CN209721714U - 一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，包括有耐水多孔轻质浮板，耐水多孔轻质浮板上放置筛网，筛网上放置有轻型基质，耐水多孔轻质浮板底部固定有围隔膜，耐水多孔轻质浮板底部还悬挂有多组悬挂式微生物载体，微生物载体底部连接有种植袋，围隔膜底部设有多颗坠子，坠子之间为间隔分布。该围隔可实现不同水质区域或处理区域水体彼此隔离但又能进行两侧交换，并具有较强的生态净化效果和观赏价值，装置中的挺水植物、功能微生物、小型水生动物及沉水植物等形成了不同食物链环节共同构成的完整生态净化系统，可避免在大面积水体生态治理工程实施过程中难以分段实施时带来的水体频繁交换及水生生物的干扰。

Description

一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔

技术领域

本实用新型涉及一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，属于生态净化围隔技术领域。

背景技术

湖泊、江河是我们赖以生存的水资源所在，但是由于工业的迅速发展和城市化规模的扩张，大量的工业和生活污水排入水体中，使得湖泊和江河水体富营养化程度严重，进而造成诸如蓝藻水华、鱼类死亡等一系列的生态环境问题。在近20年中水质急剧下降，绝大多数河流水质属劣Ⅴ类，水质污染和生态退化问题十分突出，还原性有机污染物和氮、磷营养盐含量居高不下，甚至出现了常年性水体黑臭现象。这不仅阻碍着经济社会的可持续发展，还严重影响了沿岸居民的健康和生活。消除河道的黑臭现象、恢复河道的生态功能成为社会可持续发展过程中的关键任务之一。

目前国内外处理水体富营养化的措施主要分为三类：物理、化学和生态修复。物理和化学的方法不仅需要耗费大量的人力和物力，而且会给水体环境造成更为严重的副作用。所以依靠生态系统的自我调节能力与自我净化能力使其向有序的方向进行演化的生态修复受到广大生态学者和专家的一致认可。鉴于上述背景，针对城镇及农村沿河两岸生活污水、农田废水通过排污口直排入河、截污不彻底、污水流量大的黑臭河道生态治理工程。然而水体环境是一个非常复杂的生态系统，要通过生态修复的方法达到预期的效果，则需要一系列的科学实验为前提，在生态修复工程中，在修复区域内的各功能分区之间以及修复区域与相邻水体间，往往需要围隔装置，用于拦截水面漂浮物和藻类，并防止野杂鱼进入修复系统或是防止修复区生物进入自然水体等。

在湖泊和江河中建造原位生态净化围隔成为实施生态修复实验最理想的方法，而目前许多围隔的建造存在较大的缺陷，比如有些围隔与水体底泥相连没有任何缝隙，从而无法达到实现水体自由交换的效果，水体长期得不到交换容易发生水质变坏的现象；有些则没有考虑到抗风浪性，导致生态治理工程实施不完全就已经出现围隔塌陷；有些生态围隔上端虽有浮条基质且种植有水生植物但由于其上没有相对完整的生物链，不能够实现围隔上附着的藻类等悬浮物的净化。由于没有完整的生物链所以围隔的使用寿命不长且影响美观。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔。该围隔可实现不同水质区域或处理区域水体彼此隔离但又能进行两侧交换，并具有较强的生态净化效果和观赏价值，装置中的挺水植物、功能微生物、小型水生动物及沉水植物等形成了不同食物链环节共同构成的完整生态净化系统，可避免在大面积水体生态治理工程实施过程中难以分段实施时带来的水体频繁交换及水生生物的干扰，在显著提高治理效果的同时明显降低工程成本。

本实用新型的技术方案：一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，包括有耐水多孔轻质浮板，耐水多孔轻质浮板上放置筛网，筛网上放置有轻型基质，耐水多孔轻质浮板底部固定有围隔膜，耐水多孔轻质浮板底部还悬挂有多组悬挂式微生物载体，微生物载体底部连接有种植袋，围隔膜底部设有多颗坠子，坠子之间为间隔分布。

前述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔中，所述耐水多孔轻质浮板周边设有边框。

前述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔中，所述悬挂式微生物载体固定在耐水多孔轻质浮板底部的固定钩上，围隔膜两侧的耐水多孔轻质浮板上均设有固定钩。

前述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔中，所述耐水多孔轻质浮板两侧均设有牵绳。

前述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔中，所述围隔膜顶部通过预设于耐水多孔轻质浮板底部的凹型或C型槽及压条构成的固膜组件与耐水多孔轻质浮板底部连接。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比较，本实用新型提供的一种实现不同水质区域或处理区域水体彼此隔离但又能进行两侧交换的具有较强生态净化效果的柔性导水围隔，使得围隔两边的水体实现有效隔离、水位自动平衡的同时，达到了具有一定生态净化效果和观赏价值的作用，围隔上方生态浮床中的水生植物与功能微生物之间的耦合作用及浮床下方两侧的立体微生物载体与生态种植袋中的小型水生动物及水生植物和微生物构成了完整的生态净化系统，可实现充分利用水上生态浮床植物吸收与微生物降解、水中悬挂高比表面载体负载微生物膜降解转化及水下植生袋中沉水植物吸收转化与光合放氧净化的综合效果，同时避免了大面积水体生态治理工程实施过程中分段实施时带来的水体交换及水生生物的干扰，显著提高了治理效果的同时明显降低了工程成本。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为附图1的侧面结构示意图；

