碳纤维湿地式生态浮床及其设置方法

生态浮床的结构、设计、布局及管理目录1概述 (3)1.1生态浮床概念 (3)1.2基本原理 (3)1.3分类 (4)2生态浮床结构 (4)3生态浮床设计 (8)3.1设计原则 (8)3.2准备工作 (8)3.2.1环境现状调查 (8)3.2.2工程目标 (9)3.2.3适应水质 (9)3.3已有设计及优缺点 (9)3.3.1传统型生态浮床 (9)3.3.2高科技型生态浮床 (10)3.4实用新型生态浮床 (12)4浮床植物设计 (16)4.1浮床植物选择原则 (16)4.2主要植物种类 (16)4.3种植成活率及密度 (17)4.4种植时间 (18)5浮床位置和布局 (18)6浮床系统保护 (19)7运行管理措施 (19)7.1浮床维护 (19)7.2植物收割和清理 (19)7.3病虫害 (19)生态浮床的结构、设计、布局及管理1概述1.1生态浮床概念生态浮床，又称生物浮岛、生物浮床、人工浮岛或浮床无土栽培等，是一种水环境治理与水生态修复相兼顾的技术，其内涵是运用无土栽培技术原理，以可漂浮材料为基质或载体，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植技术。

1.2基本原理自20世纪70年代以来，生态浮床在国内外得到广泛关注，最早的人工浮床是1979年由德国建造的floating campus。

90年代中期，日本等国家也相继开展了大量的研究，结果表明，浮床净化技术在收获农产品、美化水域景观的同时，可有效去除水体中的N、P等元素，净化水质，保护水域环境。

生态浮床技术作为生物-生态修复的一项重要技术，其基本原理为：一方面，浮床植物可吸收、富集水体中的营养物质和一些重金属等元素，同时植物通过植物光合作用、呼吸作用等改善根系周围DO、pH等微观环境；另一方面，浮床植物庞大的根系为摄食藻类的大型浮游动物提供了庇护场所、分泌他感物质等抑制藻类生长繁殖，同时植物根系为微生物提供载体，改善微生物生存环境，提高水体微生物的活性，对净化污染水体，提高河流水生生态系统的生物多样性具有重要作用，如图1.1-1所示。

