一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置，属于河湖水体净化与生态修复领域。可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置包括植物沉块、植物浮块、固定与升降调节装置。本发明专利技术装置可根据水体透明度与水位变化调节植物沉块与植物浮块在水体中的位置以达到水生植物生长和水质立体耦合的效果，并可通过植物沉块与植物浮块的组合建立起完善的水生生态系统。植生基质块有利于回收更换，并且可根据植物的生长周期更换植物品种，装置结构稳定，抗冲击能力强，易回收，且所用材料环保无污染，可实现工厂化生产，现场施工方便。本发明专利技术适用于河流、湖泊等开放性水体原位净化和生态修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及河湖水质净化与生态修复领域，涉及一种可升降植物沉块与浮块立体 耦合净化水质的装置，特别涉及一种可根据水体透明度变化与水位变化调节沉块与浮块在 水体中的位置，以达到立体耦合净化水体的效果，并可为水生生物提供栖息环境，有利于水 生生态系统健康的装置。
技术介绍
我国目前河湖水污染问题严重，众多湖泊呈现富营养化，水生态系统不断退化，水 体的自净能力不断弱化。如何提高河湖水域的自净能力，改善日趋恶化的河湖水环境，修复 退化或受损的水生生态系统，是目前水环境保护中的主要问题。目前国际上采用的河湖水体净化与生态修复技术主要有三类 一是物理方法，即 通过工程措施，进行机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等，但往往治标不治本，只能作为对付突 发性水体污染的应急措施。二是化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、 加入石灰脱氮等，但花费大，并易造成二次污染。三是生物——生态方法，如放养控藻型生 物、构建人工湿地和水生植被，这是当前的研究热点。生态浮床技术是目前应用较为广泛的水生生态系统恢复技术。现行河湖采用的水 生植物生态浮床主要有泡沫板式浮床、竹制浮床、围堰式浮床。泡沫板式浮床种植面积大， 造价成本较低；但物理性能差，极易破损，布局呆板，只局限于大型河道，没有分流渠道，汛 期会产生阻水情况，泡沫属环保部门列出的易产生二次污染的材料。竹制浮床取材容易，造 价成本较低；但床体自重大，易吸水，易腐，汛期易阻水，景观布局呆板。围堰式植物可选性 强；但造价高，无水位调节功能，挤占河道，行洪有障碍，此法运用较少。生态沉床技术是利用沉床载体和植生基质栽植沉水植物对污染水体进行原位净 化与修复的一种“生物_生态”技术。沉水植被恢复是修复退化或受损的水生生态系统的 关键，而水下透明度和光照条件则是沉水植物恢复的关键。沉水植物只有在得到充分的光 照条件下才能进行光合作用维持生存，即沉水植物的生长必须位于水体中的光补偿点或光 补偿深度之上。光补偿点是指植物光合作用和呼吸作用平衡时植物的净生产量为零时的光 照强度，光补偿深度则是光照强度等于植物光补偿点的水层深度。然而，在污染水体中，由 于大量悬浮物质和有机物质增加了光在水体中的吸收和散射，导致中下层水体光照强度大 大低于沉水植物的光补偿点，沉水植物光合作用小于呼吸作用，其生存受到抑制并最终导 致植物群落的消亡，在此环境条件下进行沉水植物的修复十分困难。因此，污染水体中的沉 水植物生长和沉水植被的修复是水体生态修复中的难点问题，目前还没有十分有效的技术 解决污染水体中沉水植被恢复过程中面临的水下光照条件等问题，这也是生态沉床技术应 用中面临的主要技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置，可根据待修复水体透明度变化与水位变化调节植物沉块与植物浮块在水体中的位置以达到 适应水生植物生长、立体耦合净化水质的效果，并可通过植物沉块与植物浮块的组合逐步 恢复水生植物群落、建立起完善的水生生态系统。本专利技术的技术方案一种可升降植物沉块与浮块相结合净化水质的装置包括植物 沉块、植物浮块和固定与升降调节装置，所述植物沉块包括长方体框架与设在长方体框架 内的植生沉质块，植物浮块包括长方体框架与设在长方体框架内的植生浮质块；所述长方体框架内垂直设有长度与长方体框架高度相等的空心圆管，所述空心圆 管下端面的圆心与长方体框体下表面的中心是同一点，所述长方体框架上、下表面各边的 中点通过金属杆分别与空心圆管上、下端口相连，且与空心圆管相连的金属杆垂直于与其 相连的边；所述植生沉质块是由用无纺面料或滤水型土工织物包裹好的植生基质的外面包 裹一层尼龙网形成；所述植生浮质块包括凹槽的塑料泡沫块和设于凹槽内的植生基质，设于凹槽的植 生基质外包裹无纺面料；所述固定与升降调节装置包括硬质实心圆杆、第一螺母、第二螺母和第三螺母，所 述硬质实心圆杆的两端之间沿轴向均勻设有若干螺纹孔；所述第一螺母和第二螺母分别设 于硬质实心圆杆上的最上端的两个螺纹孔，第三螺母设于其它螺纹孔中的其中一个；所述植物沉块上的空心圆管和植物浮块上的空心圆管均活套与所述硬质实心圆 杆外，所述植物浮块位于植物沉块上方，所述植物浮块位于第一螺母和第二螺母之间，所述 植物沉块位于第二螺母和第三螺母之间。