CN217297447U - 一种复合型生态浮岛 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种复合型生态浮岛，包括：浮台单元，所述浮台单元设有第一镂空区、及环绕所述第一镂空区分布的多个第二镂空区，所述第一镂空区上放置有净水盆栽，所述第二镂空区挂接有微生物载体，且所述微生物载体没入水中，多个所述浮台单元拼接形成浮床；纳米曝气装置，包括设于浮床上的气泵及与所述气泵连通的多个曝气管，每个所述浮台单元的第一镂空区底部均设有所述曝气管，且所述曝气管没入水中；太阳能装置，设于浮床上，为所述气泵供电。本实用新型在太阳能曝气生态浮岛的基础上，实现水体净化与生态修复效率的提高与结构优化的兼顾，同时小型化单一浮岛，满足不同水域的空间布局需求。

Description

一种复合型生态浮岛

技术领域

本实用新型涉及水生态修复治理与自然水体污水净化领域，特别是涉及一种无人值守的低碳节能复合型生态浮岛。

背景技术

目前水生态修复及治理技术主要分为物理、化学和生物修复三大类。其中物理修复主要包括截污、引水冲污、底泥清除以及曝气等手段，其优点主要为短期见效快，但存在人工及耗费巨大的问题，同时也会破坏河湖原始的生态环境，无法从根本上解决污染源头；化学修复方法主要通过添加化学试剂来对污染物进行氧化反应或富集沉淀污染物，其优点主要为操作简单，短期见效快，但存在化学试剂二次污染的问题；生物生态修复方法利用植物以及微生物来对河湖污染进行治理，主要包括生态浮岛、人工湿地以及生物膜技术等，其优点主要为成本低、维护简单、能够保护河湖原生生态系统，但存在治理速度较前两者慢的缺点。

生态浮岛样式根据应用空间其形状可以设置为三角形、方形以及圆形等，其结构主要包括载体、固定装置及着生的挺水植物，其利用植物生长时根系及根系周围富集的微生物来吸收河湖水体中的氮磷等过量营养物质和其他污染物质来净化水体，提高水体自净能力。同时挺水植物发达的根系能为鱼类提供适宜的生存环境，而茎叶等能为河湖上的野生鸟类提供合适的栖息地，能保护水生生物多样性以及加强水生生态系统的自我修复能力。最后，生态浮岛上着生的挺水植物往往能起到美化景观的作用，能够加强河湖区居民的亲水性。

目前的生态浮岛技术根据功能及应用侧重方向的不同而分为各式各样，依据其功能可分为作为景观观赏的干式浮岛以及作为生态修复的湿式浮岛；而按照实用功能分类可分为消浪型、水质净化型和提供栖息地型；而目前市场上的生态浮岛根据实际需求可分为单一种植类型、混合植物种植类型、生物膜作用增强型、生态系统互动性加强型以及曝气型生态浮岛，能满足不同河湖水体的水体及生态修复需求。对于水生态修复技术而言，物理方法与化学方法存在人力资源投入巨大或者存在二次污染的可能；生物生态修复方法以生态浮岛为例，存在如下几方面的缺点：1、在水流相对静止的湖泊等地，水体溶氧及温度过低时极大影响浮岛生态修复效率；2、大型浮岛安置较为复杂，且对其所种植挺水植物维护较为困难，当植株腐烂时极易造成所吸附的污染物质沉淀造成更严重的污染；3、无曝气装置的浮岛受限于水体溶氧浓度，根系吸附的微生物分解能力较弱，导致水体净化能力较弱；4、非太阳能曝气生态浮岛将需要提供额外电源，加大能源消耗，提高碳排放。

