本发明属于景观工程设计技术领域，涉及一种种植装置，尤其是涉及一种兼具水体自净化功能的屋顶绿化用种植装置。
背景技术：
目前，随着城市建设快速发展，导致城市绿地逐步减少，生活环境日益恶劣。若能很好的利用城市建筑物的屋顶营造屋面绿化，对减少热岛效应、净化空气、降解空中浮尘、整合城市环境、营造和谐社会都有良好的效果，同时也是非常好看的空中景观。而种植屋面的施工工艺技术仍不够成熟，包括目前市面所生产的屋顶种植箱、阳台种植箱，长时间种植，植物根系穿透易造成防水卷材破损，不利于屋面防水，且风大时候容易造成种植作物坠落产生安全隐患。
另外，在实际建造中，因考虑到房屋的承重问题，往往绿化范围内的种植土壤较薄，加之屋顶都是水泥地面，炎热的夏季极易造成土壤干旱温度过高，并给植物根系造成严重的损害，而且频繁浇水增加人们的劳动强度并造成水资源的严重浪费。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、紧凑，经济实用，节水降耗，可实现自动化控制的兼具水体自净化功能的屋顶绿化用种植装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种兼具水体自净化功能的屋顶绿化用种植装置，该装置包括水体净化单元、箱体种植单元以及将水体净化单元与箱体种植单元相连接的进水控制系统，所述的水体净化单元包括模块反应腔体、设置在模块反应腔体顶部的空气阴极、设置在模块反应腔体底部作为阳极的碳毡、设置在空气阴极与碳毡之间的碳刷、除藻过滤器，所述的模块反应腔体顶部两端分别设有进水口及出水口，所述的除藻过滤器与模块反应腔体的出水口相连通，所述的模块反应腔体内部沿水流方向一下一上依次交替布设有多个挡板，所述的空气阴极与碳毡相对设置，并且所述的碳毡上附着生长有兼性厌氧菌，所述的碳刷上附着生长有藻类植物，所述的空气阴极通过外接电路与碳毡连接。
所述的兼性厌氧菌为红螺菌，所述的藻类植物为球藻。
所述的箱体种植单元包括一体设置且相互连通的上箱体和下箱体，所述的上箱体内铺设有土工布，所述的下箱体通过进水控制系统与除藻过滤器相连通。
所述的上箱体底板沿长度方向设有多个通孔，该通孔中设有吸水布条，该吸水布条穿过通孔后一端位于下箱体内，另一端与上箱体的土工布连接。
所述的下箱体的侧壁顶部设有溢水口。
所述的进水控制系统包括穿过上箱体且与下箱体相连通的进水管、将进水管与除藻过滤器相连通的主管道、设置在主管道上的水泵、设置在主管道与下箱体之间的回流支路、设置在回流支路上的电磁阀、设置在下箱体中的温度传感器以及分别与水泵、电磁阀及温度传感器电连接的电气控制箱。
所述的碳刷沿模块反应腔体内壁垂直设置在碳毡上，并且所述的碳刷底部设有金属杆，并通过金属杆与碳毡固定连接。
所述的模块反应腔体顶部两端分别设有凸起腔，所述的进水口、出水口均分别通过凸起腔与模块反应腔体连通。
所述的进水口与出水口的高度相同，并且所述的进水口的高度大于空气阴极的高度，这样可以使得进水可充满模块反应腔体，保证空气阴极与污水的充分接触，提高空气阴极的有效利用面积；同时多个模块反应腔体堆叠时，可以给空气阴极留出充分的暴露于空气中的空间。
所述的外接电路为设有可调电阻的外接电路，并且所述的可调电阻的阻值变化范围为0-9999Ω。
所述的模块反应腔体的顶部、底部还分别设有用于将两模块反应腔体堆叠连接的连接座。
在实际应用时，水体净化单元可对生活污水进行过净化处理，模块反应腔体中碳毡附着的兼性厌氧菌发生阳极反应，降解有机物的同时产生电子；碳刷设置在模块反应腔体四壁位置吸收光能，碳刷上附着生长的藻类植物为小球藻，可进行光合作用水解H2O产生H+、电子和氧气，同时吸收氮、磷进行正常的自养生长，也可在异养培养条件下利用有机碳源进行生长和繁殖；空气阴极上部充分接触空气，下部接收部分小球藻光合作用产生的氧气，在空气阴极部分，氧气作为电子受体，与电子发生还原反应；碳刷上附着生长小球藻，可通过光合作用产生电子和氧气，产生的氧气上浮到达空气阴极下表面，产生的电子经由底部金属杆传递到碳毡进而通过外接电路到达空气阴极，两者均能促进阴极还原反应的发生，加强模块反应腔体的电能输出。