所述植生基质为将砾石、沙石、生土按待修复河湖的河床中的砾石、沙石和生土的 体积比例，并保证5% 10%的空隙率加水分层制成；植生基质的底层为砾石层，中层为沙 石层，上层为生土层，并在所述沙石层添加为沙石层体积5% 15%的切碎的玉米杆与芦 苇杆。所述植物浮块的植生基质上均勻添加挺水植物和浮水植物种子或插种挺水植物 和浮水植物分枝，植物沉块的植生基质上均勻添加沉水植物种子或插种沉水植物分枝。所述长方体框架上表面外设有黑白相间的透明度圆盘，所述透明度圆盘通过金属 杆与长方体框架上表面的边的中点相连。所述硬质实心圆杆沿轴上至少设有10个螺纹孔，最上端两个螺纹孔之间的间距 为拟修复水体丰水位与枯水位之差，其它相邻的两个螺纹孔之间间距为30 50cm。本专利技术的优点这种可升降的植物沉块与浮块相结合进行水质净化的装置主要有 以下的优点(1)非常适用于透明度不高受污染水体的原位净化和生态修复，可调节植物沉块 在水体中的相对位置，控制植物沉块上沉水植物的生长位于水体的光补偿深度之上，使沉 水植物生存区间内的光照能够满足植物生长的需要。结合植物浮块对水体进行净化，随着 水质改善和水体透明度增高，以及植物不断生长，使植物沉块逐步下沉并最终移栽到水体 底部，促进沉水植被的恢复和重建。(2)可以有效吸收受污染水体中过量的营养物质，随着沉水植物的生长，为水体生 态系统恢复提供溶解氧，为逐步引进浮水与挺水植被提供了有利条件；随着浮水与挺水植物的生长，逐渐建立起以沉水植物修复为主，浮水与挺水植物修复为辅的较为完善的水生生态恢复系统，并为螺贝类、鱼类及两栖类动物提供了理想的栖息环境。(3)采用砾石、沙石、生土三层填料结构的植生基质层不仅有利于植物的生长，而 且填料结构类似于人工湿地填料结构，填料的空隙之间形成的生物膜能吸附去除污染物 质。并且在中层添加一定量切碎的玉米杆与芦苇杆，为在处理高氮磷水体时提供了充足的 碳源。(4)植生基质块有利于回收更换，并且可根据植物的生长周期更换植物品种，保证 了植物修复的效果不受季节变化影响且不形成二次污染。(5)可根据水位变化调节植物沉块与植物浮块在水体中位置，保证了在不同水情 条件下水生植物群落正常生长和本装置对水体的净化效果。(6)结构稳定，抗冲击能力强，易回收，且所用材料环保无污染，植物沉块与植物浮 块框架可实现工厂化生产，不受地点与时间的限制，且现场施工方便。附图说明图1 本专利技术装置示意图；图2 植物沉块俯示意图；图3 为图二 A-A方向剖面图；图4 植物浮块俯示意图；图5 为图四A-A方向剖面图；图6 固定与升降调节装置示意图。1 植物沉块、2 植物浮块、3 固定与升降调节装置、4 位于植物沉块内长方体框 架、5 植生沉质块、6 植生浮质块、7 沉水植物、8 浮水植物和挺水植物、9 透明度圆盘、 10 植生基质、11 位于植物浮块内长方体框架、12 塑料泡沫块、13 空心圆管、14 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置，包括植物沉块（１）、植物浮块（２）和固定与升降调节装置（３），其特征在于：所述植物沉块（１）包括长方体框架与设在长方体框架内的植生沉质块（５），植物浮块（２）包括长方体框架与设在长方体框架内的植生浮质块（６）；所述长方体框架内垂直设有长度与长方体框架高度相等的空心圆管（１３），所述空心圆管（１３）下端面的圆心与长方体框体下表面的中心是同一点，所述长方体框架上、下表面各边的中点通过金属杆分别与空心圆管（１３）上、下端口相连，且与空心圆管（１３）相连的金属杆垂直于与其相连的边；所述植生沉质块（５）是由用无纺面料或滤水型土工织物包裹好的植生基质的外面包裹一层尼龙网形成；所述植生浮质块（６）包括设有凹槽的塑料泡沫块（１２）和设于凹槽内的植生基质，所述设于凹槽的植生基质外包裹无纺面料；所述固定与升降调节装置（３）包括硬质实心圆杆（１８）、第一螺母（２０）、第二螺母（２１）和第三螺母（２２），所述硬质实心圆杆（１８）的两端之间沿轴向均匀设有若干个螺纹孔；所述第一螺母（２０）和第二螺母（２１）分别设于硬质实心圆杆（１８）上的最上端的两个螺纹孔，第三螺母（２２）设于其它螺纹孔中的其中一个；所述植物沉块（１）上的空心圆管和植物浮块（２）上的空心圆管均活套于所述硬质实心圆杆（１８）外，所述植物浮块（２）位于第一螺母（２０）和第二螺母（２１）之间，所述植物沉块（１）位于第二螺母（２１）和第三螺母（２２）之间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯俊，王超，李丽娜，王沛芳，唐标文，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]