目前为了解决上述问题，多采用一体式太阳能曝气浮岛。一体式太阳能曝气浮岛主要由太阳能电池组件、曝气机及控制器、浮岛及填料等组成，是一种适用于水体治理的低能耗鼓风曝气设备及水体循环设备，无需安装机房，现场安装即装即用，采用太阳能供电，具有运行管理费用低、运行噪音低等特征，曝气装置能形成垂直上升流，控制污泥和沉积物的积累，激活水中微生物活性，提升水体自净能力，同时浮岛曝气一体化，形成一定景观效果。但一体式太阳能曝气浮岛由于挂载了太阳能组件，部分空间被占用，导致单位空间植株密度减小，生态修复能力被削弱，且为实现其水体生态环境修复效果，往往单一浮岛占地较大，在部分狭窄河流或小型池塘或者湖泊往往不适用。

实用新型内容

本实用新型为了解决传统生态浮岛效率与结构优化无法兼顾的问题，提供一种复合型生态浮岛，在太阳能曝气生态浮岛的基础上，实现水体净化与生态修复效率的提高与结构优化的兼顾，同时小型化单一浮岛，满足不同水域的空间布局需求。

本实用新型的技术方案如下：

一种复合型生态浮岛，包括：

浮台单元，所述浮台单元设有第一镂空区、及环绕所述第一镂空区分布的多个第二镂空区，所述第一镂空区上放置有净水盆栽，所述第二镂空区挂接有微生物载体，且所述微生物载体没入水中，多个所述浮台单元拼接形成浮床；

纳米曝气装置，包括设于浮床上的气泵及与所述气泵连通的多个曝气管，每个所述浮台单元的第一镂空区底部均设有所述曝气管，且所述曝气管没入水中；

太阳能装置，设于浮床上，为所述气泵供电。

本实用新型将多个浮台单元拼接形成浮床，可根据水域空间需求选择一定数量的浮台单元进行拼接，组合成所需要的生态浮床，拆装方便，以满足不同水域的空间布局需求；并且在浮台单元的第一镂空区中放置净水盆栽，盆栽种植的是挺水植物，兼顾美观、净水效率与生态效益综合选取，可实现净水及生态修复；同时在第一镂空区四周的第二镂空区提供微生物载体挂载空间，用于挂载微生物载体，使微生物在其上进行挂膜形成生物膜，可加强生态浮岛的水体净污能力，提高水体自净能力，是生态浮岛水体净化效率的有力保障，能实现水生生态系统的修复。而本实用新型中的纳米曝气装置提高生态浮岛附近的水中溶解氧浓度，提高植株根系吸收能力以及富集在根系的微生物的转化能力，同时也为挂载的生物膜上的除污微生物提供更适宜的生存环境；太阳能装置则为曝气装置提供能源，减少碳排放，减少人工维护次数。本实用新型的整个生态浮岛解决传统生态浮岛效率与结构优化无法兼顾的问题。

进一步，所述微生物载体采用玄武岩纤维材质。

选用微生物更容易挂膜的玄武岩纤维作为微生物载体，可根据水深裁剪生物膜长度。其能极大的加强生态浮岛的水体净污能力，提高水体自净能力，是生态浮岛水体净化效率的有力保障，能实现水生生态系统的修复，增强了生态修复能力。同时玄武岩纤维在使用后容易回收，不会使附着污染物和微生物二次沉淀造成更大污染。

进一步，所述微生物载体包括主杆及沿所述主杆环绕分布的多个支杆，多个所述支杆形成多层伞形结构。

在一个主杆上形成多层伞形的结构，增大散开的面积，以便更多的微生物能在支杆上进行挂膜形成生物膜，增强生物膜的净化效果和效率，进一步加强生态修复能力。

进一步，所述浮台单元为方形，四个边角处均设有带螺孔的凸台，相邻的两个所述浮台单元的拼接侧的两个所述凸台重叠对接，以使螺孔对准，并利用螺栓锁紧，实现多个所述浮台单元拼接形成浮床。

