一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程和水處理技術(shù)，旨在提供一種用于富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)和園林景觀水體美化的太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島。本實(shí)用新型結(jié)合微生物技術(shù)、生態(tài)浮島技術(shù)和太陽(yáng)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中的有機(jī)物和氮磷，同時(shí)，太陽(yáng)能澆灌裝置能增加水體中的溶解氧，增強(qiáng)水體自凈能力，達(dá)到更好的水生態(tài)修復(fù)效果。該干式浮島可以種植多種類型的植物，對(duì)于豐富浮島生態(tài)系統(tǒng)、促進(jìn)鳥類及魚類到浮島棲息有著很好的作用，為浮島轉(zhuǎn)化為自然化提供了充足的條件且對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
【專利說(shuō)明】-種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)淳島

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程和水處理技術(shù)，旨在提供一種用于富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修 復(fù)和園林景觀水體美化的太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著人們對(duì)生活環(huán)境問題越來(lái)越關(guān)心，周邊的自然環(huán)境、特別是水環(huán)境的 質(zhì)量和水上自然景觀狀況也得到越來(lái)越多的重視。隨著城市綠化美化工作的快速發(fā)展，景 觀水體不斷增多，由于新鮮水源不足，一些城市內(nèi)湖、河流或景觀水體水質(zhì)不斷惡化，水體 呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)藻類過(guò)量生長(zhǎng)、魚類大量死亡，嚴(yán)重破壞了水生態(tài)環(huán)境。
[0003] 生態(tài)浮島技術(shù)是利用生物治污的原理，讓植物將水中過(guò)剩的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，實(shí)現(xiàn) 水質(zhì)的凈化，同時(shí)提供適合其他生物生活的空間，以修復(fù)或重建水生生態(tài)系統(tǒng)。
[0004] 作為一種新型的環(huán)境保護(hù)技術(shù)，人工生態(tài)浮島最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，由德 國(guó)貝斯特曼公司研發(fā)。通過(guò)搭建一個(gè)漂浮于水面的平臺(tái)裝置，種植多種挺水植物，利用植物 生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)水體中氮、磷等的吸收達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)一方面可以凈化水質(zhì)，為鳥 類提供棲息之地，另一方面則可以改善魚類產(chǎn)卵繁殖環(huán)境和增加漁民的經(jīng)濟(jì)收入。
[0005] 其后生態(tài)浮島又經(jīng)歷了幾次大的發(fā)展，尤其是日本生態(tài)浮島技術(shù)的應(yīng)用，強(qiáng)化了 植物根系對(duì)水中有益微生物的促生作用，也大大擴(kuò)寬了生態(tài)浮島的應(yīng)用范圍，提升了生態(tài) 浮島的凈水效果。20世紀(jì)80年代，日本開始大規(guī)模引進(jìn)這種技術(shù)，對(duì)自身水體進(jìn)行修復(fù)， 其中日本的琵琶湖就有當(dāng)時(shí)最大的人工浮島。隨后在1995年的世界湖泊大會(huì)上，人工生物 浮島作為一種治理污水的技術(shù)開始被世界公認(rèn)，韓國(guó)、加拿大、英國(guó)等相繼開始關(guān)注和研究 這項(xiàng)技術(shù)。
[0006] 與傳統(tǒng)水污染治理技術(shù)相比，人工生物浮島技術(shù)存在著幾項(xiàng)明顯的優(yōu)點(diǎn)：在污染 現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位修復(fù)，不受水體深度、透光度和富營(yíng)養(yǎng)化程度的限制，特別適合湖泊河道富營(yíng) 養(yǎng)化的治理；費(fèi)用低廉，相對(duì)于傳統(tǒng)的治污技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可節(jié)省50%以上的建設(shè)費(fèi)用，維 護(hù)費(fèi)用低廉，還可改善景觀。
