人工浮床
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人工浮床又称人工浮岛、生态浮床(生态浮岛)。
是以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则,建立高效的人工生态系统,以削减水体中的污染负荷。
即:把特制的轻型生物载体按不同的设计要求,拼接、组合、搭建成所需要的面积或几何形状,放入受损水体中,将经过筛选、驯化的吸收水中有机污染物功能较强的水生(陆生)植物,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,为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件,同时释放出抑制藻类生长的化合物。
在植物、动物、昆虫以及微生物的共同作用下使环境水质得以净化,达到修复和重建水体生态系统的目的。
目录1简介2分类3结构▪植物栽培基▪大小和形状▪人工浮岛的水下固定设计4净化原理5生态浮床的优点1简介编辑人工浮床又称人工浮岛、生态浮床(生态浮岛)。
自20年前德国BESTMAN公司开发出第一个人工浮床之后,以日本为代表的国家和地区成功地将人工浮床应用于地表水体的污染治理和生态修复。
近年来,我国的人工浮床技术开发及应用正好处于快速发展时期。
研究与应用结果表明,在藻化严重的富营养化水体致力于修复过程中,采用人工浮床作为先锋技术可以使得一部分水生动物得到自然恢复或在人工协助下恢复。
2分类编辑人工浮床类型多种多样,通常按其功能主要分为消浪形、水质净化性和提供栖息地型三类,浮床的外观形状有正方形、三角形、长方形、圆形等多种。
其最大的优点就是直接利用水体水面面积,不另外占地。
各种各样人工浮床图集(14张)各种浮岛的制作过程和景观水体富营养化是全球性的水环境问题,我国现有湖泊2 700余个,总面积达9.1万km2.根据调查资料和国内外评价湖泊富营养化指标,我国比较典型的37个主要湖泊中,中营养型和中一富营养型的占55.8%,富营养型的占14.7%,重富营养型的占8.8%.中国90%以上的水域污染是因水体中的N、P含量过高而引起的富营养化造成的,而N、P则是植物生长最基本的必需营养元素。
生态浮岛/浮床净水技术采用生态技术对河道湖泊进行水质恢复是一种经济而有效的生态途径,目前在国内经济发达地区已经被广泛应用。
生态技术也就是我们常说的人工湿地、生态浮岛/浮床,它包括微生物、水生植物、水生动物等组成的生态平衡系统。
城镇河道、湖泊由于空间和水位变化的限制,湿地技术的应用受到很大的影响。
而人工生态浮岛/浮床作为一项新兴技术,不受水位变化的影响,维护管理方便。
现在,生态浮岛/浮床因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能,在水位波动大的水库或因波浪的原因,难以恢复岸边水生植物带的湖沼或是在有景观要求的湖泊、河道等封闭性水域得到广泛的应用。
水生植物在生态浮岛/浮床上的应用水生植物包括湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物五种类型。
其中湿生植物、挺水植物、浮叶植物及漂浮植物在富营养化条件下其生产力可以超过陆生植物。
利用水生植物富集N、P 是治理、调节和抑制水环境富营养化的有效途径之一。
※生态浮岛/浮床水生植物选择原则1.选择的植物应为适宜水系水质条件生长的多年生水生植物;2.以耐污抗污、且具有较强的治污净化潜能的植物为主;3.根系发达、根茎分蘖繁殖能力强,即个体分株快;4.植物生长快、生物量大;5.选择冬季常绿的水生植物或驯化后的具有景观价值的陆生植物;6.满足景观空间形态的需求,综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织。
※常用水生植物一般的水生植物都适合在生物浮岛上种植,即使是陆生植物经驯化后也可以在浮岛上种植。
但考虑到浮岛的净水作用及成本控制,一般选择种植:美人蕉、旱伞草、香蒲、石菖蒲、凤眼莲、大漂、浮萍、紫萍、槐叶萍等。
下表是几种典型的水生植物干重体内氮、磷、钾的含有率及对营养物质的吸收量:结果表明:四个月生长期间,其中美人蕉每平方米提取的TN的量,相当于把48.1立方米水中的TN浓度由五类降为四类的量;旱伞草每平方米提取TN的量相当于把80.8立方米水中的TN浓度由五类降为四类的量。
