專利名稱：基質(zhì)-植物耦合連接式動水浮床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，是一種涉及水體水質(zhì)凈化的設(shè)施。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)50年代以后，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，水環(huán)境污染加劇。特別是對于流經(jīng) 城鎮(zhèn)的河道，經(jīng)受城市工業(yè)污水、生活污水的無序性排放，使得流域水環(huán)境污染問題日趨嚴(yán) 重，呈現(xiàn)“有水則污”之狀態(tài)，河流自凈能力下降甚至喪失，河流生態(tài)健康受損嚴(yán)重。再加上 我國人水資源均占有量少，且時空上分布不平衡，使得水資源供需矛盾突出。因此，污染水 體凈化已經(jīng)成為關(guān)乎國計民生的嚴(yán)重問題?？刂坪托迯?fù)污染水體的植物生態(tài)工程技術(shù)方 法很多，主要有人工濕地、緩沖帶、生態(tài)浮床等，其中生態(tài)浮床因其具有景觀功能、凈化成本 低、可提高生物多樣性等功能，已成為目前河湖受污染水體生態(tài)修復(fù)與凈化處理中常用的 原位處理技術(shù)。經(jīng)專利檢索，已授權(quán)或公開的有關(guān)浮床專利較多。如一種水域及其栽培方法 (200610041567. 9)、用于景觀水體治理的生態(tài)吸附景觀浮床(200410099196. 0)、用于護 岸與水質(zhì)凈化的軟體植物浮床(200610164314.0)、水上栽培植物治理富營養(yǎng)化的方法 (200710071223. 7)、水上栽培草本植物治理富營養(yǎng)化的方法(200710071282. 4)等在污染 水體修復(fù)、環(huán)境美化方面起到了積極地作用。但也存在不同問題①單純依靠植物修復(fù)污染 水體，其凈化效果不明顯。這主要與植物生長特性有關(guān)，在污染較輕水體中，植物可吸收水 體中的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)，促進自身生長，減小水體污染負(fù)荷，但這種凈化能力有限的。在污 染嚴(yán)重的水體中，植物生長受到脅迫，甚至無法生長，因此很難實現(xiàn)對污染物的凈化。②以 聚乙烯泡沫板作為床體使用，阻礙了氣相與水相間流通，減弱了陽光在水中的透射深度及 強度。同時，聚乙烯泡沫板床體難于固定，易造成水體二次污染等問題。③一些浮床還存在 使用壽命短、需為床體提供浮力等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于公開一種用于緩流河道水體或湖泊水體原位凈化處理的耦合 型生態(tài)浮床，提供一種將植物與基質(zhì)耦合凈化水體，葉輪旋轉(zhuǎn)增強水流活力的設(shè)施。通過浮 床上栽培植物形成植物根系層，床體中基質(zhì)吸附層及生活于基質(zhì)中的根際微生物進行污水 凈化，利用風(fēng)能帶動葉輪旋轉(zhuǎn)增強水流活力，增加水中溶解氧含量的方法。以解決凈化能力 小、安裝固定難、水氣交換性差、使用壽命短等問題，提高水體凈化效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案整個浮床體呈長方中空體，可采用PVC材料制成。浮床體兩側(cè)面設(shè)置與連接器相 連的卡口，浮床體的上表面設(shè)置兩個圓形籃孔，兩個圓形籃空間相距20-30cm，在對應(yīng)圓形 籃孔的浮床下表面處設(shè)中空圓形平臺，高出下表面4-5cm。種植籃從籃孔處由上向下按壓至 圓形平臺，并與圓形平臺吻合，固定好。基質(zhì)袋內(nèi)裝入具有高吸附性能基質(zhì)后，置于鏤空種 植籃的槽中，基質(zhì)袋上端海綿形成種植孔，栽植已篩選出的具有高凈化效能植物。
連接器主體呈長方中空體，可采用聚丙烯材料制成。內(nèi)部放有蓄電池，四個側(cè)面上 設(shè)置四組用聚丙烯材料制作的連接卡簧，連接卡簧與浮床體上的卡口匹配，當(dāng)一組卡簧插 入卡口時，連接器與浮床體連接。連接器上方設(shè)置風(fēng)車，風(fēng)車連接發(fā)電機，并將電能量貯存 在設(shè)置連接器內(nèi)部的蓄電池中，蓄電池帶動與葉輪相連的負(fù)載電機，從而帶動連接器下方 的葉輪旋轉(zhuǎn)，增強水流活力，增加水中溶解氧含量，提高水體自凈能力，加速生態(tài)修復(fù)進程。所述風(fēng)車是利用4根固定支撐桿將其固定連接器之上。所述葉輪是利用軸與連接器上、下表面的軸承固定于連接器之下。