CN214115070U - 一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，属于水体修复技术领域。技术方案是：所述浮体为正方形，四角上设置连接孔（9），框架纵横交错形成多个正方形网格，每个网格内放置一块浮体，浮体（2）四角上的连接孔（9）通过连接件与框架拼装在一起，多块浮体分别拼装在各自的正方形网格内，整体构成一个大面积的组合浮岛。本实用新型充分利用微晶发泡材料的特点，可以保证生态浮岛强度；采用创新结构使得生态浮岛的上表面不会浸泡于水中，并可以任意扩大生态浮岛面积，便于机械化操作、种植植物和开展旅游观光服务，可以在工厂内标准化生产现场组装，便于推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，适用于湖泊、水库、河道、海湾等封闭水域大规模水体修复，属于水体修复技术领域。
背景技术
生态浮岛，又称人工浮床、生态浮床等。生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛。浮岛一般由结构、浮体、基垫、固定装置等组成。已有技术的生态浮岛存在如下问题：
1、制作生态浮岛的材料有明显缺陷；常用材质为发泡塑料，虽然具有造价低，制造工艺简单等优点，但强度不足，且泡沫本身属于白色污染，对水体及周围环境造成二次伤害；
2、生态浮岛的结构不合理；现有生态浮岛的上表面几乎与水面平齐，使得生态浮岛的上表面经常被浸泡于水中，不但给日常管理带来不便，而且难以推行机械化操作，生态浮岛栽培植物不能大面积推广，人工操作不能满足需要，限制生态浮岛发展；
3、生态浮岛制作施工周期长；多数的生态浮岛都是采用现场制作及现场种植的模式，大面积制作施工周期较长，不能进行标准化模块化生产制作；
4、生态浮岛面积比较小；已有技术生态浮岛只能在小面积的河湖中使用，难以对较大的河湖进行生态修复；由于面积比较小，不但不利于进行机械化作业，还影响生态浮岛进行旅游观光开发，种植的水生植物及水生蔬菜也难以抵抗极端的大风、大雨及大浪；
5、现有生态浮岛栽培不易进行标准化推广应用；不同的湖泊河流，其富营养化水平不同，水流、温度、风速、水体波动等都各不相同，需要相应的浮岛设计组合和浮岛植物种类搭配，很难进行标准化、模块化推广应用。
6、现有生态浮岛难以过冬；生态浮岛上的植物大多数不能过冬，尤其在冬季天气较冷的北方地区，需要在第二年春天重新种植。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，将基于微晶发泡材料用于建设立体复式生态浮岛，增强生态浮岛强度；采用创新结构使得生态浮岛的上表面不会浸泡于水中，并可以任意扩大生态浮岛面积，便于机械化操作和开展旅游观光服务，可以在工厂内标准化生产现场组装，便于推广应用，解决已有技术中存在的上述问题。
本实用新型的技术方案是：
一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，包含浮体、曝气鼓风机、生物填料、箱体、框架和太阳能光伏发电装置，所述浮体为正方形，四角上设置连接孔，框架纵横交错形成多个正方形网格，每个网格内放置一块浮体，浮体四角上的连接孔通过连接件与框架拼装在一起，多块浮体分别拼装在各自的正方形网格内，整体构成一个大面积的组合浮岛；组合浮岛的下面设置多个箱体，所述箱体包括封闭箱体和半封闭结构的箱体，增加组合浮岛的浮力，使组合浮岛的上平面不会浸泡于水中；所述浮体、框架和箱体均采用微晶发泡材料制成；所述半封闭结构的箱体除了增加浮力外还作为曝气池使用；作为曝气池的箱体内填充生物填料，在组合浮岛上设置曝气鼓风机和太阳能光伏发电装置，太阳能光伏发电装置为曝气鼓风机供电，曝气鼓风机利用太阳能光伏发电装置的电能为组合浮岛下面作为曝气池的箱体内补充氧气；所述组合浮岛的上表面设置旅游观光通道；浮体上设置多个种植孔和种植槽，种植孔内设置穿孔花盆，穿孔花盆内种植挺水植物，种植槽下面悬挂生态水草。
本实用新型专利最重要的创新点主要有以下三点：
1、多个正方形的浮体和框架一起拼接成大面积的组合浮岛，并采用封闭箱体和半封闭箱体位于组合浮岛下方，利用阿基米德原理，增加组合浮岛的浮力，使组合浮岛的上平面不会浸泡于水中，为机械化作业、旅游观光创造必要的条件。