人工浮床技术及其应用研究进展摘要:本文阐述了人工浮床的技术原理,及对水体中氮、磷、有机物的去除机理作了详细介绍,并全面综述了人工浮床技术在国内外的研究进展。
关键词:人工浮床;无土栽培;净化水体;Abstract: This paper describes the technical principles of artificial floating beds, and detailed description of nitrogen and phosphorus, organic matter removal mechanism and comprehensive overview of the research progress of artificial floating bed technology at home and abroad。
Key words: artificial floating bedsoilless cultivationclean water引言人工浮床又名““人工生物浮床”、“”、“人工浮岛”、“”、“浮床无土栽培””等,是一种通过无土栽培的技术措施,以高分子材料为载体,把高等水生植物或改良的陆生植物直接种植到受污染水域上,制成的可漂浮的植物—浮体组合系统。
人工浮床通过植物根部的吸收与吸附作用和物种竞争相克机理,削减水体中的氮、磷等营养物质,从而达到净化水质及美化水面的景观效果,体现了一种新型的水体生态管理和污染控制理念。
1技术原理人工浮床系统净化污染水体的原理如图1所示。
图1人工浮床净化机理图:一方面,表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,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减少水中营养盐;另一方面,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,下部植物根系可形成鱼类和水生昆虫生息环境。
植物铺设人工生态浮床的做法顾名思义在新兴的户外运动中人工生态浮床是一种水面上用的载体,而采用人工干预的方式维护水体生态的平衡。
其实并没有想象的那么复杂,就是一种水上种植的技术,而研究表明,采用这种方法不仅有美观水面的作用,还有净化水体、打造生物栖息地等最近才发现的作用,具体做法和使用材料。
在园林施工时,栽植水生植物有两种不同的技术途径:一是在池底砌筑栽植槽,铺上至少15厘米厚的培养土,将水生植物植入土中;二是将水生植物种在容器中,再将容器沉入水中。
工具/原料1.浮床板材(可以用各种能漂浮的材质)2.绳索(固定作用)3.喜欢的植物(用于栽植)种植器一般选用木箱、竹篮、柳条筐等,一年之内不致腐烂,或者直接栽植池塘人工湖内。
4.水下固定物体(防止浮床漂走)方法/步骤1第一步,用可以漂浮的材料,例如木头或者竹子搭建一个类似于床板的物体,或者用现成的浮床板材,大多是泡沫制作而成,类似于儿童的积木玩具那样。
把它们拼装成三角形、长方形等等。
第二步用绳索把它们连接固定,并放下水试试,经过测试不会散架那就没有问题。
然后在上面填上种植土和肥料用做植物生长,现在经过改良已经变成了盆栽的植物,直接放在种植槽里.第三步是固定,把整个浮体固定在你想要摆放的位置,用绳索固定在岸边或者没有四周的情况下就采用水下固定的方法,用绳索连接固定物体。
第四步是养护植物,植物种植完成差不多有半个月的缓苗期,如果是盆栽的植物不需要缓苗,缓苗期间要注意光照和水位的调节,防范自然灾害。
第五步是间隔养护,每隔一段时间就要清除浮床上滋生的杂草,检查每个浮床间连接的是否牢固,水流大小,水位高低等调节期都要查看一下。