附图3为附图1的俯视结构示意图；

附图标记：1-耐水轻质浮板，2-筛网，3-边框，4-轻型基质，5-功能微生物，6-挺水植物，7-固膜组件，8-围隔膜，9-坠子，10-牵绳，11-固定钩，12-悬挂式微生物载体，13-种植袋，14-沉水植物，15-小型水生动物。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

本实用新型的实施例：一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，如附图1-3所示，包括有耐水多孔轻质浮板1，耐水多孔轻质浮板1上的植物根系生长孔上放置孔径小于轻型基质4的筛网2，筛网2上面覆盖有轻型基质4，轻型基质4可为活性炭、珍珠岩、蛭石、陶粒、碳酸盐岩颗粒等其中一种或几种混合物，轻型基质4上用于种植挺水植物6，挺水植物6可为美人蕉、风车草、香蒲等一种或几种，并引入功能微生物5，功能微生物5可为厌氧微生物、好氧微生物或兼性好氧微生物。耐水多孔轻质浮板1底部固定有围隔膜8，围隔膜8下方设置有可让围隔垂直下沉的坠子9，坠子9之间为间隔分布，在坠子9与围隔膜8及所围区域下端留有一定空隙，以实现围隔膜8两侧水体可经由此处进行自由交换实现水位平衡；耐水多孔轻质浮板1底部还悬挂有多组悬挂式微生物载体12，悬挂式微生物载体12，为弹性填料制成，微生物载体12底部连接有种植袋13。该种植袋13用于种植沉水植物14和饲养小型水生动物15如螺类和贝类。轻型基质4上种植有挺水植物6，挺水植物6根系可通过耐水多孔轻质浮板1上的孔状结构及筛网2吸收水分，利用挺水植物6光合作用吸收漂浮于水面的悬浮物及营养物质，挺水植物6的凋落物等生长代谢废弃物又可被功能微生物5分解利用产生供挺水植物6生长的有利营养物质，形成具有水体净化、美观的多功能生态浮床。该生态净化围隔上端被围水面周围有大量的悬浮物及藻类大量蔓延时，耐水多孔轻质浮板1上的功能微生物5及挺水植物6可对其进行拦截吸收后代谢分解，达到去除水中悬浮物、防止水体恶化、改善水体美观的效果。该围隔放置于水体中时，围隔水位线位于轻型基质4的1/2～1/3处，有效的防止了绿藻的着生堵塞轻型基质4或腐烂恶化水质、杜绝蚊蝇在轻型基质4上方水体中产卵，同时该设计条件有利于好氧微生物、厌氧微生物集兼性微生物等多种微生物在不同水位基质中的共存。结合水上生态浮床构建的技术在轻型基质4上种植挺水植物6，套种可适应四季变化的挺水植物6，例如冬绿植物杂交酸模、羊蹄、水芹、黄菖蒲中的一种或几种，常规湿地植物美人蕉、水竹、风车草、香蒲中的一种或几种。使得四季都具有较好的观赏效果。杂交酸模、羊蹄、水芹以及黄菖蒲等冬绿植物具有高耗肥和耗水的特点，在零下5℃左右的低温天气仍能长势良好，因此其根系可吸收部分水体周边含高N、P的污染物质作为自身营养，消耗水体中的含N、P的有机质使水质得到净化。

耐水多孔轻质浮板1底部的悬挂式微生物载体12，能够吸附水中的微生物膜，被吸附的微生物膜可以吸收和净化水中悬浮物，同时该悬挂式微生物载体12不需要光照和充足的氧气，即可有效的实现耐水多孔轻质浮板1上端挺水植物6及功能微生物5联合净化结构与下端沉水植物14净化系统的过渡。

种植袋13内种植有沉水植物14，如苦草、黑藻，并在种植袋13中引入的小型水生动物15，两者可实现联合有效的净化并吸收转化少量漂浮的底泥，以及围隔下部水体中有机污染物和离子态污染物。

该围隔在设置时可选择多个围隔的平行设置，经过多级的生态净化围隔可有效隔离水生生物和达到分区域、分时段的水体生态净化工程的实施。

所述耐水多孔轻质浮板1周边设有边框3，边框3用于将轻型基质4包围住，避免其掉落。

所述悬挂式微生物载体12固定在耐水多孔轻质浮板1底部的固定钩11上，围隔膜8两侧的耐水多孔轻质浮板1上均设有固定钩11。

所述耐水多孔轻质浮板1两侧均设有牵绳10。围隔的围隔膜8、围隔膜8上部耐水轻质浮板1以上部分、悬挂式微生物载体12、种植袋13通过可调节牵绳10长度的牵绳固膜组件固定，有效的保证了围隔的稳定性、可调节性。同时通过可调节牵绳10调节围隔的宽度及覆盖面积。