生态浮床施工工艺一、引言生态浮床是一种用于水上植被种植和生态修复的工程技术，它能够提供一个稳定的生长环境，使水生植物得以生长并发挥其生态功能。

本文将介绍生态浮床施工的工艺流程和注意事项。

二、工艺流程1. 筹备工作：在进行生态浮床施工前，需进行充分的筹备工作。

首先需要确定施工区域，通常选择水体边缘或浅水区域。

然后，对施工区域进行测量和勘察，了解水深、水质等情况，并制定详细的施工方案。

2. 材料准备：生态浮床的主要材料包括浮筒、连接件、生态基质和水生植物。

浮筒通常采用环保材料制成，具有一定的承重能力和浮力。

连接件用于连接浮筒，使其形成稳定的浮床结构。

生态基质是为水生植物提供生长环境的土壤和营养物质，通常选择富含有机质的土壤和河沙。

水生植物的选择要根据施工区域的水质和生态需求进行合理搭配。

3. 施工过程：（1）搭建浮床结构：根据施工方案，将浮筒和连接件组装成浮床结构。

浮筒应均匀分布在整个施工区域，并通过连接件固定在一起，保证整个浮床的稳定性。

（2）铺设生态基质：将预先准备好的生态基质均匀地铺设在浮床上。

生态基质的厚度应根据水生植物的生长需求进行合理控制，一般为10-20厘米。

（3）种植水生植物：在铺设好的生态基质上进行水生植物的种植。

根据施工方案，选择适宜的水生植物种类和数量，将其根部插入生态基质中，并确保良好的生长环境。

（4）固定浮床结构：在浮床结构搭建完成后，需要对其进行固定，防止浮床的漂移或破坏。

可以通过设置固定桩或使用锚链等方式来保证浮床的稳定性。

4. 后期维护：生态浮床施工完成后，需要进行一定的后期维护工作。

包括定期检查浮床的稳定性和植物生长情况，及时清除杂草和病虫害，调节水质和养分供应等。

三、注意事项1. 施工期间应注意安全，穿戴好安全装备，避免发生意外事故。

2. 在选择浮筒和连接件时，应确保其质量可靠，具有足够的承重能力和抗风浪能力。

3. 生态基质的选择应根据施工区域的水质和水生植物的生长需求进行合理搭配，避免过度富含营养物质导致水体富营养化。

不同类型生态浮床对水质的净化效果
生态浮床是一种由植物和废弃物构成的浮动平台，可以在水体中漂浮，通过植物的生
长和生物的作用，对水质进行净化和改善。

根据浮床的构造和植物的种类不同，生态浮床
可以分为多种类型，例如：湿地型生态浮床、河流湿地型生态浮床、湖泊型生态浮床等。

不同类型的生态浮床在水质净化方面的效果也有所不同。

湿地型生态浮床是将湿地生态系统的特点和功能引入到水体中，通过湿地植物的生长
和微生物的作用，将水中的有机物、氮、磷等营养物质吸收和转化为植物生物质。

湿地植
物的根系形成的根网可以提供生物过滤和生物吸附的作用，吸附和降解水体中的有机物、
重金属等污染物。

湿地型生态浮床可以提供适宜的生境，促进水中藻类的生长，吸收和转
化水体中的氮、磷等养分，减少水体中的营养盐含量，降低水体的富营养化程度。

湿地型
生态浮床在处理市区河道污染、湖泊富营养化等问题上有较好的效果。

湖泊型生态浮床可以用于湖泊水质净化。

湖泊常常受到城市污水的直接或间接排放，
致使湖泊水质恶化。

湖泊型生态浮床利用植物的吸收和生物的作用进行水质净化，通过植
物吸收和降解水体中的氮、磷等营养物质，减少水体中的富营养化程度，提高水质透明度。

湖泊型生态浮床可以提供了更多的生境空间，增加了湖泊的生态多样性，促进了湖泊生态
系统的恢复和稳定。

浮床制作方法
浮床制作方法是一种特殊的水上工程，用于在水面上建造一个稳定的平台，供人们在其上工作和休息。

下面是浮床制作的详细步骤： 1. 确定浮床的尺寸和形状，以及所需的浮力。

这可以根据其使用目的和场地环境进行计算和确定。

2. 根据浮床的尺寸和形状，制作底板和框架。

底板可以使用防水材料，如玻璃钢或聚乙烯板，框架可以使用木材或金属材料。

3. 根据底板和框架的尺寸，选择合适的浮力材料，如聚乙烯泡沫板、塑料桶或水上充气垫。

将浮力材料固定在底板和框架之间，确保其均匀分布。

4. 安装支撑结构和固定设备，如护栏和锚链。

这些设备可以确保浮床在水面上保持平稳，并防止其漂移。

5. 进行测试和调整。

在将浮床放入水中之前，需要进行系统性的测试和调整，以确保其稳定性和安全性。

以上是浮床制作的基本步骤，需要注意的是制作过程中必须保证安全，使用合适的材料和设备，以及遵守相关的规定和标准。

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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910248614.4(22)申请日 2019.03.29(71)申请人 浙江农林大学地址 310000 浙江省杭州市临安区武肃街666号(72)发明人 曹玉成　王志荣　郑良燕　庄倩倩　张肖剑　蔡飞翔　(74)专利代理机构 浙江杭知桥律师事务所33256代理人 王梨华　陈丽霞(51)Int.Cl.C02F 3/34(2006.01)C02F 3/32(2006.01)A01G 31/02(2006.01)A01G 31/00(2018.01)A01G 22/60(2018.01)A01G 20/00(2018.01)A01G 9/02(2018.01)(54)发明名称一种生态浮床植物的配置及管理方法(57)摘要本发明涉及水污染治理与水体生态修复领域，公开了一种生态浮床植物的配置及管理方法，包括将生态浮床划分为水上种植区和水下种植区，水上种植区由内至外依次设置第一水上种植区、第二水上种植区和第三水上种植区，第一水上种植区上种植高秆型挺水植物，第二水上种植区种植中高秆型挺水植物，第三水上种植区种植中低秆型挺水植物；高秆型挺水植物和中高秆型挺水植物在7～8月份和12月份各进行一次收割，中低秆型挺水植物在6～8月份进行一次收割；水下种植区定植沉水植物，沉水植物在11～12月份进行一次收割。