水体中植物固定的方法一种水体中植物固定的方法,需与现成的组合填料片(5)联用,其特征在于,具体操作步骤:第一步,通过组合填料片(5)的系绳孔(4)和绳索(7)结扎,将若干片组合填料片(5)连接成组合填料片串(6);第二步,用绳索(7)将若干串组合填料片串(6)结扎在框架(8)上,形成组合填料片串阵列(11),框架(8)是能沉入水体的框架;第三步,将植物(10)放置在每串组合填料片串(6)中的最上面的一片组合填料片(5)的骨架(2)上,植物(10)是指能生长二、三级根系的植物;第四步,将植物(10)、组合填料片串阵列(11)和框架(8)一起浸没在水体中,水面保持在植物(10)的茎、根结合部;第五步,植物(10)生长二、三级根系(9),二、三级根系(9)穿过组合填料片(5)的孔(3)与组合填料片(5)的纤维(1)纠缠在一起;第六步,植物(10)牢固地固定在组合填料片串阵列(11)水体栽种步骤一种水体栽种景观植物浮床的制备方法,包括下列步骤:A、浮床制作:采用塑料材料制模,加工成2-4m2面积的网状板,相距5-10cm压成一个直径为5-12cm的圆形网状蔸;B、浮床连接:在水下插4-6根桩,固定浮床的四个角或在浮床的四个角和两边的中间各插1根桩,桩和浮床四角制作控制高低的调节器,根据所栽种水生植物的需要调节浮床沉水深度;C、水生植物栽种:在浮床的每个圆形蔸中栽种一棵或一蔸水生植物,用泥土或用弹性材料固定住;D、浮床固定:按照所栽种植物调节浮床距水表深度;E、浮床调节:随着所栽种植株增高,逐步将浮床降低,保持水面的整洁和水上的景观。
不同类型生态浮床对水质的净化效果1. 引言1.1 背景介绍生态浮床是一种利用湿地植物生长与微生物降解协同作用,通过悬浮在水中的浮框或浮筒,利用湿地植物根系吸附和吸收水中废弃物质,降解有机物质,净化水体的技术。
它具有结构简单、投资少、维护方便等优点,被认为是一种环保、高效的水处理方法。
不同类型的生态浮床在水质净化方面具有各自的特点,选择适合的生态浮床对水体净化效果至关重要。
本文将介绍不同类型的生态浮床及其对水质的净化效果,探讨影响净化效果的因素,为提高水质净化效果提供参考依据。
1.2 研究目的研究目的是为了评估不同类型生态浮床对水质的净化效果,探讨其在水体生态修复中的应用潜力。
通过对不同类型生态浮床的设计、构建和运行进行系统分析,可以深入了解其对水体污染物的去除效率、生态系统恢复速度及成本效益等影响因素。
研究还旨在揭示不同类型生态浮床在不同水质条件下的适用性,为在不同水域环境下选择合适的生态浮床提供科学依据。
通过这项研究,可以为生态浮床在水体净化和生态修复领域的应用提供理论支持和技术指导,促进水体环境保护和生态平衡的实现。
1.3 研究意义生态浮床是一种利用植物和微生物降解有害物质的生态工程技术,被广泛应用于水体净化领域。
研究不同类型生态浮床对水质的净化效果,可以帮助我们更好地了解其在水资源管理中的作用和潜力。
其研究意义如下:1. 提升水质净化效率:通过研究不同类型生态浮床对水质的净化效果,可以优化其设计和运行参数,提高水体的净化效率,为环境保护和水资源管理提供有效手段。
3. 促进水体生态系统健康:水质污染是当前全球面临的重要环境问题之一,影响水体生态系统的健康和生物多样性。
研究不同类型生态浮床对水质的净化效果,可以有效改善水体环境,保护水生态系统,促进水资源的可持续利用和管理。
研究不同类型生态浮床对水质的净化效果具有重要的科学、环保、社会意义,对于推动生态工程技术的发展和保护水环境具有积极意义。
2. 正文2.1 浮床的分类生态浮床是一种利用植物和微生物协同作用净化水体的技术。
生态浮岛/浮床净水技术采用生态技术对河道湖泊进行水质恢复是一种经济而有效的生态途径,目前在国经济发达地区已经被广泛应用。
生态技术也就是我们常说的人工湿地、生态浮岛/浮床,它包括微生物、水生植物、水生动物等组成的生态平衡系统。
城镇河道、湖泊由于空间和水位变化的限制,湿地技术的应用受到很大的影响。
而人工生态浮岛/浮床作为一项新兴技术,不受水位变化的影响,维护管理方便。
现在,生态浮岛/浮床因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能,在水位波动大的水库或因波浪的原因,难以恢复岸边水生植物带的湖沼或是在有景观要求的湖泊、河道等封闭性水域得到广泛的应用。
水生植物在生态浮岛/浮床上的应用水生植物包括湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物五种类型。
其中湿生植物、挺水植物、浮叶植物及漂浮植物在富营养化条件下其生产力可以超过陆生植物。
利用水生植物富集N、P 是治理、调节和抑制水环境富营养化的有效途径之一。
