專利名稱：一種輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島及其構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生態(tài)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島及其構(gòu)建方 法。
背景技術(shù)：
生態(tài)浮島技術(shù)是按照自然界自身規(guī)律，人工把高等水生植物或改良的陸生植物種 植到富營養(yǎng)化水域水面上，通過植物根部的吸收、吸附作用和物種競(jìng)爭(zhēng)相克機(jī)理，消除富集 在水體中的氮、磷及有害物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果，同時(shí)又可營造水上景觀的技術(shù)， 作為一項(xiàng)新興的污水處理技術(shù)，主要應(yīng)用于湖泊、水庫、河流等地表水的凈化，現(xiàn)在也出現(xiàn) 在一些公園或小區(qū)中，不僅凈化水質(zhì)，同時(shí)美化了景觀。生態(tài)浮島由于其具有凈化水質(zhì)、美化環(huán)境、增加生物多樣性、消波護(hù)案、簡單易用 等特點(diǎn)，許多國家都展開了研究，特別是日本、美國等發(fā)達(dá)國家，已開始重視該技術(shù)的研究。 生態(tài)浮島處理技術(shù)從構(gòu)造上主要包括干式和濕式兩種。水和植物接觸的稱濕式，不接觸的 為干式。干式浮島因植物與水不接觸，可以栽培大型木本、園藝植物，一方面為鳥類創(chuàng)造良 好的生息場(chǎng)所，同時(shí)美化了景觀。但這種干式浮島不起水質(zhì)凈化的作用。濕式浮島處理技 術(shù)又分有框架和無框架兩種類型，有框架的濕式浮島，其框架一般用纖維強(qiáng)化塑料、不銹鋼 加發(fā)泡聚苯乙烯、特殊發(fā)泡聚苯乙烯加特殊合成樹脂、鹽化乙烯合成樹脂、混凝土等材料制 作。無框架濕式浮島一般選用椰子纖維編織而成，從景觀上講較柔和。浮島的水下固定形 式視地基狀況而定，常用的有重量式、拋錨式和杠式。單個(gè)浮島的大小一般選邊長1 5m ； 形狀以四邊形居多，但景觀應(yīng)用中可設(shè)計(jì)成多種圖形。我國的水域污染主要以有機(jī)污染為主，90%以上是因水體中的氮、磷含量過高引 起的水污染。河湖水污染實(shí)質(zhì)上是生態(tài)系統(tǒng)退化問題，必須以生態(tài)的理念、思路、方法來探 索切實(shí)有效的河湖污染水域治理的新途徑。近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人類對(duì)水環(huán)境的破 壞日益嚴(yán)重，全球出現(xiàn)水資源短缺的現(xiàn)象，如何有效利用水資源及將污廢水處理回用已經(jīng) 成為擺在人們面前的頭等大事。隨著城市建設(shè)速度的加快，大量污水、廢水的排放嚴(yán)重污染 了環(huán)境和水源，造成水質(zhì)日益惡化，水資源日益不足。利用植物治理富營養(yǎng)化水體，已受到 水體污染治理工作者的廣泛關(guān)注。水體富營養(yǎng)化是我國水環(huán)境管理中的一個(gè)難題，水體中 的過高的N、P濃度是引起水體富營養(yǎng)化的主要原因。中國自上世紀(jì)90年代開始試驗(yàn)推廣生態(tài)浮島，并從最初的農(nóng)作物無土栽培逐步 應(yīng)用到水環(huán)境保護(hù)治理領(lǐng)域，并取得了良好的效果。近年來，我國在生態(tài)浮島方面的應(yīng)用大 面積出現(xiàn)在北京、上海、寧波、云南、深圳、臺(tái)灣等地，所建浮島主要用于凈化水質(zhì)，但也有小 部分用于美化景觀。但是現(xiàn)有浮島主要為框式浮島、泡沫板式浮島等，該類技術(shù)形成的浮島結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 主要由浮島框架、植物的載體或浮體、植物及浮島固定件等部分組成，構(gòu)造復(fù)雜，因此在使 用過程中也存在一系列問題，例如不易拆卸，重復(fù)利用率較低等問題。在我國，生態(tài)浮島技 術(shù)在理論和實(shí)踐上都不完善，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決我國濕地污染嚴(yán)重的問題。
