一种提供生境的复合生态浮床制造技术

本发明专利技术涉及一种提供生境的复合生态浮床，其特征在于该方法能实现净化水质和提供生境的双重生态修复效果，该方法所建立的系统包括顶部植物吸收利用鸟类生存区、基质吸附处理鱼类生存区、微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区及沉水植物吸收区。本发明专利技术所述系统具有氮磷去除效果好、安装管理方便、抗水流冲击能力强、运行费用低等特点，极大地提高了生态浮床装置对富营养化水体中污染物的去除能力，非常适合于浆砌河道、湖库以及景观水体的原位净化处理及水体生态系统的修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污染水体原位浄化及生态系统修复的方法或エ艺，特别涉及ー种高效去除水体中N、P污染物并可为鸟类、鱼类、两栖类等生物提供生存环境的复合生态浮床构建方法。ニ、
技术介绍
随着河、湖边坡浆砌化程度的大幅增加以及河湖所接纳的污染物量日益增多，河、湖富营养化程度日益严重，其自浄能力也越来越弱，进而导致了河湖生态系统严重恶化，并由此引发了一系列的环境问题。对于富营养化水体的治理，以往国内外主要采用底泥疏浚、机械捞藻、化学杀藻、生化综合除藻、人工种植水生植物、水产养殖等物理生态工程和生物调控等治理措施；这些物理与化学方法的工程不但耗资巨大，而且大规模实施可能会对生态系统产生负面影响。生态浮床技术是ー种受污染河湖水体处理常用的原位处理技术，在治理河湖水体污染、修复河湖生态系统的过程中效果显著。该技术是指在植物生长过程中，通过植物根部的吸收、吸附作用，以及浮床基质的吸附作用，去除水体中的氮、磷等营养物质，从而达到净化水体的目的，展现出ー种新型的水污染控制方式，已经得到了广泛应用。最早出现的生态浮床往往只是通过一定的固定方式在水上种植水生植物，利用植物根系吸收和植物-微生物共生系统净化水质，但因浮床植物及附着的微生物数量有限，导致该类型浮床的水质净化效果不高。已有研究证实，植物吸收利用的氮、磷素仅占生态浮床系统氮、磷去除量的8%和13%，可见植物的同化吸收并非人工浮床系统的主要脱氮除磷途径。为提高生态浮床的生物浄化效果，逐步开发了在下层设置填料层的浮床，填料生物膜的形成可提高生态浮床的微生物数量。在生态浮床去除污染物的过程中，无机材料的吸附和微生物的降解起着至关重要的作用。目前，该类型的生态浮床选用的多为软性填料和弾性立体填料，由于这些填料都是针对污水处理厂研制的，没有考虑到河、湖等自然水体的地理特点和水文特征等，在应用中存在安装和更换困难、水流阻カ大、易受水流冲击破坏、易打结等不足，大大限制了其浄化自然水体效果。复合生态浮床融合了高效吸附材料，为微生物的附着提供了巨大的表面积，有利于高效发挥微生物的作用，必将成为浮床技术的发展趋势。另外，复合生态浮床能有效降低水流速度，促进水体中不溶于水的悬浮物的絮凝沉淀，并降低底泥再悬浮的风险。据研究，硝化和反硝化反应在去除水体氮素的过程中发挥着重要作用，但两个反应所需的环境条件截然不同，硝化细菌适宜于好氧环境，而反硝化细菌在厌氧水体中活性较大，并且聚磷菌在好氧环境中对磷的吸收量要显著大于其在厌氧环境下对磷的释放量，所以，创造合适的好氧-厌氧环境必将有效提高污染水体氮磷的去除效率。一般来说，水体的DO浓度随水深的增加递减，由于DO的限制，水体中的好氧微生物和水生动植物对水体的净化作用受到抑制，因此，水体的富氧效果在很大程度上影响了水体的自浄作用。现有的生态浮床一般由三部分组成浮床框架、植物、填充基质，主要是将水生植物种植在浮床框架和共同组成的基质中，进而实现净化水体的目的。但由于这些植物的根易裸露于水中，易被鱼类吞食，从而影响水生植物的正常生长，使得生态浮床的浄化效果受到破坏；而且主要靠植物、微生物的吸收和基质的吸附作用对水体中的污染物进行降解，作用机制较为单一，较难形成良好的循环系统，同时由于生物量的限制使得净化效果较难有根本性的提高，因此，必须在浮床的构造形式上有所创新。“生物共生机制、生物多祥性及食物链原理”是河湖生态系统修复中遵循的重要原理，通过构建生态共生机制和加强食物链环节来提高生态修复的效果，进而提供一种既能自富氧又能自己创造合适的好氧-厌氧环境，既能净化水体又可形成良好的生态系统的复合生态浮床，以此保证浮床的长期高效运转。三
技术实现思路