2、浮体、框架和箱体均采用微晶发泡材料制成，本实用新型开发了微晶发泡材料在水体修复技术领域的新用途，充分发挥微晶发泡材料的固有特性，使得箱体、框架、浮体构成的组合浮岛强度及性能满足要求，可以任意增加浮岛面积，制成符合强度要求的超大面积组合浮岛。
3、在工厂里面制作浮体、框架和箱体，运到现场进行组装，可以标准化、模块化进行大规模生产；采用整张的微晶发泡板制作单个浮体，单个的浮体面积可以尽量大，可极大地节省人工和制造工序，降低制作难度，节约时间和人力物力；此组合浮岛整体结构可抗击大风、大浪。
所述连接件为绳索、链锁和卡扣等。
所述穿孔花盆上方设置暖棚，在冬季来临时，在挺水植物上面搭建暖棚以保证挺水植物渡过严寒。
所述组合浮岛在水中定位包含如下方式：1、所述组合浮岛的浮体通过地锚固定在水面中部；2、所述组合浮岛的浮体通过固定桩固定在水面中部；3、所述组合浮岛的浮体通过重物固定在水面中部。
所述生物填料可用斜管填料或其他轻质填料过滤水体。
所述微晶发泡材料为微晶发泡板材。
所述微晶发泡材料为公知的市售产品。
所述立体复式生态浮岛为组合浮岛，由多个浮体、框架和箱体拼装而成，浮体按需用面积用整张微晶发泡板材加工制作，可极大地节省人工和制造工序，降低制作难度，节约时间和人力物力；在工厂内将浮体、框架和箱体单独制作，运输到需要处理的水体，现场组装成组合浮岛。
本实用新型的有益效果是：本实用新型将基于微晶发泡材料用于建设生态浮岛，充分利用微晶发泡材料的特点，可以保证生态浮岛强度，微晶发泡板材的抗冲击性能、抗压和抗拉强度等级完全能满足生态浮岛的要求；采用创新结构使得生态浮岛的上表面不会浸泡于水中，并可以任意扩大生态浮岛面积，便于机械化操作、种植植物和开展旅游观光服务，可以在工厂内标准化生产现场组装，便于推广应用，本实用新型极大的节省人工和制造工序，降低制作难度，节约时间和人力物力。
附图说明
图1为本实用新型实施例整体示意图；
图2为本实用新型浮体结构示意图；
图3为本实用新型浮体采用地锚固定示意图；
图4为本实用新型浮体采用固定桩固定示意图；
图5为本实用新型浮体采用重物固定示意图；
图中：挺水植物1、浮体2、穿孔花盆3、生态水草4、曝气鼓风机5、生物填料6、箱体7、太阳能光伏发电装置8、连接孔9、种植孔10、重物11、固定桩12、地锚13、种植槽14。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，包含浮体2、曝气鼓风机5、生物填料6、箱体7、框架和太阳能光伏发电装置8，所述浮体为正方形，四角上设置连接孔9，框架纵横交错形成多个正方形网格，每个网格内放置一块浮体，浮体2四角上的连接孔9通过连接件与框架拼装在一起，多块浮体分别拼装在各自的正方形网格内，整体构成一个大面积的组合浮岛；组合浮岛的下面设置多个箱体7，所述箱体包括封闭箱体和半封闭结构的箱体7，增加组合浮岛的浮力，使组合浮岛的上平面不会浸泡于水中；所述浮体、框架和箱体均采用微晶发泡材料制成；所述半封闭结构的箱体7除了增加浮力外还作为曝气池使用；作为曝气池的箱体内填充生物填料6，在组合浮岛上设置曝气鼓风机5和太阳能光伏发电装置8，太阳能光伏发电装置8为曝气鼓风机5供电，曝气鼓风机5利用太阳能光伏发电装置8的电能为组合浮岛下面作为曝气池的箱体内补充氧气；所述组合浮岛的上表面设置旅游观光通道；浮体2上设置多个种植孔10和种植槽14，种植孔内设置穿孔花盆3，穿孔花盆3内种植挺水植物1，种植槽14下面悬挂生态水草4。
所述组合浮岛下面的箱体留出进水口和出水口；所述箱体可以用做沉淀池、曝气池或其他环保池体。
所述连接件为绳索、链锁和卡扣等。
所述穿孔花盆3上方设置暖棚，在冬季来临时，在挺水植物上面搭建暖棚以保证挺水植物渡过严寒。
所述生物填料可用斜管填料或其他轻质填料过滤水体。
所述微晶发泡材料为微晶发泡板材。
所述微晶发泡材料为公知的市售产品。
所述立体复式生态浮岛为组合浮岛，由多个浮体、框架和箱体拼装而成，浮体按需用面积用整张微晶发泡板材加工制作，可极大地节省人工和制造工序，降低制作难度，节约时间和人力物力；在工厂内将浮体、框架和箱体单独制作，运输到需要处理的水体，现场组装成组合浮岛。