[0007] 其中，生態(tài)浮島對(duì)水環(huán)境的主要保護(hù)機(jī)能體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
[0008] 1、水質(zhì)凈化。依靠浮島上種植生長(zhǎng)的植物吸收水體內(nèi)的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)成分以及依 靠那些附著在植物根部的微生物凈化水體；
[0009] 2、創(chuàng)造生物的生息空間。利用浮島的遮蔽作用給魚類等提供繁殖產(chǎn)卵的場(chǎng)所，同 時(shí)，浮島也可以給鳥類提供棲息的空間；
[0010] 3、改善景觀。浮島上種植的各種植物花卉可以明顯改善水景，通過(guò)合理搭配，更能 營(yíng)造特殊的水上園林景觀；
[0011] 4、消波護(hù)岸。生態(tài)浮島可以對(duì)岸基構(gòu)成保護(hù)作用，消減波浪的影響。
[0012] 因此，生態(tài)浮島技術(shù)在水庫(kù)、湖沼、河涌，或是有景觀要求的池塘等封閉性水域得 到廣泛的發(fā)展應(yīng)用。
[0013] 目前我國(guó)市場(chǎng)上已有生態(tài)浮島產(chǎn)品，這些產(chǎn)品一般以塑料泡沫作為浮島載體，上 開若干孔，將植物"栽種"里面。這些產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中主要有以下缺點(diǎn)：
[0014] (1)缺少動(dòng)力裝置，與水的接觸受到局限，凈化作用不能充分發(fā)揮；
[0015] (2)僅利用水生植物根系吸收作用，只能降低水中氮、磷，未設(shè)置專用的微生物載 體，其生物膜負(fù)載量有限，難以降低水中有機(jī)污染物含量，削減COD、B0D等；
[0016] (3)不能提高水中溶解氧濃度，難以促進(jìn)水體的自凈作用和改善水生魚類生存環(huán) 境；
[0017] (4)適種植物種類過(guò)于單一，主要集中在一些大型的挺水植物，景觀效果得不到體 現(xiàn)，使得浮島的應(yīng)用范圍受到一定的限制。
[0018] 在大方向上，生態(tài)浮島分為兩類：干式生態(tài)浮島和濕式生態(tài)浮島。
[0019] 干式生態(tài)浮島指的是浮島上所種植的植物根系不直接接觸水體的生態(tài)浮島，干式 浮島目前在國(guó)內(nèi)基本沒有應(yīng)用。濕式生態(tài)浮島指的是浮島上所種植的植物根系直接接觸到 水體的生態(tài)浮島，這是目前應(yīng)用最為廣泛的生態(tài)浮島類型。
[0020] 目前國(guó)內(nèi)的生態(tài)浮島都是濕式浮島，以種植各種水生植物為主。雖然濕式浮島的 凈水效果較好，但是由于植物種類過(guò)于單一而使得浮島的景觀效果得不到很好的體現(xiàn)，同 時(shí)植物的凈化效果和更換上也很難得到提高，往往只是水處理工程中的附屬品。
[0021] 而干式浮島則由于植物沒有直接和水體接觸，可以栽培大型的木本、園藝植物，通 過(guò)不同的植物組合，構(gòu)成良好的鳥類、魚類等生物生息場(chǎng)所，同時(shí)也極大的美化了景觀，但 干式浮島也存在一些問題，一是沒有了浮島對(duì)水體的凈化功能，二是需要定期的人工澆灌， 以補(bǔ)給植物生長(zhǎng)所需的水分，大大增加了后期的人工成本。一般這種大型的干式浮島是用 混凝土或是聚苯乙烯材料制作而成。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0022] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生 態(tài)浮島，該型干式浮島加載有生物填料過(guò)濾系統(tǒng)和太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)，不僅繼承了傳 統(tǒng)干式浮島在植物種植種類上更加豐富的優(yōu)勢(shì)，又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)干式浮島在給水需求、凈水 功能方面的缺陷，同時(shí)，太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)還能促進(jìn)水體循環(huán)，增加水體溶解氧，具有 植物多樣、景觀美好、凈水有效的特點(diǎn)。
[0023] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式浮島，包括浮體層 (1)、過(guò)濾層（4)、隔土層（5)、覆土層（6)、太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)和植物（12)，其特征在 于：浮體層（1)、過(guò)濾層（4)、隔土層（5)、覆土層（6)自下而上依次設(shè)置，植物（12)種植在覆 土層（6)中，浮體層（1)中央設(shè)有管道通孔（2)，太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)的輸水管（10) 從浮體層（1)的管道通孔（2)、過(guò)濾層（4)、隔土層（5)、覆土層（6)穿出至植物（12)高度以 上。