※生态浮岛/浮床水生植物选择原则1.选择的植物应为适宜水系水质条件生长的多年生水生植物;2.以耐污抗污、且具有较强的治污净化潜能的植物为主;3.根系发达、根茎分蘖繁殖能力强,即个体分株快;4.植物生长快、生物量大;5.选择冬季常绿的水生植物或驯化后的具有景观价值的陆生植物;6.满足景观空间形态的需求,综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织。
※常用水生植物一般的水生植物都适合在生物浮岛上种植,即使是陆生植物经驯化后也可以在浮岛上种植。
但考虑到浮岛的净水作用及成本控制,一般选择种植:美人蕉、旱伞草、香蒲、石菖蒲、凤眼莲、大漂、浮萍、紫萍、槐叶萍等。
下表是几种典型的水生植物干重体氮、磷、钾的含有率及对营养物质的吸收量:结果表明:四个月生长期间,其中美人蕉每平方米提取的TN的量,相当于把48.1立方米水中的TN浓度由五类降为四类的量;旱伞草每平方米提取TN的量相当于把80.8立方米水中的TN浓度由五类降为四类的量。
人工生态浮床的做法人工生态浮床是一种水上种植技术,可用于维护水体生态平衡。
除了美化水面,还能净化水体、打造生物栖息地等。
在园林施工中,有两种栽植水生植物的技术途径:在池底砌筑栽植槽,或将水生植物种在中再沉入水中。
制作人工生态浮床的材料包括浮床板材、绳索、水生植物和水下固定物体。
首先,用可以漂浮的材料搭建床板,连接固定后填上种植土和肥料,或直接将盆栽植物放入种植槽中。
然后,将整个浮体固定在想要摆放的位置,或用绳索连接固定物体。
养护植物时,需注意光照和水位的调节,定期清除杂草并检查连接是否牢固,水流大小和水位高低等。
水生植物可以根据它们在水中的生长方式和生活性进行分类。
根据生长方式,水生植物可以分为漂浮植物、浮叶植物、沉水植物和湿生植物四类。
漂浮植物是指完全漂浮在水面上的植物,如睡莲、水葫芦等;浮叶植物是指仅有部分植物体漂浮在水面上,如荷花、香蒲等;沉水植物是指完全生长在水下的植物,如茉莉花、水蓼等;湿生植物是指生长在水边或水深不超过30厘米的植物,如芦苇、香蒲等。
根据生活性,水生植物可以分为自由浮游植物、附生植物和根生植物三类。
自由浮游植物是指完全自由浮游在水中的植物,如水葫芦、浮萍等;附生植物是指附着在岩石、树干或其他物体上的植物,如水生苔藓、水生蕨类等;根生植物是指通过根系在水中生长的植物,如水生草本植物、水生木本植物等。
1、浅水植物生长于水深不超过50厘米的浅水区,如香蒲、水鸭脚等。
它们能够在水陆交界处起到过渡和柔化的作用,是构建水景园背景的重要植物。
2、深水植物生长于水深超过50厘米的深水区,如水葱、茨菇等。
它们能够消耗水中多余的养分,抑制藻类生长,保持池水清洁。
3、漂浮植物生长于水面上,如浮萍、凤眼莲等。
它们能够荫蔽水面,降低水温,减少光照投射量,抑制藻类生长,同时还具有净化水质的作用。
4、湿生植物生长于水边或浅水区的潮湿土壤中,如芦苇、香蒲等。
它们能够增加水景园的层次感,同时还能够净化水质。
人工浮床的结构、设计与应用之后,以日本为代表的国家和地区成功地将人工浮床应用于地表水体的污染治理和生态修复。
近年来,我国的人工浮床技术开发及应用正好处于快速发展时期。
研究与应用结果表明,在藻化严重的富营养化水体致力于修复过程中,采用人工浮床作为先锋技术可以使得一部分水生动物得到自然恢复或在人工协助下恢复。
人工浮床类型多种多样,通常按其功能主要分为消浪形、水质净化性和提供栖息地型三类,扶床的外观形状有正方形、三角形、长方形、圆形等多种。
利用生态浮床(ecological floating bed)技术是以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则,建立高效的人工生态系统,以削减水体中的污染负荷。
其最大的优点就是直接利用水体水面面积,不另外占地。
生态浮岛是绿化技术与漂浮技术的结合体,一般由四个部分组成,即浮岛框架、植物浮床、水下固定装置以及水生植被。
框架可采用亲自然的材料如竹、木条等,植物生长的浮体一般是由高分子轻质材料制成,质轻耐用,浮岛上植物一般选择各类适宜的陆生植物和湿生植物。
生态浮床的净化作用原理:一方面,表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,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盐;另一方面,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。