此处采用的浮台单元为方形，通过四个边角处的凸台相互搭接后，利用螺栓穿过螺孔进行连接，以使相邻的两个浮台单元进行拼接，通过此种方式，使多个浮台单元拼接形成所需的形状组合，适应不同的水域空间。同时，浮台单元并不限定于方型，可为圆形或其它不规则形状，相互之间的拼接方式也依据形状的不同作出改变，可以为插接或卡接等可拆卸连接方式，最终目的均为为了多个单元拼接形成水域空间所需的形状组合，以实现结构的优化。

进一步，所述第一镂空区设于所述浮台单元的中心，四个所述第二镂空区环绕分布在所述第一镂空区的四个方位。

环绕式的四分位布置，可使在第二镂空区挂载的微生物载体上形成的生物膜分布在四周，以此使置于第一镂空区底部的曝气管能均匀地对四周的生物膜提高其生长所需的溶解氧浓度，增强了挂载的生物膜上的除污微生物的生存环境，使其快速繁殖，以此提高净水效率。

进一步，所述净水盆栽包括花盆及栽种在花盆的净水植株，花盆中投放有填料。

花盆是种植挺水植物需求，同时也对植株起到固定作用，可根据植株种类及需求选择常规花盆(有填料)或者镂空花盆(根系发达或需提供水生伴生生物生存环境)。本实用新型为提高微生物吸附能力，花盆中投放陶粒和聚氨酯纤维等填料，故选用常规花盆。而净水植株可兼顾美观、净水效率与生态效益综合选取。南方由于温度较高，可种植植株种类较为丰富，美人蕉、菖蒲、芦苇、灯芯草等均可作为生态浮岛上着生植物，选取依据为水体水深、主要污染以及植物生长所需的环境、温盐、生长周期、预期净化效率等；北方净水植株选取主要考虑耐寒因素选取植物。

进一步，所述曝气管的末端没入水中的深度至少为所述微生物载体的主杆没入水中深度的2/3。

保证曝气管的置入深度，使置于微生物载体上更底部形成的生物膜能有足够的氧气，增强其生存能力，以此提高净水效率。

进一步，所述微生物载体的主杆顶部通过绑带挂载在所述第二镂空区的边沿。

通过绑带挂载，可快速对微生物载体进行安装或回收，提高布置效率。

进一步，所述太阳能装置包括太阳能板和支架，所述支架放置在浮床上用于对所述太阳能板进行支撑，所述太阳能板通过导线与所述气泵连接，为所述气泵供电。

进一步，浮床的中心处设有两个所述太阳能装置和两个所述纳米曝气装置，两个所述太阳能装置的太阳能板面向两侧相背倾斜设置，一个所述太阳能板为一个所述纳米曝气装置的气泵进行供电，浮床底部的多个所述曝气管分为两部分，每部分由一个所述气泵进行统一供气。

增设对称设置的两个太阳能装置及与其连接的两个纳米曝气装置，可快速为水下的微生物提供大量的氧气，提高水中的溶解氧浓度，为微生物提供适宜的生存环境，使其可有效快速地进行繁殖，可有效增强净水的效率。上述对于具体的太阳能装置及纳米曝气装置的数量并不作限定，可依据具体的浮床面积及所处的水域空间需求进行布置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型在常规太阳能曝气生态浮岛的基础上，小型化单一浮岛，通过多个浮台单元拼接形成浮床，可满足不同水域的空间布局需求，灵活地解决了常规太阳能曝气生态浮岛占用面积过大的问题。并且每个浮台单元上挂载了有多个微生物载体用以使微生物依附形成生物膜，并结合净水盆栽的净化作用，弥补了一般太阳能生态浮岛结构过于庞大，以及水体净化能力相对较弱的缺点，并在一定程度上替代植物根系吸附了大量微生物，修正了温度较低时植物吸收水体污染物质过低的缺点。本实用新型兼顾了水体净化与生态修复效率的提高与结构优化，具有一定的实用经济效益。