所述微晶发泡板材是利用尾矿废弃物烧制的微晶发泡系列产品，均经过1180摄氏度以上高温烧结而成，具有陶瓷的固有特性，拥有永久的使用功能，与建筑寿命等长，非人为破坏或大型的自然灾害，材料不开裂，基本不需要定期维护,因此其所有物理性能都能经得起时间的验证，永不改变。微晶发泡材料的体积密度280-460kg/m³。
本实用新型用微晶发泡板材制作浮体，微晶发泡材料的抗拉强度和抗冲击性能优于数倍发泡塑料，可大面积使用。微晶发泡板材具有岩棉的保温性能，且吸水率低；抗压强度、抗拉强度和抗风性能优；施工方便，不会对施工者身体造成损伤
在需要修复的水体内设置上述立体复式生态浮岛，具有如下功能：
①修复污染水体：在组合浮岛的浮体下面设置半封闭的箱体，箱体内根据水体污染程度加入生物填料，箱体设有进水口和出水口；所述箱体作为沉淀池和曝气池使用，具有组合曝气充氧功能，还配套漂浮装置、动力装置及在线监控系统，对水体进行修复；
②旅游观光：由于采用微晶发泡板材制作浮体、框架和箱体，组合浮岛的强度和面积都大幅增加，同时，组合浮岛的上平面不会浸泡于水中，在方便维修的同时，组合浮岛的上表面设置旅游观光通道，供游人参观游玩，体验生态科学和岛屿风情；
③种植植物：组合浮岛的浮体2上设置多个种植孔10和种植槽14，种植孔内设置穿孔花盆3，穿孔花盆3内种植挺水植物1，种植槽14下面悬挂生态水草4；微晶发泡板材具有岩棉的保温性能，且吸水率低；抗压强度、抗拉强度和抗风性能优；穿孔花盆3上方设置暖棚，在冬季来临时，在挺水植物上面搭建暖棚以保证挺水植物渡过严寒，解决生态浮岛上的植物不能过冬、需要在第二年春天重新种植的问题。
所述组合浮岛在水中定位包含如下方式：1、浮体通过地锚固定在水面中部，参照附图3；2、浮体通过固定桩固定在水面中部，参照附图4；3、浮体通过重物固定在水面中部，参照附图5。
在实施例中，使用国内某公司生产的微晶发泡板材建设立体复式生态浮岛。
表1-实施例中使用的微晶发泡板材性能指标检测数据表
表2-微晶发泡保温板与岩棉性能对比
由以上两表可以看出，实施例使用材料制成的产品具有防火、保温、阻燃、强度高、抗老化、吸水率低、抗冻融、性能稳定等优点，是一种绿色、环保、节能与建筑物同寿命的无机材料。
实施例的具体实施方式如下：
具体步骤如下：
①用整块正方形的微晶发泡板制作浮体，微晶发泡板的边长为2米，单个的浮体面积为4平方米，是已有技术常规浮体的30倍。正方形的微晶发泡板四角打连接孔9，微晶发泡板的上表面加工出多个种植槽4和种植孔10；制作框架，制作箱体，所述框架和箱体采用微晶发泡板制作；
②在需要修复的水体上，将150个浮体与框架拼装在一起，浮体2四角上的连接孔9通过绳索与框架拼装在一起，多块浮体分别拼装在各自的正方形网格内，整体构成面积大于600平方米的组合浮岛；
③在组合浮岛下面设置四个封闭箱体和九个半封闭结构的箱体7，增加浮力，使组合浮岛上平面不会浸泡于水中；同时，半封闭结构的箱体7同时作为曝气池，箱体内填充生物填料6，在组合浮岛上设置曝气鼓风机5和太阳能光伏发电装置8，太阳能光伏发电装置8为曝气鼓风机5供电，曝气鼓风机5利用太阳能光伏发电装置8的电能为组合浮岛下面作为曝气池的箱体内补充氧气；
④所述组合浮岛上的种植孔内设置穿孔花盆3，穿孔花盆3内种植挺水植物1，种植槽14下面悬挂生态水草4；微晶发泡板材具有岩棉的保温性能，且吸水率低；抗压强度、抗拉强度和抗风性能优；穿孔花盆3上方设置暖棚，在冬季来临时，在挺水植物上面搭建暖棚以保证挺水植物渡过严寒，解决生态浮岛上的植物不能过冬、需要在第二年春天重新种植的问题。
⑤将组合浮岛用绳索固定在岸边或与水下固定，用于避免各个浮体单元不会因彼此碰撞而散架，并保证框架不被风浪带走。微晶发泡板材经过加工后仍能保证有优良的抗拉强度和抗冲击性能，故此生态浮岛可以大面积推广。
⑥所述组合浮岛的上表面设置旅游观光通道，供游人参观休闲；
已有技术常见的生态浮岛框架，多用泡沫塑料制作，由于泡沫塑料的抗拉强度等力学性能低，故只能小面积试验试范种植，不能大面积推广。本实用新型用微晶发泡板材制作浮体，微晶发泡材料的抗拉强度和抗冲击性能优于数倍发泡塑料，可大面积使用。在组合浮岛的框架上留出参观和维护的可供人停留的区域。
微晶发泡板材具有岩棉的保温性能，且吸水率低；抗压强度、抗拉强度和抗风性能优；施工方便，不会对身体造成损伤。可在需要抗击北方冬季严寒的植物周围用微晶发泡板材做保温防护。