[0024] 所述浮體層（1)的浮體制作材料采用PE、EPE或EVA發(fā)泡板材中的一種，浮體表面 環(huán)繞中央的管道通孔設(shè)有若干通氣透水小孔。
[0025] 所述過(guò)濾層（4)的過(guò)濾填料采用聚氨酯生化棉。
[0026] 所述隔土層（5)的隔土材料采用聚丙烯無(wú)紡布。
[0027] 所述覆土層（6)的覆土選用有機(jī)腐殖質(zhì)土壤，覆土厚度以蓋住植物根部為宜。
[0028] 所述太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)主要含太陽(yáng)能電池板（8)、水泵（9)、輸水管（10) 和噴頭（11)組件，太陽(yáng)能電池板（8)的支撐架裝載在浮體層（1)的浮體上面，水泵（9)懸固 在浮體層（1)的浮體下方，輸水管（10 ) -端與水泵（9 )接通，另一端接通噴頭（11)。
[0029] 依據(jù)本實(shí)用新型上述方案能取得的有益效果：依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案制作的生 態(tài)浮島可用于各種類型的自然或者人工景觀水體，可以種植陸生植物以及水生植物，有效 促進(jìn)區(qū)域內(nèi)水體循環(huán)、增加水中溶解氧，有效降低COD、BOD、SS、TN、TP等，豐富景觀的同時(shí) 達(dá)到凈水的效果。
[0030] 采用本實(shí)用新型上述方案制作的太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式浮島可達(dá)到以下有益 效果：
[0031] 該型干式浮島實(shí)現(xiàn)了植物栽培系統(tǒng)、填料過(guò)濾系統(tǒng)和噴泉澆灌系統(tǒng)的組合一體 化，在景觀效果上，植物園藝和噴泉水景相得益彰，在凈水功能上，植物吸收和填料過(guò)濾協(xié) 同并重。
[0032] (1)該型干式浮島加載了太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌系統(tǒng)，其動(dòng)力源自太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化，節(jié)約 能源；其形成的噴泉式出水，增強(qiáng)了浮島的水景效果，而且在功能上，以提水、噴灌的方式， 將本不與干式浮島上植物接觸的水體轉(zhuǎn)移到植物根系表面，既滿足了植物正常生長(zhǎng)所需的 水分補(bǔ)給，又對(duì)水體中的氮磷等污染元素進(jìn)行了吸附、吸收凈化；
[0033] (2)該型干式浮島加載了生物填料過(guò)濾系統(tǒng)，填料過(guò)濾區(qū)能增加生物接觸氧化的 表面積，為多種微生物的生存提供適宜的環(huán)境，促進(jìn)微生物種群的生長(zhǎng)繁殖，加速污染物質(zhì) 的分解。這也使得自覆土層滲流到過(guò)濾層的水體進(jìn)一步得到凈化，提升了浮島凈水效應(yīng)；
[0034] (3)該型干式浮島繼承了傳統(tǒng)干式浮島的優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)栽培水生植物和陸生植物， 尤其是可栽培大型木本園藝植物，豐富了植物多樣性，增強(qiáng)了浮島景觀性，通過(guò)不同季節(jié)優(yōu) 勢(shì)植物的組合種植，強(qiáng)化了浮島的凈水效果，提高了浮島的生物穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0036] 圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用例剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)用例俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖3是本實(shí)用新型的應(yīng)用例仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖中1-浮體層，2-管道通孔，3-通水透氣孔，4-過(guò)濾層，5-隔土層，6-覆土層， 7_太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)，8-太陽(yáng)能電池板，9-水泵，10-輸水管，11-噴頭，12-植物

【具體實(shí)施方式】
[0040] 本實(shí)用新型是一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，以圓形外觀造型為例，具 體實(shí)施方式如下：
