浮体构成的或者设有中浮体的中基盘，所述中基盘为整体结构或者由若干中基盘单元相互连接而成。

所述中基盘上可以设有用于安装所述中定植篮的若干中定植篮安装孔，以方便相应定植篮的安装和拆卸。

所述水下浮岛结构的下层的主体部分可以为轻质盒体，所述轻质盒体的底面优选采用筛网，顶部敞口，所述下填料层由设置于所述轻质盒体内的颗粒填料构成，所述下填料层的顶面上设有固定板，所述固定板上设有若干种植孔（通孔）。

所述中基盘与所述轻质盒体可以上下固定连接，相互间可以留有间距或者没有间距。

优选的，所述单元框架呈正六棱柱形，由此可以将多个单元框架无缝连接。

所述单元框架可以包括上下两个平面框和连接所述上下平面框的若干立柱，所述立柱包括位于中心线位置的中央立柱和分别位于各侧棱位置的边角立柱。

相应的，所述水面浮岛结构的主体上优选设有分别与各立柱对应的通孔或者设有分别与各立柱对应的通孔和卡口，通过相应的通孔或者通过相应的通孔和卡口连接（套接和/或卡接）在相应的立柱上，通过设置相应的配合间隙允许所述水面浮岛结构相对于单元框架上下移动，实现相应的活动连接。

所述水下浮岛结构可以采用与水面浮岛结构类似的安装方式，以方便安装和拆卸。

所述平面框的外框边的外侧面上可以设有倒T形（宽段在内）的驳接槽，由此可以将工字形的驳接件两端分别插接在相邻两框边的竖向槽上实现相邻框边间的连接。

所述中央立柱的上端可以延伸在所述上平面框外，下端可以延伸在所述下平面框外并直接或通过连接件（绳索、杆等）连接固定墩。

本实用新型的有益效果为：由于设置了水面浮岛结构和水下浮岛结构，并通过相应的定植篮分别种植挺水植物和沉水植物，并在沉水植物的下方设置下填料层，由此形成了水面和水下的立体生态体系，利用不同植物特性以及由植物根系和填料等支撑的微生态体系，在水面有氧环境和水下相对缺氧甚至无氧的环境下，形成多层次、多功能的生物、化学和物理净化机制，由此不仅增加了单位面积水域的净化作用空间和净化介质密度，而且具备了好氧、缺氧和厌氧等多种不同的生化反应，例如可以在含氧环境下利用氨化菌群和硝化菌群将有机氮和氨态氮转换为硝态氮，在缺氧和无氧环境下利用反硝化菌群将硝态氮还原为氮气，而水下厌氧微生物群及沉水植物和植物根系的作用也能够较大程度上实现对难降解的有机污染物的分解、吸附和吸收，由此明显地提高了对难降解有机污染的净化能力，同时对磷、重金属等也具有较好的吸收、吸附和净化效果；由于水面浮岛结构采用上下浮动的活动连接方式，方便了现场安装施工和养护，在水位发生变化时始终保持相应的漂浮状态，不会沉入水中，也不会完全位于水面上方，避免水位变化对生态环境的影响；由于采用了单元框架式安装结构，在需要更新植物时，只要更换上种植好植物的相应浮岛结构即可，无需进行整体更换， 由此减小了更新和维护费用。

附图说明

图1是本实用新型浮岛单元的结构示意图；

图2是本实用新型浮岛单元的俯视示意图；

图3是本实用新型多个浮岛单元相互连接为一个浮岛的俯视示意图。

具体实施方式

参见图1-3，本发明的生态浮岛采用三层结构，水面一层，水下两层，水面浮岛结构上种植有挺水植物9，挺水植物1种植在上定植篮1，上定植篮1的底部挂有仿生植物16，水下浮岛结构的上层种植有沉水植物12，沉水植物12种植在中层定植篮8上，中层定植篮8与水下浮岛结构的下层的主体部分相接，水下浮岛结构的下层的主体部分是一个轻质盒体18，轻质盒体18主要由盒体框架和设置在盒体框架底面的筛网构成，筛网上装填有颗粒状的填料，形成颗粒填料层13，所述颗粒填料层13的上表面上设有一固定板，所述固定板上设有用于栽种水生植物的种植孔，种植孔的位置优选与中层定植篮8相对应。

填充在所述上定植篮1 内的为电气石层，所述上定植篮1设有用于固定所述上层电气石层的第一尼龙网片和第二尼龙网片，所述第一尼龙网片和所述第二尼龙网片分别位于相应电气石层的顶层和底层。