本实用新型的组合浮岛为立体复式生态浮岛，除了组合曝气充氧等功能，还可配套漂浮装置、动力装置及在线监控系统，集微生物的原位激活、培养扩繁、水体复氧、推流搅拌、底泥消解等多种功能于一体。
组合浮岛为宽阔的河床搭建了绿色的水上世界，多功能浮床整齐的排列在河面上，上面种着绿色的植物，发达的根系深入水底吸收了水中多余的养分，防止赤潮等现象的发生，让水中的氧气含量得到提升，同时为鱼类提供了栖息的环境，丰富了水底的生态系统。
Claims (4)
1.一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，其特征在于：包含浮体（2）、曝气鼓风机（5）、生物填料（6）、箱体（7）、框架和太阳能光伏发电装置（8），所述浮体为正方形，四角上设置连接孔（9），框架纵横交错形成多个正方形网格，每个网格内放置一块浮体，浮体（2）四角上的连接孔（9）通过连接件与框架拼装在一起，多块浮体分别拼装在各自的正方形网格内，整体构成一个大面积的组合浮岛；组合浮岛的下面设置多个箱体（7），所述箱体包括封闭箱体和半封闭结构的箱体（7）；所述浮体、框架和箱体均采用微晶发泡材料制成；所述半封闭结构的箱体（7）除了增加浮力外还作为曝气池使用；作为曝气池的箱体内填充生物填料（6），在组合浮岛上设置曝气鼓风机（5）和太阳能光伏发电装置（8），太阳能光伏发电装置（8）为曝气鼓风机（5）供电，曝气鼓风机（5）利用太阳能光伏发电装置（8）的电能为组合浮岛下面作为曝气池的箱体内补充氧气；所述组合浮岛的上表面设置旅游观光通道；浮体（2）上设置多个种植孔（10）和种植槽（14），种植孔内设置穿孔花盆（3），穿孔花盆（3）内种植挺水植物（1），种植槽（14）下面悬挂生态水草（4）。
2.根据权利要求1所述的一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，其特征在于：所述组合浮岛的浮体通过地锚固定在水面中部。
3.根据权利要求1所述的一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，其特征在于：所述组合浮岛的浮体通过固定桩固定在水面中部。
4.根据权利要求1所述的一种基于微晶发泡板材制作的立体复式生态浮岛，其特征在于：所述组合浮岛的浮体通过重物固定在水面中部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A three-dimensional complex ecological floating island based on microcrystalline foam board Effective date of registration: 20220901 Granted publication date: 20210903 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Tangshan City Jianshe Road branch Pledgor: HEBEI GREEN-DREAM ENVIRONMENTAL SCIENCE& TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022990000589 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231017 Granted publication date: 20210903 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Tangshan City Jianshe Road branch Pledgor: HEBEI GREEN-DREAM ENVIRONMENTAL SCIENCE& TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022990000589 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |