一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種生物浮島，尤其涉及了一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島，包括一個或若干個生物浮島單元(1)，生物浮島單元(1)包括植被層(2)、基質(zhì)層(3)、浮力基盤(4)和重錘(5)，基質(zhì)層(3)盛放在浮力基盤(4)內(nèi)，植被層(2)覆蓋在基質(zhì)層(3)表面，根系扎入到基質(zhì)層(3)中，浮力基盤(4)承載著基質(zhì)層(3)和植被層(2)漂浮在水體表面，重錘(5)沉沒在水體內(nèi)，重錘(5)和浮力基盤(4)底部柔性相連，重錘(5)或浮力基盤(4)表面卡嵌有微生物填料顆粒(6)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，運用微生物與陸生植物的協(xié)同作用處理污染水域，水體凈化效率、凈化時間、設(shè)置面積等指標均優(yōu)于傳統(tǒng)的生物浮島。
【專利說明】—種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種生物浮島,尤其涉及了一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,多數(shù)河流、湖泊以及水庫的水質(zhì)逐漸惡化,呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)，導致藻類大量繁殖，產(chǎn)生惡臭，影響河流在飲用、灌溉和養(yǎng)殖方面發(fā)揮應有的作用，阻礙國民經(jīng)濟的發(fā)展，而且降低周圍空氣質(zhì)量、影響河道景觀，降低人們的生活質(zhì)量。
[0003]水體的富營養(yǎng)化主要是由于水體中氮、磷元素過量引起的。氮、磷元素主要來自生活污水、工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水。由于目前無法將所有污水進行集中處理，因此,很難杜絕氮、磷元素進入水體，所以常采用一些水體凈化技術(shù)，對水體進行原位修復，減少氮、磷元素含量，降低水體富營養(yǎng)化程度。目前,對水體的直接凈化技術(shù)主要是曝氣增氧技術(shù)、人工濕地技術(shù)、植物修復帶技術(shù)以及生物膜技術(shù)。但是上述技術(shù)普遍存在處理效率低、靈活性差等缺點,無法大規(guī)模推廣應用。在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了生態(tài)浮島技術(shù),具有靈活性高,處理效果好等優(yōu)點。但是，現(xiàn)有的生物浮島技術(shù)抗沖擊力差，采用水生植物吸收能力有限，對氮磷元素的去除率低，因此，需要設(shè)置占水域面積20%以上的浮島才能達到一定的凈化效果，導致前期投入和后期維護成本都很高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中在水體富營養(yǎng)化治理方面的不足，提供了一種抗沖擊能力強,對氮磷元素的去除率高,前期投入和后期維護成本都很低的陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過F述技術(shù)方案得以解決:
[0006]一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島，包括一個或若干個生物浮島單元，生物浮島單元包括植被層、基質(zhì)層、浮力基盤和重錘,基質(zhì)層盛放在浮力基盤內(nèi)，植被層覆蓋在基質(zhì)層表面,植被層的根系扎入基質(zhì)層中,浮力基盤承托基質(zhì)層和植被層漂浮在水體表面，重錘沉沒在水體內(nèi)，重錘和浮力基盤底部采用鋼索或繩索等柔性相連,重錘或浮力基盤表面設(shè)有微槽,微槽內(nèi)卡嵌有微生物填料顆粒。浮力基盤承托基質(zhì)層和植被層漂浮在水體表面，植被層覆蓋在基質(zhì)表面，根系扎入基質(zhì)層中，植物生長中，根系抓牢基質(zhì)層,植物生長于近似陸生土壤環(huán)境中,植被層吸收力強,能迅速將水域中的磷元素、氮元素等富集到植物體內(nèi)，植物生長旺盛；重錘沉沒在水體內(nèi)，與浮力基盤底部柔性相連，一方面，重錘對浮力基盤起到牽拉的作用，能確保浮力基盤的位置相對固定；另一方面，由于重錘和浮力基盤表面的微槽內(nèi)卡嵌有微生物填料顆粒,重錘沉沒在水體內(nèi)，微生物填料顆粒與水體內(nèi)部或水底區(qū)域內(nèi)的淤泥接觸，微生物填料顆粒分散到水底，能采用微生物降解水體有機質(zhì),有助于加快水質(zhì)凈化。
[0007]作為優(yōu)選,浮力基盤包括天然橡膠圍成的外壁和與外壁形狀相適應的多孔托盤，外壁表面設(shè)有卡扣。。天然橡膠圍成的浮力基盤外壁能為浮力基盤提供浮力，同時,天然橡膠外壁具有一定的柔性，相鄰的浮力基盤發(fā)生碰撞后，天然橡膠外壁能起到一定的緩沖作用，因此，能確保浮力基盤在大風、暴雨等惡劣天氣條件下不受損害,延長使用時間。浮力基盤還包括與外壁形狀相適應的多孔托盤，多孔托盤底部分布有細小的孔洞,一方面,待治理的水域的水和有機質(zhì)能透過孔洞進入到浮力基盤上的基質(zhì)層，為植被層生長提供水分；另一方面，植被層根系能透過孔洞，根系能大量吸收待凈化水域中的營養(yǎng)物質(zhì)，植株生長更好，效率更高?？鄣脑O(shè)置能方便生物浮島單元相互連接，能增強生物浮島的抗風浪抗沖擊能力，生物浮島單元牢固耐用。
[0008]作為優(yōu)選,外壁為廢舊輪胎。外壁為采用天然橡膠的廢舊輪胎,縮減了設(shè)備成本，有效利用廢舊輪胎，屬于廢舊物資的循環(huán)利用，避免了傳統(tǒng)的焚燒處理導致的大氣污染；此夕卜，天然橡膠廢舊輪胎的主要成分是天然橡膠，是植物高分子材料，相比于傳統(tǒng)的生物浮島采用的塑料或發(fā)泡材料，與基質(zhì)層和植被層的親和性更好,植物長勢更好。
[0009]作為優(yōu)選,生物浮島單元面積為0.1m2?1m2。生物浮島單元面積較傳統(tǒng)浮島單元面積小，比表面積大,浮力大,能承載較厚的基質(zhì)層，為植被層提供近似于陸生土壤環(huán)境，植物的物質(zhì)密度和吸收能力顯著提高，水域凈化效果也高于傳統(tǒng)的生物浮島。
[0010]作為優(yōu)選,微生物填料顆粒為吸附有芽孢桿菌干粉的活性炭顆粒。微生物填料顆粒為活性炭表面吸附芽孢桿菌孢子,芽孢桿菌的孢子與活性炭通過吸附固定,微生物填料顆粒隨重錘或浮力基盤沒入水體后，芽孢桿菌孢子厭氧呼吸或兼性厭氧呼吸，將水體內(nèi)或水底游泥中的有機質(zhì)分解為植物易于吸收的養(yǎng)分；同時，由于在富營養(yǎng)化的水體中，溶解氧濃度很低,兼性好氧菌和好氧菌呼吸作用速率低，植物根系輸送多余的氧氣到水中，能促進好氧菌轉(zhuǎn)入良性狀態(tài),因此，植物和微生物協(xié)同作用，互相促進,形成良性循環(huán),極大的縮短了治理時間，治理效率高。
[0011]作為優(yōu)選,植被層植物為陸生植物，為月季、長春花、八寶景天、凌霜花、菊花中的一種或多種。陸生植物較水生植物的物質(zhì)密度和吸收能力都要高很多,而開花期長,花朵數(shù)量多的陸生植物對磷元素的需求旺盛,更適宜用于富營養(yǎng)化水體的吸附治理。
[0012]本實用新型由于采用陸生植物和微生物相結(jié)合的生物浮島,采用浮力基盤為陸生植物營造近似于陸地土壤的生長環(huán)境，具有吸附力高的優(yōu)點；浮力基盤底部與重錘柔性相連，重錘對浮力基盤起到牽拉定位的作用；同時在重錘和浮力基盤表面的微槽內(nèi)卡嵌有微生物填料顆粒，重錘沉沒在水體內(nèi)，微生物填料顆粒與水體內(nèi)部或水底區(qū)域內(nèi)的淤泥接觸，微生物填料顆粒分散到水底，運用微生物與植物的協(xié)同作用，提高水體凈化效率，縮短凈化時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中各數(shù)字標號所指代的部位名稱如下:1 一生物浮島單元、2—植被層、3—基質(zhì)層、4 一浮力基盤、5—重錘、6—微生物填料顆粒、7—外壁、8—多孔托盤、9 一卡扣、1.0—微槽。
【具體實施方式】[0015]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0016]實施例1
[0017]一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島，如圖1所示，包括兩個生物浮島單元1，每個生物浮島單元I面積為0.1m2。生物浮島單元I包括植被層2、基質(zhì)層3、浮力基盤4和重錘5,基質(zhì)層3盛放在浮力基盤 4內(nèi)’植被層2覆蓋在基質(zhì)層3表面,根系扎入到基質(zhì)層3中，浮力基盤4承載著基質(zhì)層3和植被層I漂浮在水體表面，重錘5沉沒在水體內(nèi)，重錘5和浮力基盤4底部柔性相連,重錘5和浮力基盤4表面設(shè)有微槽10,微槽10內(nèi)卡嵌有微生物填料顆粒6。
[0018]浮力基盤4包括多孔托盤8和圍繞在多孔托盤8外周的天然橡膠外壁7。外壁7為廢舊輪胎。外壁7表面設(shè)有卡扣9,兩個浮島單元I通過卡扣9固定在一起。
[0019]微生物填料顆粒6為吸附有芽孢桿菌干粉的活性炭顆粒，芽孢桿菌的孢子與活性炭質(zhì)量比為1:10();植被層2植物為陸生植物,包括月季、長春花、八寶景天、凌霜花、菊花。