附图说明

图1为复合型生态浮岛的结构示意图；

图2为复合型生态浮岛中没有放置净水盆栽的俯视图；

图3为浮台单元的结构示意图；

图4为微生物载体的结构示意图；

图中：浮台单元1、第一镂空区101、第二镂空区102、凸台103、净水盆栽2、微生物载体3、主杆301、支杆302、气泵4、曝气管5、太阳能板6、支架7。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

如图1-图4所示，本实施例提供一种复合型生态浮岛，包括：

浮台单元1，浮台单元1设有第一镂空区101、及环绕第一镂空区101分布的多个第二镂空区102，第一镂空区101上放置有净水盆栽2，第二镂空区102挂接有微生物载体3，且微生物载体3没入水中，多个浮台单元1拼接形成浮床；

纳米曝气装置，包括设于浮床上的气泵4及与气泵4连通的多个曝气管5，每个浮台单元1的第一镂空区101底部均设有曝气管5，且曝气管5没入水中；

太阳能装置，设于浮床上，为气泵4供电。

本实用新型将多个浮台单元1拼接形成浮床，可根据水域空间需求选择一定数量的浮台单元1进行拼接，组合成所需要的生态浮床，拆装方便，以满足不同水域的空间布局需求；并且在浮台单元1的第一镂空区101中放置净水盆栽2，盆栽种植的是挺水植物，兼顾美观、净水效率与生态效益综合选取，可实现净水及生态修复；同时在第一镂空区101四周的第二镂空区102提供微生物载体3挂载空间，用于挂载微生物载体3，使微生物在其上进行挂膜形成生物膜，可加强生态浮岛的水体净污能力，提高水体自净能力，是生态浮岛水体净化效率的有力保障，能实现水生生态系统的修复。而本实用新型中的纳米曝气装置提高生态浮岛附近的水中溶解氧浓度，提高植株根系吸收能力以及富集在根系的微生物的转化能力，同时也为挂载的生物膜上的除污微生物提供更适宜的生存环境；太阳能装置则为曝气装置提供能源，减少碳排放，减少人工维护次数。本实用新型的整个生态浮岛解决传统生态浮岛效率与结构优化无法兼顾的问题。

在本实施例中，气泵4可通过连接管件(图中未示出)与多个曝气管5连通，连接管件可根据浮台单元1的拼接情况进而合理地布置在浮床上，以保证每个浮台单元1的第一镂空区101在放置净水盆栽2后，均能通入一个曝气管5为水下的微生物提供曝气环境。其中连接管件和曝气管5均可使用软管，便于操作人员快速布置。并且可在曝气管5的末端增强曝气喷头，增强气流的输送速率，提高曝气效率。

在本实施例中，多个镂空区的设置，在起到固定植株或挂接微生物载体3作用的同时，还可使底下的微生物净化分解时的散发气体快速飘散，避免积聚较多的异味气体影响环境。

在本实施例中，微生物载体3采用玄武岩纤维材质。选用微生物更容易挂膜的玄武岩纤维作为微生物载体，可根据水深裁剪生物膜长度。其能极大的加强生态浮岛的水体净污能力，提高水体自净能力，是生态浮岛水体净化效率的有力保障，能实现水生生态系统的修复，增强了生态修复能力。同时玄武岩纤维在使用后容易回收，不会使附着污染物和微生物二次沉淀造成更大污染。

参见图4，在本实施例中，微生物载体3包括主杆301及沿主杆301环绕分布的多个支杆302，多个支杆302形成多层伞形结构，并且主杆301顶部绑带挂载在第二镂空区102的边沿。在一个主杆301上形成多层伞形的结构，增大散开的面积，以便更多的微生物能在支杆302上进行挂膜形成生物膜，增强生物膜的净化效果和效率，进一步加强生态修复能力。同时通过绑带挂载，可快速对微生物载体3进行安装或回收，提高布置效率。

参见图2和图3，在本实施例中，浮台单元1为方形，四个边角处均设有带螺孔的凸台103，相邻的两个浮台单元1的拼接侧的两个凸台103重叠对接，以使螺孔对准，并利用螺栓锁紧，实现多个浮台单元1拼接形成浮床。