本发明可以确保生态浮床具有常年持续的污染净化效果，可阻隔杂草特别是外来入侵植物空心莲子草的入侵，还可以有效防止植物倒伏。

权利要求书1页 说明书7页CN 110104785 A 2019.08.09C N 110104785A权　利　要　求　书1/1页CN 110104785 A1.一种生态浮床植物的配置及管理方法，其特征在于，包括：将生态浮床划分为水上种植区和水下种植区，水上种植区由内至外依次设置第一水上种植区、第二水上种植区和第三水上种植区，第一水上种植区设置在生态浮床中心位置，第二水上种植区设置在第一水上种植区外周围，第三水上种植区设置在第二水上种植区外周围，第一水上种植区上种植高秆型挺水植物，第二水上种植区种植中高秆型挺水植物，第三水上种植区种植中低秆型挺水植物；高秆型挺水植物和中高秆型挺水植物在7～8月份和12月份各进行一次收割，中低秆型挺水植物在6～8月份进行一次收割；水下种植区设置在生态浮床外围边框水下0.5～1.5m处，水下种植区定植沉水植物，定植方法为：将沉水植物定植在土工席垫上，得到土工席垫植生体，土工席垫植生体一端与生态浮床外围边框连接，土工席垫植生体另一端与加重体连接，土工席垫植生体沉入水下；沉水植物在11～12月份进行一次收割。

不同类型生态浮床对水质的净化效果1. 植物浮床类型植物浮床即将水生植物种植在浮床上，通过植物生长和代谢作用，将水中的污染物质转化为植物生命所需的营养物。

植物浮床可分为浅层水体植物浮床和深水植物浮床两种类型。

浅层水体植物浮床一般采用浅池式结构，水深一般在60cm以内，主要种植耐浮井孔草、还原苇等水生植物。

浅层植物浮床由于浮床生物群落功能较为单一，所以在去除氨氮、总磷等污染物时的效果较好。

深水植物浮床又称为人工湿地，一般采用典型的垂直循环流人工湿地和水平流人工湿地。

深水植物浮床的深度一般在0.5m以上，可种植多种水生植物，如芦苇、香蒲等。

深水植物浮床兼有良好的水质净化效果和生态景观效果，它能够去除溶解性氮、磷以及杂质颗粒等污染物，处理效果较为综合。

微生物浮床是一种利用微生物对水体中有机物进行降解和转化的技术。

微生物浮床分为活性池式和固定填料式两种类型。

活性池式微生物浮床是将微生物和悬浮载体生物膜种植在水中的滤网或流水道上，通过水流的冲击和微生物代谢，将水中的污染物质降解，从而达到净化水质的目的。

活性池式微生物浮床具有易于操作、污染物去除效果较好等特点。

固定填料式微生物浮床是将微生物生物膜附着于填料表面上，利用水流作为传质媒介，将水中的污染物质降解。

这种类型微生物浮床一般采用中空填充物、基材填充物等填料，在有机负荷适宜的条件下，能够去除总氮、总磷、COD等污染物质。

混合型浮床是将植物和微生物在同一浮床中生长，利用两者共同作用净化污染物质。

混合型浮床的设计和建设具有较高的复杂性，成本也较高，但其净化效果却具有良好的综合性。

此外，还有基于人工材料的浮床，如填充物浮床、海藻浮床等，这些类型浮床操作简单，构造方便，但其净化效果较为单一。

总之，不同类型的生态浮床有着不同的优势和适用范围。

在选择合适的生态浮床进行水质净化时，需要根据水体污染物特征、浮床运营成本、气候和地区条件等因素来决定具体采用哪一种类型的浮床。

生态浮床：
用于生态修复城市农村水体污染或建设城市湿地景区,把特制的轻型生物载体按不同的设计要求，拼接、组合以及搭建成所需要的面积和几何形状，放入受损水体中，并将经过筛选、驯化的水生或陆生植物（这些植物可以强力吸收水中有机污染物），植入预制好的漂浮载体种植槽内，让植物在类似无土栽培的环境下生长。

植物根系自然延伸并悬浮于水体中，吸附、吸收水中的氨、氮、磷等有机污染物质，降低COD（化学需氧量）；
生态浮床通过与其他环保设备配合使用能形成一个净水能力更加强大的生态浮岛系统。

大大降低治水效果的反复风险。

净化原理
1.根系网络
利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，能过滤吸附水体中大量的悬浮物，并形成富氧环境；此外，逐渐在植物根系表面形成生物膜，而根系膜内微生物既产生多聚糖，有效吸附水中悬浮物，也能吞噬和代谢水中的污染物，转化成为无机物。

通过植物的根系吸收或吸附作用，削减水体中的氮、磷及有机污染物质，使其成为植物的营养物质，通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进其生长，最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养物质；
2.遮光作用
浮岛通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用，减少浮游植物生长量，通过
接触沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水华”发生，提高水体的透明度，其作用相对于前者更为明显，同时浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境。