生态浮床有净化水质、美化水面景观、提供水生生物栖息空间及进行环境教育等多种功能。
其优点如下:(1)浮岛浮体可大可小,形状变化多样,易于制作和搬运;(2)跟人工湿地相比,植物更容易栽培;(3)无需专人管理,只需定期清理,大大减少人工和设备的投资,降低了维护保养费和设备的运行费用等。
浮床名词解释
浮床是指一种用来固定在水面上的人工浮体,通常用于水体修复、水景美化、环境保护等领域。
浮床的结构一般由浮体和锚固装置两部分组成。
浮体通常由高强度、高密度、耐腐蚀的聚乙烯材料制成,形状有方形、圆形、椭圆形等多种形式,可以根据需求定制。
浮体内部通常填充有一定重量的配重,以保证浮床在水中能够保持平衡,不漂浮或倾斜。
锚固装置一般由锚、锚链和基座组成,用于将浮床固定在水体中。
锚可以是重型锚,也可以是抓力锚,根据不同的水深和地形条件选择不同的锚。
锚链一般由高强度钢丝绳或链条制成,用于连接锚和浮床。
基座可以是混凝土块或其他固定结构,用于固定锚和锚链。
浮床的主要作用是提供一种悬浮在水面上的平台,可以用于种植植物、养殖水生生物、放置景观装饰等。
通过在浮床上种植植物,可以吸收水体中的营养物质和污染物,提高水体的透明度和水质。
同时,浮床还可以为水生生物提供栖息和繁殖的场所,有助于保护水生生物的多样性。
此外,浮床还可以用于制作水上景观、水上运动场、水上娱乐设施等,为人们提供一种具有观赏性和娱乐性的水体空间。
生态浮床相关技术简介目录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 (9)3.2.1环境现状调查 (9)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 (10)3.3.1传统型生态浮床 (10)3.3.2高科技型生态浮床 (11)3.4实用新型生态浮床 (12)生态浮床相关技术简介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。
图1.1-1 生态浮床净化原理示意图1.3分类一般根据浮床植物与水面是否直接接触将浮床主要分为2类,即干式浮床和湿式浮床。
干式浮床即浮床床体、植物与水体分离,相互较为独立的浮床类型。
湿式浮床可再分为有框和无框两种,其中湿式有框浮床一般用木材、毛竹、PVC管、不锈钢等材料作为框架,用于提高浮床结构稳定性,再在框架内部设置床体;湿式无框浮床用缝合椰子纤维、互相连接塑料板或泡沫板等材料直接作为床体,不单独加框,结构较湿式有框浮床简单。
(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 201920278014.8(22)申请日 2019.03.06(73)专利权人 中建洪春国际建设有限公司地址 610000 四川省成都市金牛区金周路595号中国(西部)国际珠宝中心3栋13层03号(72)发明人 熊姚振 (74)专利代理机构 成都智言知识产权代理有限公司 51282代理人 李龙(51)Int.Cl.C02F 3/32(2006.01)C02F 3/34(2006.01)(54)实用新型名称一种湿地生态修复用人工浮床(57)摘要本实用新型公开了一种湿地生态修复用人工浮床,包括床体、支撑板和滑杆,所述床体的下端面固定有伸缩杆,所述功能箱的内壁上安装有第一转轮,所述第一内齿道与调节齿轮相互连接,所述支撑板安装在第二转轮上,所述外轨道与下轨道相互连接,所述滑杆与功能箱的侧壁相互连接,且滑杆上安装有水平轨道和紧固板,并且水平轨道与调节齿轮的底端相互连接。
该湿地生态修复用人工浮床,采用新型的结构设计对传统的人工浮床的结构进行了改进,使得本装置可以在存在潮起潮落的河口处的水深较浅的位置使用,保证了在落潮时,床体能够得到稳定的支撑固定,不会随潮水下落过多导致植物根系卷曲弯折甚至损坏,保证了装置整体对湿地生态的修复效果。