本专利技术需要解决的问题是 本专利技术针对上述现状，g在提出ー种通过构建生态共生机制以及水生动物通行通道和生存场所来強化水生生物浄化功能并形成良好循环生态系统的复合生态浮床构建方法。本专利技术是通过采用下述技术方案实现的 ー种提供生境的复合生态浮床，其特征在于包括顶部植物吸收利用鸟类生存区、基质吸附处理鱼类生存区、微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区及沉水植物吸收区；由上到下依次为顶部植物吸收利用鸟类生存区、基质吸附处理鱼类生存区、微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区及沉水植物吸收区； 其中所述顶部植物吸收利用鸟类生存区由下到上依次带有透光孔的竹排、天然纤维垫、水生植物构成； 所述的基质吸附处理鱼类生存区包括框架，其中框架内设有填料基质，且框架内设有通道； 所述微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区由带有孔洞的悬挂基质包组成； 所述沉水植物吸收区包括沉水植物和装有载体基质的网袋。所述鸟类生存区中水生植物为空心菜、香根草、水芹菜和多花黒麦草中至少ー种；所述天然纤维垫为竹丝、亚麻、黄麻、香蕉叶纤维和椰棕纤维中至少ー种；所述竹排的材料为毛竹，竹排上设有透光孔。所述的基质吸附处理鱼类生存区的通道的大小设定以水中主要鱼类自由游动为准；框架由毛竹和不锈钢丝网围成，不锈钢丝网内设有填料基质，所述的填料基质为沸石和生物陶粒中至少ー种,其中沸石的粒径为l_3cm，生物陶粒的粒径为l-2cm。所述微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区的悬挂基质包外部为尼龙网或不锈钢丝网，内部填料为沸石和生物陶粒中至少ー种。所述沉水植物吸收区的沉水植物为金鱼藻、菹草、黑藻和马来眼子菜中至少ー种；载体基质为石英砂、沸石或\和生物陶粒，其中石英砂的粒径为O. 3-0. 7cm，沸石的粒径为l-3cm，生物陶粒的粒径为l-2cm ;网袋为尼龙网或不锈钢丝网。所述顶部植物吸收利用鸟类生存区的周围还设有ー个以上浮子。具体说明如下 (I)顶部植物吸收利用鸟类生存区。该区由带有一定数量透光孔的竹排、天然纤维垫以及水生植物构成。透光孔直径的大小在40-60cm左右，主要作用是使光能够穿过浮床为底层的沉水植物生长提供足够的光照，同时透光孔的存在还可以为鱼类等水生动物提供通行通道和生存场所。竹排选用便宜耐用的毛竹为材料，由20-40根长5m、直径O. Im左右的毛竹排列而成，竹排宽2-4m，长5m，用2-3根硬度较大的细杆如钢筋在横向上钻孔固定竹排，用不锈钢丝或尼龙绳将竹排固定，虽然有两至三节竹子进水，竹排仍然能够保持足够的浮力。天然纤维垫的天然纤维可以为竹丝、亚麻、黄麻、香蕉叶纤维或椰棕纤维中至少ー种，主要为顶部水生植物的生长提供支撑基质，并为鸟类提供栖息的环境。经筛选，顶部水生植物可以为香根草、美人蕉、空心菜、水芹菜、菖蒲、千屈菜或多花黒麦草中的至少ー种，这七种植物易于栽种，具有去污能力强、緑化效果好的特点。顶部植物吸收利用鸟类生存区(I)的周围还设有ー个以上浮子；浮子的数量根据浮床在水体中状态确定，保证浮床的悬浮。植物吸收利用単元能将水体中的营养物质吸收转化为植物组织，通过对植物的收割实现水体污染物的转移。(2)基质吸附处理鱼类生存区。所述的基质吸附处理鱼类生存区是由沸石、生物陶粒等填料基质填充在框架内，中间挖有空的通道；通道的大小设定以水中主要鱼类自由游动和栖息为准，直径4(T60cm，所述的框架为长方体结构，框架材料可以选用竹子或木条，并由不锈钢丝网围成，不锈钢丝网内表面设有衬里，村里填料为沸石和生物陶粒。本区利用其设有的沸石和生物陶粒等填料加速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种提供生境的复合生态浮床，其特征在于包括顶部植物吸收利用鸟类生存区(I)、基质吸附处理鱼类生存区(2)、微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区(3)及沉水植物吸收区(4);自上到下依次为顶部植物吸收利用鸟类生存区(I)、基质吸附处理鱼类生存区(2)、微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区(3)及沉水植物吸收区(4)； 其中所述顶部植物吸收利用鸟类生存区(I)由自下到上依次带有透光孔(5)的竹排(6)、天然纤维垫(7)、水生植物(8)构成； 所述的基质吸附处理鱼类生存区(2)包括框架(9)，其中框架(9)内设有填料基质(10)，且框架(9)内设有通道(11)； 所述微生物挂膜强化处理小型水生动物生存区(3)由带有孔洞(12)的悬挂基质包(13)组成； 所述沉水植物吸收区(4)包括沉水植物(14)和装有载体基质(15)的网袋(16)。2.根据权利要求I所述的ー种提供生境的复合生态浮床，其特征在于所述鸟类生存区(I)中水生植物(8)为空心菜、香根草、水芹菜和多花黒麦草中至少ー种；所述天然纤维垫(7)为竹丝、亚麻、黄麻、香蕉叶纤维和椰棕纤维中至少ー种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕文明，刘凌，夏倩，钱宝，邢西刚，王流通，闫峰，陈立尧，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：