一种水生植物生长床及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水生植物生长床及其制备方法，水生植物生长床包括床体、植物生长体和微生物填充体；植物生长体设置在床体中；植物生长体包裹有水生植物的根；植物生长体中设有植物生长复合菌；床体中设有间隙；微生物填充体填充在床体的间隙中；微生物填充体中设有水体净化微生物；植物生长体和微生物填充体中均设有微生物培养物；制备方法包括：植物生长体制备步骤；床体制备步骤；微生物填充步骤；该水生植物生长床节省了常规种植时需先抽水、疏浚底泥、种植植物、水回抽的繁复步骤，可先在生长床上种植植物后，投入水中，投放效率大大提高，生长床对微生物有良好的固定作用，能够持续改善水质。

An aquatic plant growth bed and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水生植物生长床及其制备方法
本专利技术涉及一种水生植物生长床及其制备方法，属于生态养护

技术介绍
湖泊是一个国家经济和社会发展的重要淡水资源之一，它不仅具有调节气候、水利防洪、水产养殖、供水用水、风景旅游等功能，而且在保护生物多样性、维护区域环境生态系统平衡等方面也发挥着重要作用。近年来，由于经济的高速发展、人口的快速增长，工业化、城市化和农业的快速推进，大量营养元素(N、P等)及有机物排入湖泊中，导致浮游植物过量繁殖，透明度下降，湖泊水质迅速恶化，湖泊的富营养化趋势严峻。因此，防治湖泊水体污染、修复富营养化水体、保护水资源是目前我国环保工作的一个重要方向。水生态修复经历了若干年的发展，目前国内外采用的水体修复技术可分为物理法、化学法和生物/生态法。物理法包括底泥疏浚、引水换水、污水截留、造流曝气、机械除藻等。然而疏挖底泥费用昂贵，对水体生态破坏较大，清除的污泥处置困难，容易造成二次污染。但是曝气法存在投资费用高、安装维护困难、运行费用高等问题，不适宜长期应用。机械除藻速度远比不上藻类生长速度，去除效率低，费用高，作用微弱，不能从根本上解决水体富营养化问题。除此之外，打捞出的藻类的处置也是一大难题。化学方法往往采用化学沉淀和化学除藻。通过投加化学混凝药剂促进水中污染物的沉降，提高水体透明度，抑制沉积物中磷的释放，改善水质。但是化学药剂不仅成本高，效果持续时间短，而且容易造成二次污染。投加化学药剂只适用于应急处理。生物/生态法是利用培育的植物或培养、接种微生物的生命活动对水中的污染物进行迁移、转化和降解，从而使水体得到净化的技术。水生植物法是利用水生植物及其共生微生物吸收和分解污染物，从而起到净化水体的作用。水生植物还可以改变水与底泥间的物质交换平衡，促使悬浮或溶解在水中的污染物向底泥转移，澄清净化水质。植物还可以与浮游藻类形成营养竞争，抑制藻类爆发。通过对水生植物收割去除水体中的氮、磷。水生植物法投资成本低，能促进水生生态系统的发展，提高水体景观效果。然而目前水体中种植植物恢复生态植被面临巨大困难，河流中由于水流速的影响，沉水植物难以栽种成活，湖泊中种植沉水植物往往先将水抽排出，疏浚底泥，再人工栽种植物，再逐步回抽水，工作量大，成本高，同时水生植物管理工作量大，管理不到位容易造成二次污染，过多的水上植物会封锁水面，遮蔽阳光，影响水下植被和生物。此外，微生物强化法是通过向湖泊水体中投加人工选育或基因工程培育的修复菌种，通过这些高效菌种快速去除水体中的氮、磷营养元素和有机污染物。此技术操作简单，管理方便，可快速改善水质。但由于水体中缺少微生物的附着基质，投加的微生物往往会随水流损失，要保持良好的修复效果就要持续投加微生物，造成修复费用高昂。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种水生植物生长床，该水生植物生长床节省了常规种植时需先抽水、疏浚底泥、种植植物、水回抽的繁复步骤，可先在生长床上种植植物后，投入水中，投放效率大大提高，生长床对微生物有良好的固定作用，能够持续改善水质。本专利技术的第二个目的在于提供一种上述水生植物生长床的制备方法，该制备方法简单，可实现工业生产。实现本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种水生植物生长床，包括床体、植物生长体和微生物填充体；植物生长体设置在床体中；植物生长体包裹有水生植物的根；植物生长体中设有植物生长复合菌；床体中设有间隙；微生物填充体填充在床体的间隙中；微生物填充体中设有水体净化微生物；植物生长体和微生物填充体中均设有微生物培养物。进一步地，床体为地聚合物床体。进一步地，床体包括按重量份计的以下组分：进一步地，植物生长复合菌包括按重量份计的以下组分：枯草芽胞杆菌30-50份；固氮螺菌15-30份；根瘤菌15-30份。进一步地，水生植物为苦草。进一步地，微生物填充体的填充体积占床体体积的18-26％。进一步地，微生物为EM菌。实现本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种水生植物生长床的制备方法，包括：植物生长体制备步骤：将微生物培养物和植物生长复合菌加入胶凝剂中混合，得到复合菌胶凝液；将复合菌胶凝液包裹水生植物的根，然后进行固化，得到植物生长体；床体制备步骤：将制备床体的原料与植物生长体混合后，固化成型，得到设有植物生长体的床体；微生物填充步骤：将微生物培养物加入胶凝剂中，然后加入活化的水体净化微生物，得到微生物胶凝液；将设有植物生长体的床体浸润微生物胶凝液，然后取出并进行固化，得到水生植物生长床。进一步地，床体制备步骤中，制备床体的原料通过将粉煤灰、偏高岭土、煤矸石和石块与，氢氧化钠和硅酸钠的水溶液混合得到。进一步地，床体制备步骤中，制备床体的原料与植物生长体的质量比为(3-5):1。进一步地，植物生长体制备步骤和微生物填充步骤中，胶凝剂为海藻酸钠和葡苷聚糖的混合液；固化为放入氯化钙溶液中进行固化反应。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术水生植物生长床将植物、微生物直接固化在床体上，在地面生产完成即可直接投放水中生长，植物可依附植物生长体生长，植物生长吸收水体中的污染物质转化为自身物质，进一步修复水体生态环境，微生物与水体连通，则可正常生长繁殖降解污染物，净化水体；2、本专利技术水生植物生长床运输方便，使用时直接投放于河流即可，投放场地不受限制，即便是河底凹凸不平也不影响水生植物生长床的放置；3、本专利技术水生植物生长床可以美化河流环境，大大克服了传统生态修复需抽水，疏导底泥再种植的缺陷；4、本专利技术水生植物生长床可以轻松提取出水面进行植物维护管理，模块化管理，避免了水下作业难的问题。附图说明图1为水生植物生长床的结构示意图；图2-4为模拟检测水体总磷、COD和氨氮浓度变化折线图；图5-7为模拟检测上覆水总磷、COD和氨氮浓度变化折线图；图8为模拟检测底泥有机质含量变化折线图；图9-11为实际检测上覆水总磷、COD和氨氮浓度变化折线图；图12为实际检测底泥有机质含量变化折线图；图13-15为实际检测水体总磷、COD和氨氮浓度变化折线图；图中，1、床体；2、植物生长体；3、微生物填充体；4、水生植物的根。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：参照图1，一种水生植物生长床，包括床体1、植物生长体2和微生物填充体3；植物生长体2设置在床体中；植物生长体3包裹有水生植物的根4；植物生长体2包括植物生长复合菌；床体1中设有间隙；微生物填充体3填充在床体1的间隙中；微生物填充体3中设有水体净化微生物；植物生长体2和微生物填充体中均设有微生物培养物。其中，床体为地聚合物床体，床体包括按重量份计的以下组分：在该成分比例区间中，新形成的地聚合物具有高强度和高韧性，从而保证该床体的抗压强度在15-20PMa，针对水下的使用场景，其具有较强的耐腐蚀性和良好的耐久性和抗压性；地聚合物的孔隙结构对污染物具有吸附作用，同时孔隙中因固定了大量可以降解污染物的水体净化微生物，提高了微生物降解底泥中污染物的效率，同时地聚合物的结构为水生植物的生长提供了空间。其中，植物生长复合菌包括按重量份计的以下组分：枯草芽胞杆菌30-50份；固氮螺菌15-30份；根瘤菌15-30份。其中，水生植物为苦草；苦草生长吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水生植物生长床，其特征在于，包括床体、植物生长体和微生物填充体；所述植物生长体设置在床体中；所述植物生长体包裹有水生植物的根；所述植物生长体中设有植物生长复合菌；所述床体中设有间隙；所述微生物填充体填充在床体的间隙中；所述微生物填充体中设有水体净化微生物；所述植物生长体和微生物填充体中均设有微生物培养物。