权利要求书1页 说明书4页 附图5页CN 209797590 U 2019.12.17C N 209797590U权 利 要 求 书1/1页CN 209797590 U1.一种湿地生态修复用人工浮床,包括床体(1)、支撑板(11)和滑杆(16),其特征在于:所述床体(1)的下端面固定有伸缩杆(2),且伸缩杆(2)与锚定柱(3)相互连接,并且锚定柱(3)的顶端固定有功能箱(4),所述功能箱(4)的内壁上安装有第一转轮(5),且第一转轮(5)上固定有触发板(6),并且第一转轮(5)上设置有第一内齿道(7),所述第一内齿道(7)与调节齿轮(8)相互连接,且调节齿轮(8)安装在功能箱(4)的内侧,并且调节齿轮(8)与第二内齿道(9)相互连接,同时第二内齿道(9)固定在第二转轮(10)上,所述支撑板(11)安装在第二转轮(10)上,且第二转轮(10)安装在功能箱(4)的内壁上,所述第一转轮(5)的外侧设置有外轨道(12),所述外轨道(12)与下轨道(13)相互连接,且下轨道(13)固定在滑板(14)的下端面,并且滑板(14)与功能箱(4)的内壁顶部相互连接,所述滑板(14)上固定有挤压柱(15),所述滑杆(16)与功能箱(4)的侧壁相互连接,且滑杆(16)上安装有水平轨道(17)和紧固板(18),并且水平轨道(17)与调节齿轮(8)的底端相互连接。
专利名称:湿地生态修复用人工浮床专利类型:实用新型专利
发明人:张国发,徐太海,殷亚杰,翟祖欢申请号:CN202021607636.X
申请日:20200805
公开号:CN213202518U
公开日:
20210514
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:湿地生态修复用人工浮床。
在落潮时,人工浮床随潮水下落会导致植物根系卷曲弯折甚至损坏,同时在涨潮和落潮时由于人工浮床的床面的各个板面相互之间都为固定连接,导致浮床容易损坏。
本实用新型组成包括:多个正方形固定板(1)拼接而成的床体结构,每相邻四个方形固定板的角部都与四个方形固定板围合成的方形结构中心的连接组件(2)固定。
本实用新型用于湿地生态修复用人工浮床。
申请人:大庆师范学院
地址:163712 黑龙江省大庆市让胡路区西苑街85号
国籍:CN
代理机构:哈尔滨东方专利事务所
代理人:陈晓光
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人工生态浮床1 简介人工生态浮床又称人工浮床、人工浮岛、生物浮床、生态浮床等,是以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺和生态工程措施的综合集成的水面无土种植技术,不仅能达到净化水质的效果,同时又能营造了优美的水上景观(逄勇,朱伟,王华,等,滨江水体水质改善、生态修复理论及应用[M]. 北京:科学出版社,2008.)。
人工生态浮床主要通过以下几个途径对水体进行净化:(1)植物在生长过程中吸收水体中的溶解性氮、磷等营养物质,到收获季节时通过收割达到去除氮磷的作用;(2)发达的植物根系在水体中形成浓密的网状结构能吸附水中悬浮颗粒物,而悬浮颗粒物本身又能吸附其他污染物,通过悬浮颗粒物的沉降将污染物移出水体;(3)在植物根区硝化菌和反硝化菌等微生物大量繁殖形成生物膜,从而提高对污染物的降解能力;(4)植物可通过根系向水体中释放大量氧气,提高水体溶解氧含量、促进污染物的快速净化;(5)人工生态浮床本身能够有效遮蔽阳光,进而影响水体中的浮游藻类的光合作用,加之接触沉淀作用,使得浮游藻类沉淀,水体透明度提高;(6)许多浮床植物如凤眼莲、狐尾藻、金鱼藻、芦苇、旱伞草等都能够分泌克制藻类生长的化学物质,从而抑制水体中的浮游藻类的生长繁殖。
(李锋民,胡洪营,芦苇抑藻化感物质的分离及其抑制蛋白核小球藻效果研究[J]. 环境科学,2004,25(5):89-92.)(黄民生.原来如此一赖以生存的环境[M].上海:上海科学技术文献出版杜,2005.)(潘晓颖,葛继稳,生态浮床技术治理污染水体的应用现状及其前景展望[J]. 中国环境科学学会学术年会论文集,2010:2984-2988.)2 类型和组成人工生态浮床类型多种多样,根据浮床的结构可将其分为有框型和无框型两种,无框型人工生态浮床虽然更加贴近自然而且景观上更好看,但由于有框型人工生态浮床在抗冲击和使用寿命等方面优于无框型,故有框型人工浮床则应用较多,约占70%。
有框型人工生态浮床主要由框体、载体、基质和植物等组成,对于这些组成部分的探索是人工生态浮床技术研究热点。