所述上基盘6位于水面，所述上定植篮1 设置在所述上基盘6上。

填充在所述中层定植篮8 内的也优选为电气石层，所述中定植篮设有用于相应电气石层的第三尼龙网片和第四尼龙网片，所述第三尼龙网片和所述第四尼龙网片分别位于所述中定植篮的电气石层的顶层和底层。

所述中基盘7设置于水面以下，所述中层定植篮8 设置在所述中基盘上。

所述水下浮岛结构设置于所述水面浮岛结构的正下方，水面浮岛结构、水下浮岛结构的上层和下层通过定位桩11 定位连接，所述定位桩11 固定于水底，所述上基盘6可上下移动地与所述定位桩11 的顶部连接，所述中中基盘7固定在所述定位桩11 的中部。

所述上基盘6、中基盘7和轻质盒体18的中央均设有竖向的中央通孔，所述单元框架的中央设有中央立柱4，所述中央立柱4向上延伸出来，所述单元框架的中央立柱4插接在各部分的相应中央通孔上，所述上基盘6、中基盘7和轻质盒体18的六角部位分别设有各自竖向的边角通孔或边角卡口，所述单元框架的六角部位分别设有自个的向上延伸出来的边角立柱2，所述单元框架的边角立柱2分别插接在所述种植基盘对应的所述边角通孔上或者分别卡接在各相应部分对应的所述边角卡口上。

所述单元框架包括上、下平面框，所述平面框包括外边框和承重梁15组成，所述外边框呈正六边形，由六个等长的外框边10边依次首尾相连而成，所述承重梁15的数量为三个，分别连接各自对应的所述外边框的两个相对顶角，所述各承重梁15相交于所述平面框的中央，所述单元框架的中央立柱4分别连接所述上、下平面框的承重梁相交部位，其顶端高于所述上平面框，所述单元框架的六个边角立柱2分别连接所述上、下平面框的外边框的六个对应顶角，其顶端高于所述上平面框。

所述平面框还设有内边框，所述内边框呈正六边形，位于所述外边框的内侧，由六个等长的内框边5依次首尾相连而成，所述各承重梁15分别连接各自对应的所述内边框的两个相对顶角，所述上、下平面框的内边框的六个对应顶角分别通过各自对应的内边框连接柱3连接。

所述外框边的中部外侧面上设有横截面为倒T 形的驳接槽14，所述浮岛单元之间的相互驳接方式为将工字形驳接件的两端分别插接在相互驳接的两个浮岛单元的邻接外框边的驳接槽14上。

所述定位桩11 优选采用单元框架的中央立柱4，将中央立柱4加长，其顶端设置有防止所述上平面框窜出的限位卡箍，底端通过钢筋砼固定墩17固定于水底，所述钢筋砼固定墩沉入水底。

所述上定植篮1 和所述中定植篮8 上设透水孔，孔径均为3mm-6mm，其电气石填料内均可以混合有滤料。

将多个浮岛单元驳接后，上基盘和上基盘之间、中基盘和中基盘之间以及轻质盒体和轻质盒体之间均可以采用定位索拼装在一起。

本实用新型具有下列特点：

采用上、中、下三层复合式，将挺水植物、仿生植物、沉水植物、填料分层配置，通过多重作用达到对水体的立体净化，从而提高了水体净化效率。

设有定植篮的基盘安装在单元框架上，由此方便了基盘在单元框架上的安装和拆卸，并可更有效地利用所述单元框架的浮力使种植基盘悬浮在水面上。

单元框架的俯视外形呈正六边形，这种六边形单元框架便于相互驳接，可以在六边形的任意一条边上驳接另一个单元框架，能够驳接成各种形状，适应于任何水面形状，并且驳接时六条边可以随意选用，极大地方便了现场作业。