所述種植籃由聚乙烯材料制成，呈內(nèi)外雙層上口大下口小、外層高、內(nèi)層低的形 狀，底面連接內(nèi)外雙層籃壁，底面及內(nèi)外籃壁呈鏤空網(wǎng)狀，形成上大下小圓筒狀基質(zhì)袋槽， 槽寬度約為5cm，將基質(zhì)袋卷曲成呈近似圓筒狀放于槽內(nèi)。與此同時，將水生植物固定植入 種植籃內(nèi)基質(zhì)袋上端海綿的種植孔內(nèi)，再用固定爪固定槽內(nèi)基質(zhì)袋及種植孔海綿。所述基質(zhì)袋主要由紗網(wǎng)構(gòu)成。整體展開平面呈長方狀。內(nèi)裝300-400g基質(zhì)。所述的基質(zhì)主要是蛭石、沸石、火山渣、陶?；蛟炝７勖夯?，可以是一種基質(zhì)或幾 種基質(zhì)按任意比例的混合，基質(zhì)顆粒粒徑為0. 5-lcm。所述海綿是長50cm、寬3cm，厚2cm的高密度海綿。所述植物是蘆葦、菖蒲、香蒲、千屈菜、黃菖蒲、美人蕉、水蔥中的一種，或兩種或以 上不同品種搭配種植。所述搭配種植，是指在一定面積的動水浮床上，以種植孔為單位，按照水體及景觀 要求進行的搭配，搭配比例為地處城鄉(xiāng)結(jié)合部的河段，蘆葦菖蒲香蒲=1:1: 1或其中任意兩種按1 1 種植；地處市區(qū)非景觀節(jié)點河段，水蔥千屈菜蘆葦=2:2:1或任意兩種植物按 11種植；地處市區(qū)景觀節(jié)點河段，千屈菜黃菖蒲美人蕉水蔥=1 1 1 1或任 意兩種植物按11種植本發(fā)明與已有生態(tài)浮床相比，具有以下優(yōu)點1本發(fā)明實現(xiàn)植物根層吸收凈化和基質(zhì)層吸附凈化及植物_基質(zhì)耦合凈化清除水 體污染物，增加水中含氧量，使植物修復(fù)、微生物修復(fù)和物理修復(fù)技術(shù)有機結(jié)合在一起，提 高污水凈化效率；2植物根系在基質(zhì)內(nèi)生長，提高了基質(zhì)的空隙率，使基質(zhì)內(nèi)微生物的數(shù)量大大增 加，提高了對水體中氮、磷和有機物的去除能力；3置于鏤空種植籃槽中的基質(zhì)袋，增大了與水體的接觸面積，有利于吸附污染物；4基質(zhì)袋側(cè)面粘合的海棉形成種植孔，增強了裝置嚴(yán)密性及其中栽種植物的穩(wěn)定 性；基質(zhì)袋相對獨立設(shè)計，提高了工作效率，應(yīng)用更為方便快捷；5本發(fā)明充分利用風(fēng)能及水流動能，增強水流活力，增加水中溶解氧的含量，同時 解決了河道夜間景觀對能源的需求。6在植物生長緩慢的早春及晚秋，本發(fā)明在基質(zhì)、風(fēng)能等的作用下，對污染水體仍 有較好的修復(fù)效果，加速生態(tài)修復(fù)進程。7浮床易于安裝、拆卸，并且在河道中可任意造型，創(chuàng)造不同的景觀。


圖1為植物-基質(zhì)耦合連接式動水浮床結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為種植籃結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為連接器俯視圖。圖中1.浮床體，2.籃孔，3.導(dǎo)線連接口，4.導(dǎo)線，5.種植籃，6.卡口，7.連接卡 簧，8.連接器，9.植物，10.螺母，11.固定爪，12.海綿，13.基質(zhì)袋，14.槽，15.圓形口， 16.蓄電池，17.連接導(dǎo)線，18.發(fā)電機，19.風(fēng)車，20.負(fù)載電機，21.固定支撐桿，22.軸， 23.葉輪，24.軸承，25.平臺
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進一步描述整個浮床體1呈長方中空體，可采用PVC材料制成。將裝好基質(zhì)的基質(zhì)袋13放入 種植籃5的槽14中，用海綿12固定1-2株植物9放入種植藍5內(nèi)部的種植孔中，為防止基 質(zhì)袋及固定植物的海綿上浮，用固定爪11固定。固定爪11固定時，由下到上穿過種植籃5 頂部的圓形口 15，讓爪部與基質(zhì)袋13及海綿12接觸，并卡在槽14的內(nèi)壁上，桿部在圓形口 15的上下用螺母10固定。將已栽種植物并固定好的種植籃5由上向下通過浮床體1的籃孔2中，向下按壓 種植籃5與平臺25接觸，穩(wěn)固種植籃5。將風(fēng)車19、(附圖為示意圖，風(fēng)車也可以設(shè)置在鉛直平面上。)發(fā)電機18用固定 支撐桿21固定在連接器8上，同時，用軸22穿過軸承24固定葉輪23與負(fù)載20在連接器 8上；連接卡簧7插入浮床體1的卡口 6中，分別用連接導(dǎo)線17將發(fā)電機18與負(fù)載電機20 連接到連接器表面上的導(dǎo)線連接口 3，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能通過導(dǎo)線4貯存在蓄電池16中，利 用蓄電池16中電能帶動葉輪23旋轉(zhuǎn)，增強水流活力，增加水體中溶解氧的含量，提高水體 自凈能力。