人工生态浮床的框体起到固定浮床和增加浮床的稳定性的作用,因而作为框体材料需要坚固、稳定、能抗风浪,目前人工生态浮床的框体多采用高分子材料PVC管、不锈钢管、木材、毛竹等材料来制作。
不锈钢管或镀锌管等材料虽然硬度高、抗冲击能力强、持久耐用,但由于这些材料的比重大,必须布设浮筒用以增加浮力,而且其价格较贵,故采用的不多;木头、毛竹等材料虽然更加贴近自然、价格也不贵,但若将其常年浸没在水中,容易腐烂,故使用的也相对较少;PVC管因具备比重轻、抗冲击力较强、持久耐用、价格低等优点,得到广泛的应用。
(曹勇,孙从军,生态浮床的结构设计[J]. 环境科学与技术,2009,32(2):121-124.)人工生态浮床的载体是植物生长的支撑物,是整个浮床浮力的主要提供者,井艳文等(2003)认为作为人工生态浮床的载体需要具备以下四个条件:(1)材质比重小,绿色环保,防腐蚀,耐老化,可反复使用;(2)抗风浪冲击能力强;(3)具备柔性连接,整体能随水体上下浮动;(4)植物栽种孔穴能够满足植物生长期种植密度要求(井艳文,胡秀琳,许志兰,刘虎城,利用生物浮岛技术进行水体修复研究与示范[J]. 北京水利,2003,6:20- 22.)。
此外,代培等认为(2006)作为人工生态浮床的载体,还应具有无维护、材料价格低廉、来源广泛以及有利于微生物附着生长挂膜等特点(代培,吴小刚,张维昊,张信芳,人工生物浮岛载体的研究进展[J]. 环境科学与管理,2006,31(6):13-16.)。
聚苯乙烯泡沫板由于具有浮力大、性能稳定、价格低廉等优点,故其作为人工生态浮床的载体备受人们的青睐,得到非常广泛的应用,但其也存在一定的缺点,当浮床废弃后聚苯乙烯泡沫板将形成白色污染(吴伟明,宋祥甫,邹国燕,自然水域浮岛无土栽培[J]. 植物杂志,1997,(2):22- 24.)(章飞军,商弘,吴灵,江镔,城市景观污染水体人工浮床植物筛选[J]. 浙江海洋学院学报(自然科学版),2009,28(4):436-439.)。
目前还有将蛭石、陶瓷、珍珠岩等作为人工生态浮床的载体,这些材料具有微孔结构,可繁殖大量微生物形成生物膜,有利于污染物降解,但由于其费用较高,使用的相对较少(刘淑媛,任久长,由文辉,利用人工基质无土栽培经济植物净化富营养化水体的研究[ J]. 北京大学学报(自然科学版),1999,35(4):518-522.)(郑世华,郑仕远,卿立述,水培陶瓷浮岛的研制及应用探索[ J] . 农村经济与科技,1999,10(7) . 20- 21.)(王怡,彭党聪,珍珠岩生物载体开发研究[J].化工矿物与加工,2005,(12):7-11.)(Hu Guang-Ji, Zhou Min, Hou Hao-Bo, Zhu Xi, Zhang Wei-Hao, An ecological floating-bed made from dredged lake sludge for purification of eutrophic water[J]. Ecological Engineering, 2010, (36): 1448-1458.)。
人工生态浮床的基质是用于固定植物,应具备弹性好,固定强、易吸水、储肥强、不腐烂等特点来保证植物的直立和正常生长。
目前多使用海绵、椰子纤维、陶粒等材料;也有使用土壤作为浮床基质,但由于土壤重量大,又易于造成水体污染,故应用的较少(武琳慈,吴林林,黄民生,阮宇鹰,人工浮床及其在污染水体治理中应用进展[J]. 净水技术,2006,25(4):8-9,50.)(李华,徐亚同,生态浮床在治理污染水体中的应用[J]. 上海化工,2009,(34):4-6.)(曹勇,孙从军,生态浮床的结构设计[J]. 环境科学与技术,2009,32(2):121-124.)植物是人工生态浮床净化水体的主体,需要具备以下条件:适应当地气候和水质条件、净化能力好、抗逆性强、易于管理、具有一定的观赏性和经济价值等。
