专利名称：淹没式组合生态浮床水质改善装置的制作方法
技术领域：
本发明属于生态环境工程技术领域，涉及一种生态浮床水质改善装置，尤其涉及
一种淹没式生态浮床与生物填料、人工水草组合的水质改善装置。
背景技术：
生态浮床已被证明是一种经济、简便、生态的水质改善技术，被用于净化改善河湖 水质。生态浮床技术在浮床载体上种植植物，吸收水中的氮、磷、有机质等污染物，生态浮床 有时组合了水生动物、生物接触氧化填料，形成立体结构，强化水质改善效果。
目前，生态浮床技术还没有作为一种成熟的技术被广泛应用，主要存在以下一些 问题。首先，种植方式过于简易，耐久性不够；浮床植物难以越冬，种植管理工作量大，难以 持续利用。目前主要以泡沫塑料板为载体，在其上开孔，用软性材料包裹植物塞入种植孔 中。由于泡沫板强度低，易破碎，难以重复利用。植物直接塞入种植孔，容易倒伏。也有些
浮床采用竹、木质浮体，均存在腐烂问题。目前主要的浮床植物美人蕉在5t:以下难以成活，
不能越冬。因此，这种生态浮床每年需要更换，工作量大。其次，生态浮床的人工痕迹太重， 破坏了水体的自然景观，尤其在城市水体中影响美观。白色的泡沫塑料浮板是一种白色污 染，尽管它自身并不污染水体，但景观上很不协调，难以被市民接受。有些浮床采用空心塑 料桶、轮胎等作为浮体，还有些立体浮床甚至在浮床上安装了莲蓬头喷水装置，工程化痕迹 太重，景观效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种可持续利用、景观协调的组合生态浮床水质改善装置。 该装置浮床载体简便经济、强度高、耐久性好；植物种植方式简便、牢固；消除了浮床的人 工痕迹，视觉景观效果好；将生物接触氧化技术与生态浮床技术组合，形成既具有天然水生 态景观效果，又具有工程化的水质改善效果，管理工作量小的组合生态浮床水质改善装置， 用于去除水中的氮、磷、有机物等污染物。 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案淹没式组合生态浮床水质改善装置， 包括浮板1、种植篮2、浮床植物3、上凸浮块4、种植篮填料7和人工水草8，所说的上凸浮块 4固定于浮板1上方，种植篮2搁置于浮板1的种植篮孔9中，种植篮填料7放置于种植篮 2内，浮床植物3种植于种植篮填料7中，人工水草8悬挂在浮板1下方，其特征是，浮板1 完全淹没后提供的浮力略小于浮板1、种植篮2、种植篮填充料7、人工水草8在水中重量之 和，保证浮板1淹没于水中，浮板1和上凸浮块4均淹没后，两者提供的总浮力应大于浮板 1、种植篮2、种植篮填充料7、人工水草8、上凸浮块4在水中的总重量与浮床植物3重量的 1. 5倍之和，保证上凸浮体4露出水面。 所述的浮板1内浇注有浮板加强筋5，浮板1上开有种植篮孔9，上凸浮块4内浇 注有浮块加强筋16，浮板加强筋5和浮块加强筋16为塑料、玻璃钢等防腐耐久材料制成的 长条，上凸浮块4外形为水鸟或竹节等仿生形态。
所述的人工水草8由醛化维纶丝19、维纶丝固定框20、维纶丝固定轴21、维纶丝卡
箍22组成，维纶丝固定轴21相互平行，维纶丝卡箍22为开口的空心圆柱体，其内径与维纶
丝固定轴21相同，醛化维纶丝19均匀地绕挂在维纶丝固定轴21上，维纶丝卡箍22从开口