因此，為了解決我國濕地污染嚴(yán)重的問題，本發(fā)明通過對(duì)生態(tài)材料分級(jí)組合形成 生態(tài)浮島，提出構(gòu)建生態(tài)浮島的方法，構(gòu)建生態(tài)浮島，達(dá)到凈化濕地污染的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有高處理效率、低投資、低運(yùn)行費(fèi)用、低維護(hù)技術(shù)、低 能耗、適用范圍廣的輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島及其構(gòu)建方法。本發(fā)明在于利用生態(tài)工學(xué)原理，人為將濕生植物或經(jīng)改良后的陸生植物，以浮床 作為載體，種植到富營養(yǎng)化水體的水面，通過植物的生長吸收、吸附、降解富集在水體中的 氮、磷及有害物質(zhì)，同時(shí)為多種生物創(chuàng)造環(huán)境，協(xié)同提高水質(zhì)、美化景觀，在一定程度上重建 并恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)。此外，浮島處理技術(shù)還具有一定的消波護(hù)岸作用。具體的說，本發(fā)明所述的輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島包括框架、連接或包裹在框 架上的植物的載體和附生在植物的載體上的植物；其中，所述框架由本領(lǐng)域常用的各種材料構(gòu)成；優(yōu)選PVC管、毛竹或水竹；另外，本發(fā)明所述的生態(tài)浮島還可以包括可漂浮材料。所述植物的載體可采用本領(lǐng)域常用的植物的載體，優(yōu)選網(wǎng)狀植物載體；所述網(wǎng)狀 植物的載體可以由繩網(wǎng)或圍網(wǎng)構(gòu)成，或由繩網(wǎng)或圍網(wǎng)，以及繩網(wǎng)或圍網(wǎng)兜住的可漂浮材料 構(gòu)成；所述植物優(yōu)選水生植物；優(yōu)選能夠漂浮在水面的水生植物；更優(yōu)選大漂、水葫蘆 等漂浮植物；因此，本發(fā)明所述的輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島由框架、連接或包裹在框架上的 植物載體和附生在植物載體上的植物構(gòu)成，其特點(diǎn)在于，利用植物自有的浮力使生態(tài)浮島 浮出水面。本發(fā)明所述的輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島由下述方法制成用PVC管、毛竹或水 竹制成框架，用繩網(wǎng)或圍網(wǎng)包裹框架形成植物的載體，其上種植水生植物；或者用PVC管、毛竹或水竹制成框架，框架底部固定繩網(wǎng)或圍網(wǎng)，然后在繩網(wǎng)或圍網(wǎng)上 固定或放置可漂浮材料，如泡沫塑料、浮球等，構(gòu)成植物的載體，最后在植物的載體上種植 水生植物；本發(fā)明還提供上述輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島的構(gòu)建方法。所述構(gòu)建方法為用PVC管、毛竹或水竹制成框架，用繩網(wǎng)或圍網(wǎng)包裹框架形成植 物的載體，或框架底部固定繩網(wǎng)或圍網(wǎng)，然后在繩網(wǎng)或圍網(wǎng)上固定或放置可漂浮材料，如泡 沫塑料、浮球等，構(gòu)成植物載體，最后在植物的載體上種植水生植物。本發(fā)明形成的生態(tài)浮島主要利用水生維管束植物自身具有的浮力，主要由濕地植 物(大漂、水葫蘆等)盤根錯(cuò)節(jié)的發(fā)達(dá)根系自然形成植物浮島的載體和浮體，無須制造額外 的植物的載體或浮體，因此形成的浮島結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方法，低投資、低運(yùn)行費(fèi)用、低維護(hù)技 術(shù)、低能耗、高處理效率、適用范圍廣。與現(xiàn)有其他浮島構(gòu)件制造工藝相比，本發(fā)明的浮島構(gòu)件制造工藝簡單，浮島框架 主要采用竹框、聚乙烯絲網(wǎng)加工形成，植物的載體或浮體主要為優(yōu)選培育的植物群體形成， 由濕地恢復(fù)工程的施工隊(duì)伍即可完成。本發(fā)明采用的是有框架的濕式浮島，每一種模式中的植物可以起到不同凈化效果，根據(jù)情況也可以選擇其中一種或幾種植物搭配使用。與現(xiàn)有的浮島相比，本發(fā)明所述的 輕型浮島具有結(jié)構(gòu)簡單、牢固，抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，凈化能力強(qiáng)，生態(tài)景觀效果好，維護(hù)簡便，投 資及運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。


圖1實(shí)施例1所示的輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島平面圖；圖2實(shí)施例2所示的輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島平面圖；其中A =PVC管、毛竹或水竹；B 浮球；C 濕地植物；D 聚乙烯網(wǎng)或圍網(wǎng)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1用PVC管制成長*寬為2m*aii的框架，框架的四角固定浮球，底部用網(wǎng)繩粗細(xì)約 2mm,網(wǎng)眼尺寸2cm*2cm的聚乙烯網(wǎng)兜住，將聚乙烯網(wǎng)折疊兩層，包裹浮球，形成植物的載體。將該浮島放入半徑為2. 2m，深度1. 