到目前为止用于大型水库、湖泊和河流等水体净化的植物有46科100多种,已经运用于人工生态浮床来净化水体的植物主要有美人蕉、石菖蒲、菖蒲、香蒲、芦苇、荻、多花黑麦草、水稻、牛筋草、香根草、旱伞草、凤眼莲、海芋、水浮莲、菱、水芹菜、空心菜、狐尾藻、金鱼藻等等(刘淑媛,任久长,由文辉,利用人工基质无土栽培经济植物净化富营养化水体的研究[J]. 北京大学学报(自然科学版),1999,35(4):518-522.)(由文辉,刘淑媛,钱晓燕. 水生经济植物净化受污染水体研究[J]. 华东师范大学学报(自然科学版),2000,(1):99 -102.)(黎华寿,聂呈荣,方文杰,等,浮床栽培植物生长特性的研究[J]. 华南农业大学学报(自然科学版),2003,,24(2):12- 15.)(司友斌,包军杰,曹德菊,等,香根草对富营养化水体净化效果研究[J]. 应用生态学报,2003,14(2):277- 279.)(Li Miao, Wu Y ue-Jin, Yu Zeng-Liang, Sheng Guo-Ping, Yu Han-Qing, Nitrogen removal from eutrophic water by floating-bed-grown water spinach (Ipomoea aquatica Forsk.) with ion implantation[J]. Water Research, 2007, 41: 3152-3158.)(章飞军,商弘,吴灵,江镔,城市景观污染水体人工浮床植物筛选[J]. 浙江海洋学院学报(自然科学版),2009,28(4):436-439.)(Zhou Xiaohong and Wang Guoxiang, Nutrient concentration variations during Oenanthe javanica growth and decay in the ecological floating bed system [J]. Journal of Environmental Sciences 2010, 22(11): 1710–1717.)(Xian Qiming, Hu Lixia, Chen Hancheng, Chang Zhizhou, Zou Huixian, Removal of nutrients and veterinary antibiotics from swine wastewa ter by a constructed macrophyte floating bed system [J]. Journal of Environmental Management 2010, 91: 2657-2661.)。
这些植物均具有生长快、分株多、根系发达、根茎繁殖能力强、生物量大等特点,此外还具有一定的观赏价值和经济价值。
如美人蕉的发达根系能吸收水体中的氮磷等营养物质,其花色艳丽具有较高的观赏价值,此外根茎和花能入药具备一定经济价值;芦苇具有发达的匍匐状根茎,苇秆能造纸和人造丝等,根茎能入药;香根草生物量大适应性强,吸收氮磷能力强,其茎秆也能入药。
由于植物是人工生态浮床净化主体,近几年对于植物的净化能力研究较多。
例如,对比不同植物对磷的去除能力差异,卢进登等利用人工生态浮床在富营养化的水体中栽培了7种植物,发现对于总磷净化效果芦苇最好,其次为荻、水稻、蕹菜、牛筋草、香蒲和美人蕉(卢进登,帅方敏,赵丽娅,康群,李兆华,人工生物浮床技术治理富营养化水体的植物遴选[J]. 湖北大学学报(自然科学版),2005,27(4):402-404.)(卢进登,陈红兵,赵丽娅,李兆华,人工浮床栽培7种植物在富营养化水体中的生长特性研究[J]. 环境污染治理技术与设备,2006,7(7):58-61.),然而江浩等(2009)研究发现美人蕉和香蒲对磷的去除效率高于芦苇。
考虑不同的水温中植物对氮磷的去除效率不同(江浩,吴涛,孙怡超,人工浮床不同植物对水质净化效果试验研究[J]. 河海水利,2009,(2):12-13,37.),胡绵好等(2010)在人工生态浮床上种植水芹和水田芥通过调节温度(35℃为高温、22℃为中温、10℃为低温)来研究不同温度下两种植物对去除氮磷能力的差异,结果表明水田芥在低温条件下除氮能力最强,水芹在高温条件下除氮能力最强;对于去除磷的能力上在低温和中等温度条件下两种植物去除能力差不多,而在高温条件下水芹强于水田芥(Hu Mian-Hao, Yuan Ju-Hong, Yang Xiao-E, He Zhen-Li, Effects of temperature on purification of eutrophic water by floating eco-island system[J]. Acta Ecologica Sinica, 2010, (30): 310–318.)。