所述围隔膜8顶部通过预设于耐水多孔轻质浮板1底部的凹型或C型槽及压条构成的固膜组件7与耐水多孔轻质浮板1底部连接。

该生态净水围隔实施的具体步骤如下：首先，测量水体的最大深度和所需隔离的水体宽度及深度，并依据水深和水体宽度及深度加工足够长度和宽度的耐水轻质浮板1和围隔膜8，围隔膜8的长度选择大于被隔水域宽度约30cm，便于丰水期调整围隔的长度，固定围隔的牵绳10固膜组件材料选用带皮桃木，具有防止腐化作用。耐水轻质浮板1选择韧性较好、不吸水、不易变形、无毒无害、遇水不发生化学性质的改变、浮力足够大、强度较大的材料作为加工浮条的首选。

其次，选择有一定机械强度、密实、透气透水性好，不影响水生植物正常生长的材质作为轻型基质4。其中，轻型基质4的宽度可根据需要加工，但小于耐水轻质浮板1的宽度约1-2cm，轻型基质4可选择由活性碳、珍珠岩、蛭石、陶粒、碳酸盐岩颗粒等其中一种或几种混合物组成且厚度保持在3-5cm最佳。

再次，选择套种水生、喜肥耐富营养、有一定污水净化效果的常规水生植物或生长在本土的适宜物种中的一种或几种，引入少量的功能微生物5(好氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧性微生物)构建围隔上端生态浮床系统。

再次，设计围隔水位线位于轻型基质4的2/3处，有效的防止了绿藻的着生阻碍挺水植物6的生长及蚊蝇在轻型基质4上产卵，同时该设计条件有利于多种微生物的共存。

随后选择悬挂式微生物载体12材料需选择孔隙大、外缘光滑、质轻的多孔弹性材料，将其成一定比例悬挂于耐水轻质浮板1底部的固定钩11结构上。

接着选择种植袋13，种植袋13需选择质轻、不易破碎的材料，将其与悬挂式微生物载体12材料结构连接，并装入少量的基质将沉水植物14固定，同时在种植袋13中引入少量的小型水生动物15，如螺类、贝类。

最后，在含有营养物质的轻型基质4上栽种筛选好的套种植物种苗，种苗事先培养于周边池塘、河流湖泊等构筑物内。将培养好的基质植物幼苗单元在需要建造的生态围隔两侧现场组装固定。

本实用新型对贵州大学阅湖治理工程的实施和开展过程的分阶段治理起到了很好的效果。可以通过下述实验结果加以验证。

建立一种实现水体自由交换的柔性生态净化导水围隔。该围隔长度34m,深度1m,宽度0.5m，阅湖所需隔离水深0.7m,阅湖底部呈两边浅中间深的不规则形。轻质多孔基质上部搭配种植美人蕉、风车草、酸模、香蒲、再力花等和引入功能微生物5，浮条至围隔膜8中部为悬挂式微生物载体12弹性结构，悬挂式微生物载体12下部用种植袋13搭配种植苦草、黑藻等，采用1份活性碳加2份陶粒加3份碳酸盐岩颗粒作为轻型基质4，进水为学校少量的生活污水和花溪支流水，测定4-5月围隔效果，生态围隔效果见表1，表1实现水体自由交换的柔性生态净化导水围隔的净化效果。

表1实验记录表

由表1看出，系统在4-5月这段时期内，对阅湖水体围隔处理水质COD和透明度有非常好的净化效果，同时溶解氧也得到一定程度的提高，效果较好时，水体能见度在0.5-0.6m。

根据上述说明书的揭示和指导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对该生态围隔技术实施方案进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (5)

1.一种实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，其特征在于：包括有耐水多孔轻质浮板(1)，耐水多孔轻质浮板(1)上放置筛网(2)，筛网(2)上放置有轻型基质(4)，耐水多孔轻质浮板(1)底部固定有围隔膜(8)，耐水多孔轻质浮板(1)底部还悬挂有多组悬挂式微生物载体(12)，微生物载体(12)底部连接有种植袋(13)，围隔膜(8)底部设有多颗坠子(9)，坠子(9)之间为间隔分布。

2.根据权利要求1所述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，其特征在于：所述耐水多孔轻质浮板(1)周边设有边框(3)。

3.根据权利要求1所述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，其特征在于：所述悬挂式微生物载体(12)固定在耐水多孔轻质浮板(1)底部的固定钩(11)上，围隔膜(8)两侧的耐水多孔轻质浮板(1)上均设有固定钩(11)。

4.根据权利要求1所述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，其特征在于：所述耐水多孔轻质浮板(1)两侧均设有牵绳(10)。

5.根据权利要求1所述的实现水体隔离和定向交换的柔性生态净化围隔，其特征在于：所述围隔膜(8)顶部通过预设于耐水多孔轻质浮板(1)底部的凹型或C型槽及压条构成的固膜组件(7)与耐水多孔轻质浮板(1)底部连接。