可根据现场情况的水质确定是否需要设置全部三层浮岛，以及其中的填料的种类，根据现场空间位置确定布置的多少，根据地质地形情况确定固定方式。

基盘与单元框架分离方便，需要更换浮岛植物时，可将种植基盘从单元框架上整体取下，换成室内已经培养好湿地植物的种植基盘，由此可以提高浮岛净化富集效果。

浮岛稳定性强，在波浪水域不能被冲散，工字形的互锁方式增强了浮岛的整体稳定性，浮岛可局部垂直形变而整体形状固定，由此消解波浪能量。

浮岛单元正六边形的仿蜂巢结构，还有利于节省浮岛用料，也使浮岛稳定性更高。

植物根系与浮岛种植区（基盘）交互生长，根系极易穿过种植基盘的基质向水中和填料中生长，从而提高浮岛接触表面积，提高生物膜总表面积。

可以通过不同区域填料的疏密排列，形成缺氧和好氧区，有利于脱氮；并利用颗粒填料无机物质与磷的共沉淀性能，以去除污水中的磷，从而实现对污水的脱氮除磷功能。

采用使水体污染物高效降解的骨架结构，能够满足污水的充分接触。布置灵活，可根据现场情况适量、适当布置。

本实用新型可有效改善水体富营养化情况，改善难降解污染物对生物链的影响，对水环境的净化具有重要作用。同时使水体生态系统物种增加，有利于提升水体环境抗污染的能力。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种多层复合结构的组合式生态浮岛，包括一个或多个浮岛单元，多个所述浮岛单元沿平面方向相互连接在一起，其特征在于所述浮岛单元包括单元框架和安装在所述单元框架上的水面浮岛结构和水下浮岛结构，所述水面浮岛结构和水下浮岛结构上下对应，所述水面浮岛结构采用单层结构，设有若干上定植篮，所述上定植篮内设有上定植篮填料，用于种植挺水植物，所述水下浮岛结构采用双层结构，所述水下浮岛结构的上层设有若干中定植篮，所述中定植篮内设有中定植篮填料，用于种植沉水植物，所述水下浮岛结构的下层设有下填料层，所述水面浮岛结构固定安装在所述单元框架上或者采用允许其相对于单元框架上下移动的活动连接方式安装在所述单元框架上，所述水下浮岛结构位于所述水面浮岛结构的下方，所述水下浮岛结构固定安装在所述单元框架上或者采用允许其相对于单元框架上下移动的活动连接方式安装在所述单元框架上。

2.如权利要求1所述的生态浮岛，其特征在于所述上定植篮的上下两端敞口，并设有上、下网片，所述上定植篮的下网片支承在所述上定植篮填料的底部，所述上定植篮的上网片遮挡在所述上定植篮填料的顶部，由此实现上定植篮填料的相对固定、防止填料脱离并允许水流入流出，所述中定植篮的上下两端敞口并设有上、下网片，所述中定植篮的下网片支承在所述中定植篮填料的底部，所述中定植篮的上网片遮挡在所述中定植篮填料的顶部，由此实现中定植篮填料的相对固定、防止填料脱离并允许水流入流出。

3.如权利要求2所述的生态浮岛，其特征在于所述上定植篮填料和所述中定植篮填料均采用电气石颗粒。

4.如权利要求1所述的生态浮岛，其特征在于所述水面浮岛结构和水下浮岛结构之间留有间距，可以根据具体情况和需求设置间距的大小，进而设置水下浮岛结构沉入水下的深度。

5.如权利要求4所述的生态浮岛，其特征在于所述水面浮岛结构的底部悬挂有仿生植物，以形成有利的生态环境。

6.如权利要求1所述的生态浮岛，其特征在于所述水面浮岛结构的主体部分为由上浮体构成的或者设有上浮体的上基盘，所述上基盘为整体结构或者由若干上基盘单元相互连接而成，所述上基盘上设有用于安装所述上定植篮的若干上定植篮安装孔。

7.如权利要求1所述的生态浮岛，其特征在于所述水下浮岛结构的上层的主体为由中浮体构成的或者设有中浮体的中基盘，所述中基盘为整体结构或者由若干中基盘单元相互连接而成，所述中基盘上设有用于安装所述中定植篮的若干中定植篮安装孔。

8.如权利要求7所述的生态浮岛，其特征在于所述水下浮岛结构的下层的主体部分为轻质盒体，所述轻质盒体的底面采用筛网，顶部敞口，所述下填料层由设置于所述轻质盒体内的颗粒填料构成，所述下填料层的顶面上设有固定板，所述固定板上设有若干种植孔，所述中基盘与所述轻质盒体上下固定连接，相互间留有间距或者没有间距。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的生态浮岛，其特征在于所述单元框架呈正六棱柱形，包括上平面框和下平面框以及连接所述上平面框和下平面框的若干立柱，所述立柱包括位于中心线位置的中央立柱和分别位于各侧棱位置的边角立柱，所述水面浮岛结构的主体上设有分别与各立柱对应的通孔或者设有分别与各立柱对应的通孔和卡口，通过相应的通孔或者通过相应的通孔和卡口连接在相应的立柱上，通过设置相应的配合间隙允许所述水面浮岛结构相对于单元框架上下移动，实现相应的活动连接。

10.如权利要求9所述的生态浮岛，其特征在于所述平面框的外框边的外侧面上设有倒T形的驳接槽，所述中央立柱的上端延伸在所述上平面框外，下端延伸在所述下平面框外并直接或通过连接件连接固定墩。