此处采用的浮台单元1为方形，通过四个边角处的凸台103相互搭接后，利用螺栓穿过螺孔进行连接，以使相邻的两个浮台单元1进行拼接，通过此种方式，使多个浮台单元1拼接形成所需的形状组合，适应不同的水域空间。同时，浮台单元1并不限定于方型，可为圆形或其它不规则形状，相互之间的拼接方式也依据形状的不同作出改变，可以为插接或卡接等可拆卸连接方式，最终目的均为为了多个单元拼接形成水域空间所需的形状组合，以实现结构的优化。

参见图3，在本实施例中，第一镂空区101设于浮台单元1的中心，为圆形镂空，四个第二镂空区102环绕分布在第一镂空区101的四个方位，为椭圆形镂空。环绕式的四分位布置，可使在第二镂空区102挂载的微生物载体3上形成的生物膜分布在四周，以此使置于第一镂空区101底部的曝气管5能均匀地对四周的生物膜提高其生长所需的溶解氧浓度，增强了挂载的生物膜上的除污微生物的生存环境，使其快速繁殖，以此提高净水效率。

参见图1，在本实施例中，净水盆栽2包括花盆及栽种在花盆的净水植株，花盆中投放有填料。花盆是种植挺水植物需求，同时也对植株起到固定作用，可根据植株种类及需求选择常规花盆(有填料)或者镂空花盆(根系发达或需提供水生伴生生物生存环境)。本实用新型为提高微生物吸附能力，花盆中投放陶粒和聚氨酯纤维等填料，故选用常规花盆。而净水植株可兼顾美观、净水效率与生态效益综合选取。南方由于温度较高，可种植植株种类较为丰富，美人蕉、菖蒲、芦苇、灯芯草等均可作为生态浮岛上着生植物，选取依据为水体水深、主要污染以及植物生长所需的环境、温盐、生长周期、预期净化效率等；北方净水植株选取主要考虑耐寒因素选取植物。本实施例检验区域为南方地区，故可选取菖蒲作为净水及生态修复的植株。

在本实施例中，曝气管5的末端没入水中的深度至少为微生物载体3的主杆301没入水中深度的2/3。保证曝气管5的没入深度，使置于微生物载体3上更底部形成的生物膜能有足够的氧气，增强其生存能力，以此提高净水效率。

在本实施例中，太阳能装置包括太阳能板6和支架7，支架7放置在浮床上用于对太阳能板6进行支撑，太阳能板6通过导线与气泵4连接，为气泵4供电。

其中，可在太阳能装置中增设蓄电池，用于存储太阳能板6过多的电力，作为一个备用电源对气泵4进行供电。

本实用新型在常规太阳能曝气生态浮岛的基础上，小型化单一浮岛，通过多个浮台单元1拼接形成浮床，可满足不同水域的空间布局需求，灵活地解决了常规太阳能曝气生态浮岛占用面积过大的问题。并且每个浮台单元1上挂载了有多个微生物载体3用以使微生物依附形成生物膜，并结合净水盆栽2的净化作用，弥补了一般太阳能生态浮岛结构过于庞大，以及水体净化能力相对较弱的缺点，并在一定程度上替代植物根系吸附了大量微生物，修正了温度较低时植物吸收水体污染物质过低的缺点。本实用新型兼顾了水体净化与生态修复效率的提高与结构优化，具有一定的实用经济效益。

实施例2：

本实施例与实施例1相似，所不同之处在于，在浮床的中心处设有两个太阳能装置和两个纳米曝气装置，两个太阳能装置的太阳能板6面向两侧相背倾斜设置，一个太阳能板6为一个纳米曝气装置的气泵4进行供电，浮床底部的多个曝气管5分为两部分，每部分由一个气泵4进行统一供气。