处卡套在维纶丝固定轴21上。 所述的种植蓝填充料7是陶粒或蛭石。 本发明由淹没式配筋浮体、种植篮、种植篮填充料、浮床植物、人工水草等组成。淹 没式配筋浮体由配筋泡沫塑料浮板和固定于浮板上的上凸浮块组成，浮板淹没于水中，上 凸浮块露出水面。由于浮板淹没于水中，上凸浮块做成水鸟、竹节等仿生形态，消除了浮板 的白色污染和人工痕迹。配筋泡沫塑料浮板由聚乙烯泡沫塑料板和加强筋浇注而成，将聚 乙烯、玻璃钢等耐久防腐材料制成长条形加强筋，浇注在泡沫塑料板内，提高泡沫塑料板的 强度和耐久性。泡沫塑料板价格低廉、制作简便，配筋法以简便易行的方法克服了泡沫塑料 板强度低的缺点。在配筋浮板上开孔，孔中搁置圆柱形种植篮，篮内填充陶粒、蛭石等填充 料，在填充料内载种浮床植物。由于填充料的固定作用，防止了植物的倒伏，同时填充料是 微生物的载体，其上生长的生物膜能降解水中的氮和有机污染物。浮床植物选择黄菖蒲、西 伯利亚鸢尾等耐寒、能越冬的植物，配合经久耐用的配筋浮体，可实现生态浮床的可持续利 用。浮床植物根系穿过种植篮缝隙进入水体，吸收水中的氮、磷、有机质、重金属等污染物， 通过收割浮床植物茎叶、花卉、种子，将污染物移出水体。在配筋泡沫塑料浮体的下方悬挂 人工水草，作为微生物的载体，提高生态浮床的微生物量，降解水中的有机污染物。人工水
草由醛化维纶丝和固定框架组成，固定维纶丝的框架条为平行式，改变了以往固定维纶丝 的框架呈中心放射式的排列结构，避免了维纶丝相互缠绕，提高了维纶丝的分散度和均匀 性。 本发明与现有技术相比还具有以下有益功效 (1)采用上凸浮块和浮板组合浮体，浮板淹没水中，上凸浮块露出水面，并将上凸 浮块设计成仿生形态，将绝大部分浮体淹没于水中，消除了浮床的白色污染和人工痕迹，形 成浮床植物犹如从水中穿出的自然景观，改善了景观效果。 (2)在聚乙烯泡沫塑料板内配置加强筋，以低廉、简便的方法提高了聚乙烯泡沫板 的强度，配合以黄菖蒲、西伯利亚鸢尾等耐寒、水质改善效果好的多年生植物，只需在每年 冬季收割植物的茎叶，管理工作量小，实现了生态浮床的可持续利用。
(3)采用种植篮加填充料的种植方法，提高了种植的可靠性。同时，填充料可成为
微生物载体，在其表面和内部孔隙内生长微生物膜，能降解水中氮和有机污染物。
(4)采用平行排列的醛化维纶丝人工水草，改变了中心放射式的传统排列方式，避
免了维纶丝的相互缠绕，提高了维纶丝的分散度和均匀性，有利于生物膜的生长附着。
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
图1是本发明的平面结构示意图；
图2是本发明的剖面结构示意图；
图3是本发明的浮板剖面结构示意图；
图4是本发明的浮板组合连接示意4
图5是本发明的上凸浮块与浮板连接示意图；
图6是本发明的种植篮结构示意图；
图7是本发明的人工水草结构示意图； 图中，1-浮板，2-种植篮，3-浮床植物，4-上凸浮块，5-浮板加强筋，6_浮板连接 榫头，7_种植篮填充料，8-人工水草，9-种植篮孔，10-浮板连接孔，11-插销，12-上榫头， 13-上榫头孔，14-下榫头，15-下榫头孔，16-浮块加强筋，17-浮块连接榫头，18-浮块连接 榫头孔，19-醛化维纶丝，20-维纶丝固定框，21-维纶丝固定轴，22-维纶丝卡箍，23-尼龙 绳，24-挂钩，25-尼龙绳孔，26-种植篮竖向篾条，27-种植篮环向篾条，28-种植篮底篾条， 29-种植篮口翻边。
具体实施例方式