這樣便實現(xiàn)了一個浮床體與連接器的鏈接，形成一植物與基質(zhì)有機結(jié)合的動水 浮床。一個連接器有四組連接卡簧，可連接四個浮床體，形成一組動水浮床。再利用連接 器鏈接每組動水浮床，形成大面積，造型不同的浮床組。種植籃與水充分接觸，有利于基質(zhì) 吸附水中污染物。植物生長過程中根系伸入基質(zhì)中，基質(zhì)空隙度變大，再加之根系向基質(zhì)中 分泌有機酸及氧，為微生物提供能源及生存環(huán)境，進一步增強了基質(zhì)對污染物的吸附能力， 提高了污水凈化效率。同時，基質(zhì)為植物生長提供了支撐基礎(chǔ)，增強了浮床植物的穩(wěn)固性。植物根層吸收凈化和基質(zhì)層吸附凈化及植物_基質(zhì)耦合凈化清除水體污染物，利 用風(fēng)能帶動旋轉(zhuǎn)的葉輪，增強水流活力，增加水中含氧量，使植物修復(fù)、微生物修復(fù)和物理 修復(fù)技術(shù)有機結(jié)合在一起，加速了水體生態(tài)修復(fù)進程。
權(quán)利要求
一種植物 基質(zhì)耦合連接式動水浮床，其特征在于整個浮床體呈長方中空體，浮床體四側(cè)面設(shè)置與連接器相連的卡口，浮床體的上表面設(shè)置兩個圓形籃孔，在對應(yīng)圓形籃孔的浮床下表面處設(shè)中空圓形平臺，種植籃從籃孔處由上向下放置至圓形平臺，并與圓形平臺吻合固定；基質(zhì)袋內(nèi)裝入具有高吸附性能基質(zhì)，置于種植籃的槽中，基質(zhì)袋上端海綿形成種植孔，栽植已篩選出的具有高凈化效能植物；連接器主體呈長方中空體，內(nèi)部放有蓄電池，四個側(cè)面上設(shè)置四組用聚丙烯材料制作的連接卡簧，連接卡簧與浮床體上的卡口匹配，當(dāng)一組卡簧插入卡口時，連接器與浮床體連接；連接器上方設(shè)置風(fēng)車，風(fēng)車連接發(fā)電機，并將電能量貯存在設(shè)置連接器內(nèi)部的蓄電池中，蓄電池帶動與葉輪相連的負(fù)載電機，帶動連接器下方的葉輪旋轉(zhuǎn)；所述種植籃由聚乙烯材料制成，呈內(nèi)外雙層上口大下口小、外層高、內(nèi)層低的形狀，底面連接內(nèi)外雙層籃壁，底面及內(nèi)外籃壁呈鏤空網(wǎng)狀，形成上大下小圓筒狀基質(zhì)袋槽，基質(zhì)袋卷曲成呈近似圓筒狀置于槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物-基質(zhì)耦合連接式動水浮床，其特征在于所述基質(zhì)是 蛭石、沸石、火山渣、陶粒或造粒粉煤灰中一種或幾種按任意比例的混合，基質(zhì)顆粒粒徑為 0. 5_lcm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物-基質(zhì)耦合連接式動水浮床，其特征在于所述海綿是 長50cm、寬3cm，厚2cm高密度海綿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物_基質(zhì)耦合連接式凈水浮床，其特征在于所述栽搭配 比例為地處城鄉(xiāng)結(jié)合部的河段，蘆葦菖蒲香蒲=1 1 1或其中任意兩種按1 1種植；地處市區(qū)非景觀節(jié)點河段，水蔥千屈菜蘆葦=2 2 1或任意兩種植物按1 1 種植；地處市區(qū)景觀節(jié)點河段，千屈菜黃菖蒲美人蕉水蔥=1:1:1:1或任意兩 種植物按1 1種植。
全文摘要
本發(fā)明屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，是一種涉及河道或緩流水體水質(zhì)凈化的方法。確切說是利用植物根系、基質(zhì)吸收、吸附水中污染物，利用生活于基質(zhì)中的根際微生物凈化污染物，利用風(fēng)能帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，增強水流動力，增加水中含氧量的水質(zhì)改善技術(shù)方法。本發(fā)明實現(xiàn)植物根層吸收凈化、基質(zhì)層吸附凈化及水中增氧等多層清除水體污染物，將植物修復(fù)與物理修復(fù)技術(shù)有機結(jié)合，加速水體生態(tài)修復(fù)進程。
文檔編號C02F3/32GK101948179SQ20101028564
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者何春光, 姜海波, 張怡, 王平, 王忠強, 王雋媛, 盛連喜, 米艷杰, 羅文泊 申請人:東北師范大學(xué)