[0020]生物浮島單元I組合成水面景觀,一方面,起到裝飾作用，另--方面吸收富營養(yǎng)化水體中的氮元素和磷元素，有效降低水體總氮、總磷，提高水體透明度，消除水體異味。浮力基盤4的外壁7為廢舊輪胎，一方面回收利用廢物，避免了焚燒廢舊輪胎帶來的大氣污染和減少環(huán)境污染；另一方面,廢舊輪胎外壁7具有抗沖擊、牢固耐用的優(yōu)點；同時，由于輪胎的主要成分是天然橡膠，是植物高分子材料,與塑料和發(fā)泡材料相比,與基質(zhì)層3和植被層2具有更好的相容性。
[0021]實施例2
[0022]一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島，如圖2所示,包括一個生物浮島單元I,生物浮島單元I面積為0.7m2。生物浮島單元I包括植被層2、基質(zhì)層3、浮力基盤4和重錘5，基質(zhì)層3盛放在浮力基盤4內(nèi)，植被層2覆蓋在基質(zhì)層3表面,根系扎入到基質(zhì)層3中，浮力基盤4承載著基質(zhì)層3和植被層2漂浮在水體表面,重錘5沉沒在水體內(nèi)，重錘5和浮力基盤4底部柔性相連,重錘5表面附著有微生物填料顆粒6。
[0023]浮力基盤4包括多孔托盤8和圍繞在多孔托盤8外周的天然橡膠外壁7。外壁7表面設(shè)有卡扣9。
[0024]微生物填料顆粒6為吸附有芽孢桿菌干粉的活性炭顆粒，芽孢桿菌的孢子與活性炭質(zhì)量比為1:100();植被層2植物為陸生植物月季。
[0025]實施例3
[0026]實施例3與實施例1相同，不同之處在于生物浮島單元I面積為0.4m2,浮力基盤4表面附著有微生物填料顆粒6，微生物填料顆粒6為吸附有芽孢桿菌干粉的活性炭顆粒，芽孢桿菌的孢子與活性炭質(zhì)量比為I:600o
[0027]實施例4
[0028]實施例4與實施例1相同，不同之處在于生物浮島單元I面積為Im2,微生物填料顆粒6為吸附有芽孢桿菌干粉的活性炭顆粒，芽孢桿菌的孢子與活性炭質(zhì)量比為1:300。
[0029]實施例5
[0030]2013年3月，在污染程度相近的富營養(yǎng)化水域,分別設(shè)置實施例1、實施例2、實施例3和實施例4的陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島。其中，面積IOOm2的富營養(yǎng)水域1，設(shè)置5個實施例1中的生物浮島；面積30m2的富營養(yǎng)水域2，設(shè)置I個實施例2中的生物浮島單元；面積50m2的富營養(yǎng)水域3,設(shè)置2個實施例3中的生物浮島單元;面積50m2的富營養(yǎng)水域4，設(shè)置I個實施例4中的生物浮島單元；面積50m2的富營養(yǎng)水域5，設(shè)置5個面積分別為3m2傳統(tǒng)生物浮島。
[0031]分別在設(shè)置后當天和第設(shè)置后第10天取樣測定水域C0D、總氮和總磷指標，測試結(jié)果如表1所不。
[0032]表1陸生植物與微生物相結(jié)合的生物浮島的處理效果表
【權(quán)利要求】
1.一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島,其特征在于,包括至少一個生物浮島單元(I),生物浮島單元(1)包括植被層(2)、基質(zhì)層(3)、浮力基盤(4)和重錘(5),基質(zhì)層(3)盛放在浮力基盤(4)內(nèi)，植被層(2)覆蓋在基質(zhì)層(3)表面,植被層(2)的根系扎入到基質(zhì)層(3)中，浮力基盤(4)承托基質(zhì)層(3)和植被層(2)漂浮在水體表面，重錘(5)沉沒在水體內(nèi)，重錘(5)和浮力基盤(4)底部柔性相連,重錘(5)或浮力基盤(4)表面設(shè)有微槽(10)，微槽(10)內(nèi)卡嵌有微生物填料顆粒(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島，其特征在于，浮力基盤(4)包括天然橡膠圍成的外壁(7)和與外壁(7)形狀相適應的多孔托盤(8),外壁(7)表面設(shè)有卡扣(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島,其特征在于,外壁(7)為廢舊輪胎。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島，其特征在于，生物浮島單元⑴面積為0.1m2?1m2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陸生植物和微生物結(jié)合的生物浮島,其特征在于,微生物填料顆粒(6)為吸附有芽孢桿菌千粉的活性炭顆粒。
【文檔編號】A01G1/00GK203807242SQ201420215181
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】劉海琳, 王振宇, 陳利, 莊潔琰 申請人:杭州藍天園林生態(tài)科技股份有限公司