如图1、图2所示，淹没式组合生态浮床水质改善装置由浮板1、种植篮2、浮床植物 3、上凸浮块4、种植篮填料7和人工水草8等组成。上凸浮块4固定于浮板1上方，种植篮 2搁置于浮板1的种植篮孔9中，种植篮填料7放置于种植篮2内，浮床植物3种植于种植 篮填料7中，人工水草8悬挂在浮板1下方，其特征是，浮板1完全淹没后提供的浮力略小 于浮板1、种植篮2、种植篮填充料7、人工水草8在水中重量之和，保证浮板1淹没于水中， 浮板1和上凸浮块4均淹没后，两者提供的总浮力应大于浮板1 、种植篮2、种植篮填充料7、 人工水草8、上凸浮块4在水中的总重量与浮床植物3重量的1. 5倍之和，保证上凸浮体4 露出水面。 如图3、图4所示，浮板1为聚乙烯泡沫塑料或合成树脂等轻质不透水材料浇注而 成的平板，浮板l内有浮板加强筋5，浮板加强筋由聚乙烯塑料(PE)、玻璃钢等防腐刚性材 料制成的长条。浮板加强筋5浇注在浮板1内部，设在两排种植篮孔9之间和浮板1的最外 侧，纵横向均设置。每块浮板1内的浮板加强筋5至少伸出4个浮板连接榫头6，其上开有 浮板连接孔IO，用于浮板的连接固定。从浮板加强筋5向上伸出上榫头12，其上开有上榫 头孔13，用于连接上凸浮块4。从浮板加强筋5向下伸出下榫头14，其上开有下榫头孔15， 用于悬挂人工水草8。浮板1上开有种植篮孔9，用于放置种植篮2。相邻两块浮板的浮板 连接榫头6侧面紧贴在一起，用插销11穿进浮板连接孔10中，将两块浮板1连接在一起。 插销11由铜、铝等金属线材弯折成"^ "形。 如图5所示，上凸浮块4外形做成水鸟、竹节等仿生形态，其材料与浮板1相同，内 部配有浮块加强筋16，材质与浮板加强筋5相同。浮块加强筋16向外伸出浮块连接榫头 17，其上开有浮块连接榫头孔18。将浮块加强筋16侧面与上榫头12紧贴在一起，用插销 11穿进上榫头孔13和浮块连接榫头孔18中，将上凸浮块4固定在浮板1上。每个独立工 作的浮板1上应至少固定3个上凸浮块4，保证整个浮床的平衡性。 如图6所示，种植篮2为圆柱形，由种植篮竖向篾条26、种植篮环向篾条27、种植 篮底篾条28、种植篮口翻边29组成。种植篮2由聚乙烯塑料(PE)等防腐耐久材料编制或 用模具压制而成。种植篮2篾条的缝隙宽度3 10mm，既防止种植篮填充料漏出，又便于植 物根系伸出种植篮。种植篮2 口径10 20cm，高度10 20cm，种植篮2圆柱体上口外径 比浮板1上开设的种植篮孔9的直径小1 5mm。种植篮口翻边29外径比种植篮孔9的直 径大lcm以上。在种植篮2内填充陶粒、蛭石等种植篮填充料7，其粒径5 20mm，并应不料7中。
如图7所示，人工水草由醛化维纶丝19、维纶丝固定框20、维纶丝固定轴21、维纶 丝卡箍22组成，维纶丝固定框20和维纶丝固定轴21用PVC材料制作，边长15 20cm，厚 度4 8mm。维纶丝固定轴21直径3 8mm，维纶丝固定轴21相互平行，距离8 12cm。 维纶丝卡箍22为开口的空心圆柱体，其内径与维纶丝固定轴21相同，采用塑料、橡胶等具 有一定弹性的材料制成。醛化维纶丝19均匀地绕挂在维纶丝固定轴21上，维纶丝卡箍22 从开口处卡套在维纶丝固定轴21上。醛化维纶丝19的悬挂长度8 12cm。尼龙绳23穿 过维纶丝固定框20中间的尼龙绳孔25，尼龙绳23在尼龙绳孔25上下侧打结，将人工水草 固定在尼龙绳23上。尼龙绳23的顶端固定挂钩24，挂钩24悬挂于下榫头孔15中。