412019-20实用技术老旧池塘因深度不够，且经过长期的养殖生产，池塘底泥厚积，饲料、粪便沉积于池底，常常造成水体的富营养化，渔民们采用大量换水或使用药物来改善水质，这样不但增加了养殖成本，而且养殖废水不处理直接排放，造成二次污染，后来渔农利用生物浮床技术将水体内富营养化物质转化利用带出，从而达到节能减排、增加收益的效果目的。

但是，以往使用的无论是竹竿配合制作的聚乙烯网片浮床，还是PVC管配合制作的聚乙烯网片浮床都存在着难以操作、难以存放且不能重复使用等诸多缺点。

2016年我们经过多年实践，发明了一种绿色环保、防腐蚀、耐老化、轻便、易保存且可以种植任何水生植物，不受介质限制的生物浮床，经过3年推广实践，取得了明显收益，现将这一浮床制作技术要点介绍如下。

1.材料：采用高密度泡沫板。

这种材料具有成本低廉、浮力强大、性能稳定的特点，而且原材料来源充裕、不污染水质、材料本身无毒疏水，方便设计和施工，重复利用率较高。

2.规格：浮床长120cm，宽60cm，高10cm。

经实践，浮床长120cm，宽60cm，是最便于运输，便于安装，且最适合人工操作的。

高10cm是承载水生蔬菜后最适合的浮力大小。

3.制作技术：浮床表面开深度为8cm的植入孔，植入孔之间的株距为15cm，第一行距为20cm，第二行距为15cm，第三行距为20cm，第四行距为15c m，第五行距为20c m，第六行距为15cm，第七行距为20cm。

在植入孔的底部截面开有5个直径为1cm的入水孔，5个入水孔排列成梅花形。

浮床的一边设置为凸形榫头，其对边设置为凹形榫槽。

4.使用技术：在使用过程中，我们可根据池塘的大小，便于操作的要求，用一个浮床的凸形榫头与另一个浮床的凹形榫槽相连接，排列成适合的大面积的水生植物浮床，然后在浮床的植入孔中放入所要养殖的水生植物，用沙、土等填满。

通过上述生物浮床的推广实践，我们统计的结果显示，全年累计池塘比以往池塘少换水5次，每公斤鱼养殖成本降低了0.5~0.8元，养殖利润空间进一步增大，并改善了养殖生态环境，建立了清洁养殖模式，真正做到健康养殖，可持续发展。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021265217.2(22)申请日 2020.07.01(73)专利权人 浙江科技学院地址 310023 浙江省杭州市西湖区留和路318号(72)发明人 濮佳莉　高立伟　高健　申林培　刘舒晨　陈帆　金谢喜　施赟　王群　沈晓凤　(74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公司 33200代理人 陈升华(51)Int.Cl.C02F 3/32(2006.01)C02F 3/00(2006.01)H01M 8/16(2006.01)(54)实用新型名称一种生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置(57)摘要本实用新型公开了一种用于修复微污染水体的生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置，包括湿地微生物燃料电池装置和高吸附性的生物质基海绵炭材料浮床,以及固定装置。

高吸附性的生物质基海绵炭材料浮床是由生物质炭材料构成的海绵状炭材料；固定装置是由绳与脚桩将漂浮湿地与水底固定。

本实用新型具有无需占用土地；适应不同水利条件的稳固要求；可应用于各类水体；可有效降低水体氮、磷、有机物等污染物质含量；促进湿地植物生长，恢复水生生物种群；无有害副产物、无二次污染；快速构建水生态景观，提升环境效应；不需要额外增加电耗；后期维护管理费用低；实现废弃物资源化利用；可种植经济作物，提升经济价值等特点。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 213085589 U 2021.04.30C N 213085589U1.一种生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置，其特征在于，包括：用于湿地里固定的固定装置；与所述固定装置连接的生物质基海绵炭浮床，所述的生物质基海绵炭浮床包括生物质基海绵炭以及包覆所述生物质基海绵炭的固定网；设置在所述生物质基海绵炭浮床上的微生物燃料电池装置；以及种植在所述生物质基海绵炭浮床上的水生植物。

2.根据权利要求1所述的生物质炭基微生物燃料电池漂浮湿地装置，其特征在于，所述的固定装置包括固定桩和绳，所述的绳的一端与所述固定桩连接，所述的绳的另一端与所述生物质基海绵炭浮床的固定网连接。