增设对称设置的两个太阳能装置及与其连接的两个纳米曝气装置，可快速为水下的微生物提供大量的氧气，提高水中的溶解氧浓度，为微生物提供适宜的生存环境，使其可有效快速地进行繁殖，可有效增强净水的效率。上述对于具体的太阳能装置及纳米曝气装置的数量并不作限定，可依据具体的浮床面积及所处的水域空间需求进行布置。

在本实施例中，对太阳能装置及与其连接的纳米曝气装置的布置位置并不作出限定，可合理根据水域空间需求进行布置，以达到减少占据的空间，对整体结构进行优化。

实施例3：

本实施例与实施例1相似，所不同之处在于，可在浮台单元1的第二镂空区102的边沿底部设有多个圆形固定环(图中未示出)，然后在微生物载体3的主杆301顶部设有挂钩，微生物载体3可通过挂钩快速定点挂载在固定圆环上，便于对微生物载体3的快速装拆和布局，提高操作人员的效率。

在本实施例中，沿主杆301的长度方向，形成有多个由支杆302形成的伞形挂载结构，以便在不同水深均能使微生物挂膜形成多层生物膜，增强对水体的净化能力和净化效率，极大提高了整个复合型生态浮岛的生态修复能力。

显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合型生态浮岛，其特征在于，包括：

浮台单元(1)，所述浮台单元(1)设有第一镂空区(101)、及环绕所述第一镂空区(101)分布的多个第二镂空区(102)，所述第一镂空区(101)上放置有净水盆栽(2)，所述第二镂空区(102)挂接有微生物载体(3)，且所述微生物载体(3)没入水中，多个所述浮台单元(1)拼接形成浮床；纳米曝气装置，包括设于浮床上的气泵(4)及与所述气泵(4)连通的多个曝气管(5)，每个所述浮台单元(1)的第一镂空区(101)底部均设有所述曝气管(5)，且所述曝气管(5)没入水中；

太阳能装置，设于浮床上，为所述气泵(4)供电。

2.根据权利要求1所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述微生物载体(3)采用玄武岩纤维材质。

3.根据权利要求2所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述微生物载体(3)包括主杆(301)及沿所述主杆(301)环绕分布的多个支杆(302)，多个所述支杆(302)形成多层伞形结构。

4.根据权利要求1所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述浮台单元(1)为方形，四个边角处均设有带螺孔的凸台(103)，相邻的两个所述浮台单元(1)的拼接侧的两个所述凸台(103)重叠对接，以使螺孔对准，并利用螺栓锁紧，实现多个所述浮台单元(1)拼接形成浮床。

5.根据权利要求1所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述第一镂空区(101)设于所述浮台单元(1)的中心，四个所述第二镂空区(102)环绕分布在所述第一镂空区(101)的四个方位。

6.根据权利要求1所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述净水盆栽(2)包括花盆及栽种在花盆的净水植株，花盆中投放有填料。

7.根据权利要求3所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述曝气管(5)的末端没入水中的深度至少为所述微生物载体(3)的主杆(301)没入水中深度的2/3。

8.根据权利要求3所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述微生物载体(3)的主杆(301)顶部通过绑带挂载在所述第二镂空区(102)的边沿。

9.根据权利要求1所述的复合型生态浮岛，其特征在于，所述太阳能装置包括太阳能板(6)和支架(7)，所述支架(7)放置在浮床上用于对所述太阳能板(6)进行支撑，所述太阳能板(6)通过导线与所述气泵(4)连接，为所述气泵(4)供电。

10.根据权利要求9所述的复合型生态浮岛，其特征在于，浮床的中心处设有两个所述太阳能装置和两个所述纳米曝气装置，两个所述太阳能装置的太阳能板(6)面向两侧相背倾斜设置，一个所述太阳能板(6)为一个所述纳米曝气装置的气泵(4)进行供电，浮床底部的多个所述曝气管(5)分为两部分，每部分由一个所述气泵(4)进行统一供气。

Images