浮板1完全淹没后提供的浮力略小于浮板1、种植篮2、种植篮填充料7、人工水草 8在水中重量之和，保证浮板1淹没于水中，可按浮力等于浮板1、种植篮2、种植篮填充料 7、人工水草8在水中重量之和的0. 95 0. 99倍，由此计算所需的浮板1的体积。浮板1 和上凸浮块4均淹没后，两者提供的总浮力应大于浮板1、种植篮2、种植篮填充料7、人工水 草8、上凸浮块4在水中的总重量与浮床植物3重量的1. 5倍之和，保证上凸浮体4露出水 面，由此计算所需的上凸浮块4的总体积。
权利要求
一种淹没式组合生态浮床水质改善装置，包括浮板(1)、种植篮(2)、浮床植物(3)、上凸浮块(4)、种植篮填料(7)和人工水草(8)，所说的上凸浮块(4)固定于浮板(1)上方，种植篮(2)搁置于浮板(1)的种植篮孔(9)中，种植篮填料(7)放置于种植篮(2)内，浮床植物(3)种植于种植篮填料(7)中，人工水草(8)悬挂在浮板(1)下方，其特征是，浮板(1)完全淹没后提供的浮力略小于浮板(1)、种植篮(2)、种植篮填充料(7)、人工水草(8)在水中重量之和，保证浮板(1)淹没于水中，浮板(1)和上凸浮块(4)均淹没后，两者提供的总浮力应大于浮板(1)、种植篮(2)、种植篮填充料(7)、人工水草(8)、上凸浮块(4)在水中的总重量与浮床植物(3)重量的1.5倍之和，保证上凸浮体(4)露出水面。
2. 根据权利要求1所述的淹没式组合生态浮床水质改善装置，其特征是所述的浮板 (1)内浇注有浮板加强筋(5)，浮板加强筋(5)为聚乙烯塑料或玻璃钢制成的防腐耐久长 条。
3. 根据权利要求1所述的淹没式组合生态浮床水质改善装置，其特征是所述的上凸浮 块(4)内浇注有浮块加强筋(16)，浮块加强筋(16)为聚乙烯塑料或玻璃钢制成的防腐耐久 长条，上凸浮块(4)外形为水鸟或竹节的仿生形态。
4. 根据权利要求1所述的淹没式组合生态浮床水质改善装置，其特征是所述的人工水 草(8)由醛化维纶丝(19)、维纶丝固定框(20)、维纶丝固定轴(21)、维纶丝卡箍(22)组成， 维纶丝固定轴(21)相互平行，维纶丝卡箍(22)为开口的空心圆柱体，其内径与维纶丝固定 轴(21)相同，醛化维纶丝(19)均匀地绕挂在维纶丝固定轴(21)上，维纶丝卡箍(22)从开 口处卡套在维纶丝固定轴(21)上。
5. 根据权利要求1所述的淹没式组合生态浮床水质改善装置，其特征是所述的种植蓝 填充料(7)是陶粒或蛭石。
全文摘要
淹没式组合生态浮床水质改善装置，属于生态环境工程技术领域。由浮板、上凸浮块、种植篮、种植篮填料、浮床植物和人工水草等组成，上凸浮块固定于浮板上方，种植篮搁置于浮板的种植篮孔中，种植篮填料放置于种植篮内，浮床植物种植于种植篮填料中，人工水草悬挂在浮板下方。浮板内部配置加强筋，上凸浮块设计成仿生形态。浮板和上凸浮块均淹没后，两者提供的总浮力应大于浮板、种植篮、种植篮填充料、人工水草、上凸浮块在水中的总重量与浮床植物重量的1.5倍之和，保证上凸浮体露出水面。本发明载体简便经济、强度高、耐久性好、种植可靠，浮板淹没于水中，既具有天然水生态景观效果，又具有工程化的水质改善效果。
文档编号C02F3/32GK101774695SQ20101010997
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者丛海兵, 何成达, 吴黎明 申请人:扬州大学