6m的水泥缸中，將大小相一致、生長良好的水 葫蘆苗按照10棵/m2，種植在植物的載體上。其平面示意圖見圖1所示。將污水注入該水泥缸中，同時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)水的水質(zhì)。經(jīng)過兩個(gè)星期的凈化，監(jiān)測(cè)放水的 水質(zhì)。將凈化后的污水排凈，之后重新注入污水，監(jiān)測(cè)污水的水質(zhì)，同理，經(jīng)過2個(gè)星期的凈 化之后，監(jiān)測(cè)污水的水質(zhì)。該實(shí)驗(yàn)采樣時(shí)間為6月份至8月份，共重復(fù)6次實(shí)驗(yàn)。初始水質(zhì) 起始濃度范圍為，總氮(TN) 3. 3120-77. 0180mg · L-I ；總磷(TP) :3. 603-10. 140mg · L-I ； TSS :74.90-165. 90mg · L_l。初始水質(zhì)起始濃度范圍是多次進(jìn)水的污水濃度，差異較大。每間隔兩周，將凈化后 的污水放掉，再重新注入新的污水。連續(xù)觀測(cè)6次的數(shù)據(jù)，做均值比較得到評(píng)價(jià)凈化效果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。水葫蘆的凈化效果如下
權(quán)利要求
1.一種輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島，其特征在于，包括框架、連接或包裹在框架上的植 物的載體和附生在植物的載體上的植物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)浮島，其特征在于，還包括可漂浮材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生態(tài)浮島，其特征在于，所述框架由PVC管、毛竹或水竹 構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生態(tài)浮島，其特征在于，所述植物的載體為網(wǎng)狀的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的生態(tài)浮島，其特征在于，所述網(wǎng)狀的植物的載體可以由 繩網(wǎng)或圍網(wǎng)構(gòu)成，或由繩網(wǎng)或圍網(wǎng)，以及繩網(wǎng)或圍網(wǎng)兜住的可漂浮材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生態(tài)浮島，其特征在于，所述植物為水生植物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的生態(tài)浮島，其特征在于，所述植物為能夠漂浮在水面的水 生植物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的生態(tài)浮島，其特征在于，所述植物為大漂和/或水葫蘆。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生態(tài)浮島，其特征在于，由下述方法制成用PVC管、毛 竹或水竹制成框架，用繩網(wǎng)或圍網(wǎng)包裹框架形成植物載體，其上種植水生植物；或者用PVC管、毛竹或水竹制成框架，框架底部固定繩網(wǎng)或圍網(wǎng)，然后在繩網(wǎng)或圍網(wǎng)上固定 或放置可漂浮材料，構(gòu)成植物載體，最后在植物載體上種植水生植物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟用PVC 管、毛竹或水竹制成框架，用繩網(wǎng)或圍網(wǎng)包裹框架形成植物載體，或框架底部固定繩網(wǎng)或圍 網(wǎng)，然后在繩網(wǎng)或圍網(wǎng)上固定或放置可漂浮材料，構(gòu)成植物載體，最后在植物載體上種植水 生植物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輕型可拆卸復(fù)合型生態(tài)浮島，包括框架、連接或包裹在框架上的植物的載體和附生在植物的載體上的植物。本發(fā)明采用將可拆卸材料進(jìn)行組合對(duì)污染濕地進(jìn)行處理，通過對(duì)這些功能單元組合，能有效地去除污染物，改善生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明具有高處理效率、低投資、低運(yùn)行費(fèi)用、低維護(hù)技術(shù)、低能耗、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102079582SQ201010623800
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者商曉靜, 崔麗娟, 張曼胤, 李偉, 王義飛, 趙欣勝 申請(qǐng)人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)研究所