【技术特征摘要】
1.一种水生植物生长床，其特征在于，包括床体、植物生长体和微生物填充体；所述植物生长体设置在床体中；所述植物生长体包裹有水生植物的根；所述植物生长体中设有植物生长复合菌；所述床体中设有间隙；所述微生物填充体填充在床体的间隙中；所述微生物填充体中设有水体净化微生物；所述植物生长体和微生物填充体中均设有微生物培养物。2.如权利要求1所述的水生植物生长床，其特征在于，所述床体为地聚合物床体。3.如权利要求1所述的水生植物生长床，其特征在于，所述床体包括按重量份计的以下组分：4.如权利要求1所述的水生植物生长床，其特征在于，所述植物生长复合菌包括按重量份计的以下组分：枯草芽胞杆菌30-50份；固氮螺菌15-30份；根瘤菌15-30份。5.如权利要求1所述的水生植物生长床，其特征在于，所述微生物填充体的填充体积占床体体积的18-26％。6.如权利要求1所述的水生植物生长床，其特征在于，所述微生物为EM菌。7.一种水生植物生长床的制备方法，其特征在于包括：植物生长体...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志强，朱家玺，马连锁，陈海峰，张扬，王东，袁梦娇，焦梦雨，李淼，
申请(专利权)人：广州博嵩生物环保科技有限公司，山西晨通环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44