[0041] 首先，采用PE、EPE或EVA發(fā)泡板材中的一種，制作直徑lm、厚度10cm的圓形浮體， 作為浮體層（1)，在浮體中央處開設(shè)一個(gè)直徑5cm的管道通孔（2)，環(huán)繞管道通孔（2)在浮體 表面開設(shè)若干個(gè)直徑2cm的通氣透水孔。浮體層（1)上貼合性布設(shè)采用聚氨酯生化棉制作 的過(guò)濾填料，作為過(guò)濾層（4)，在聚氨酯生化棉過(guò)濾填料中央出開設(shè)聚氨酯生化棉直徑5cm 的管道通孔（2)，聚氨酯生化棉因其疏松多孔的結(jié)構(gòu)而有利于氣液交換，能促進(jìn)有益微生物 的生長(zhǎng)繁殖，分解流經(jīng)水體中的有機(jī)物等污染物質(zhì)。過(guò)濾層（4)上貼合性布設(shè)采用聚丙烯 無(wú)紡布制作的隔土材料，作為隔土層（5)，在聚丙烯無(wú)紡布隔土材料中央出開設(shè)直徑5cm的 管道通孔（2)，用于防止覆土流失至過(guò)濾層（4)引起聚氨酯生化棉過(guò)濾填料堵塞。隔土層 (5)上鋪設(shè)有機(jī)腐殖質(zhì)土壤，作為覆土層（5)，其作用一是為植物提供肥力和養(yǎng)料，二是固著 植物根系使其直立生長(zhǎng)。太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)主要含太陽(yáng)能電池板（8)、水泵（9)、輸 水管（10)和噴頭（11)組件，太陽(yáng)能電池板（7)的支撐架固定在浮體層（1)的浮體上面，水 泵（9)懸固在浮體層（1)的浮體下方，輸水管（10)從浮體層（1)的管道通孔（2)、過(guò)濾層（4) 的管道通孔（2)、隔土層（5)的管道通孔（2)、覆土層（6)依次穿出至植物（12)高度以上，其 一端與水栗（9)接通，另一端接通嗔頭（11 )。然后，將植物（12)栽培在覆土層（6)中，就此 形成了一個(gè)植物浮島單元。最后，將一個(gè)個(gè)植物浮島單元連接成片，并通過(guò)牽拉、打樁或拋 錨等方式將成片植物浮島固定布置在目標(biāo)水域，當(dāng)太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)中的太陽(yáng)能 電池板（7)吸收太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化電力驅(qū)動(dòng)水泵（9)工作，目標(biāo)水域中的水經(jīng)水泵（9)提水、輸水 管（10)輸水送至噴頭（11)噴出，形成景觀噴泉，接著噴頭（10)出水回落至覆土層（6)，植物 (12)根系吸收水分以滿足自身生長(zhǎng)所需，同時(shí)對(duì)水中的污染元素進(jìn)行吸附、吸收凈化，未被 植物（12)利用的余水自覆土層（6)滲流到過(guò)濾層（4)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾層（4)中過(guò)濾填料的截留、 過(guò)濾又得到進(jìn)一步凈化，凈化后的水最終會(huì)通過(guò)浮體層（1)中浮體的通水透氣孔（3)回流 至目標(biāo)水域。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，包括浮體層（1)、過(guò)濾層（4)、隔土層（5)、 覆土層（6)、太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)和植物（12)，其特征在于：浮體層（1)、過(guò)濾層（4)、 隔土層（5)、覆土層（6)自下而上依次設(shè)置，植物（12)種植在覆土層（6)中，浮體層（1)中央 設(shè)有管道通孔（2)，太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)的輸水管（10)從浮體層（1)的管道通孔（2)、 過(guò)濾層（4)、隔土層（5)、覆土層（6)穿出至植物（12)高度以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，其特征在于：所述 浮體層（1)的浮體制作材料采用PE、EPE或EVA發(fā)泡板材中的一種，浮體表面環(huán)繞中央的管 道通孔（2)設(shè)有若干通氣透水小孔（3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，其特征在于：所述 過(guò)濾層（4)的過(guò)濾填料采用聚氨酯生化棉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，其特征在于：所述 隔土層（5)的隔土材料采用聚丙烯無(wú)紡布。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，其特征在于：所述 覆土層（6)的覆土選用有機(jī)腐殖質(zhì)土壤，覆土厚度以蓋住植物根部為宜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能微動(dòng)力自澆灌干式生態(tài)浮島，其特征在于：所述 太陽(yáng)能微動(dòng)力澆灌系統(tǒng)（7)主要含太陽(yáng)能電池板（8)、水泵（9)、輸水管（10)和噴頭（11)組 件，太陽(yáng)能電池板（7)的支撐架裝載在浮體層（1)的浮體上面，水泵（9)懸固在浮體層（1) 的浮體下方，輸水管（10 ) -端與水泵（9 )接通，另一端接通噴頭（11)。
【文檔編號(hào)】C02F3/32GK203999153SQ201420441691
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
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