另外，箱体种植单元中，吸水布条不间断地将下箱体内的水吸入上箱体内，保证上箱体内的土壤湿度和植物的生长需求。液位仪测量下箱体内的水位变化，并将检测值传送至电气控制箱，当水位低于设定值时，即表示下箱体内水量较少，电气控制箱控制水泵将水通过进水管导入下箱体内补充水量，而到水位达到目标范围值时，电气控制箱控制水泵不再工作。如果下箱体内水量过多，可以从溢水口排出，防止水透过通孔进入上箱体并浸泡土壤和植物根系；在炎热天气，为了防止下箱体内的水温过高而损伤植物根系，温度传感器测量下箱体内的即时水温并将数据传递至电气控制箱，当水温高于设定值时，电气控制箱控制电磁阀开启，下箱体的水通过出水管回流至主管道，同时电气控制箱控制水泵对下箱体蓄常温水，维持下箱体内的水温，当水温达到设定值时，电气控制箱控制电磁阀关闭。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)采用的水体净化单元将藻类、兼性厌氧菌及空气阴极协同作用进行污水处理，弥补了藻类夜晚无法继续利用光合作用产生电子受体进行污水处理的缺陷，同时，可以利用藻类吸收氮、磷及部分有机物用于自身生长的特点对污水进行进一步的优化处理；
2)箱体种植单元中的吸水布条不间断地将下箱体内的水吸入上箱体内，保证上箱体内的土壤湿度和植物的生长需求，无需人们频繁浇水；
3)箱体种植单元可以实现对下箱体中水位及水温的自动化控制，并结合水体净化单元，可以将生活污水经水体净化处理后，直接应用于箱体种植单元中，可提高生活用水资源的循环利用，节能降耗。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图中标记说明：
1—模块反应腔体、2—空气阴极、3—碳毡、4—碳刷、5—挡板、6—外接电路、7—可调电阻、8—除藻过滤器、9—连接座、10—金属杆、11—进水口、12—出水口、13—凸起腔、14—下箱体、15—上箱体、16—土工布、17—进水管、18—主管道、19—水泵、20—电磁阀、21—回流支路、22—溢水口、23—吸水布条、24—温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1所示，一种兼具水体自净化功能的屋顶绿化用种植装置，该装置包括水体净化单元、箱体种植单元以及将水体净化单元与箱体种植单元相连接的进水控制系统，水体净化单元包括模块反应腔体1、设置在模块反应腔体1顶部的空气阴极2、设置在模块反应腔体1底部作为阳极的碳毡3、设置在空气阴极2与碳毡3之间的碳刷4、除藻过滤器8，模块反应腔体1顶部两端分别设有进水口11及出水口12，除藻过滤器8与模块反应腔体1的出水口12相连通，模块反应腔体1内部沿水流方向一下一上依次交替布设有多个挡板5，空气阴极2与碳毡3相对设置，并且碳毡3上附着生长有兼性厌氧菌，碳刷4上附着生长有藻类植物，空气阴极2通过外接电路6与碳毡3连接。
其中，箱体种植单元包括一体设置且相互连通的上箱体15和下箱体14，上箱体15内铺设有土工布16，下箱体14通过进水控制系统与除藻过滤器8相连通。上箱体15底板沿长度方向设有多个通孔，该通孔中设有吸水布条23，该吸水布条23穿过通孔后一端位于下箱体14内，另一端与上箱体15的土工布16连接。下箱体14的侧壁顶部设有溢水口22。
进水控制系统包括穿过上箱体15且与下箱体14相连通的进水管17、将进水管17与除藻过滤器8相连通的主管道18、设置在主管道18上的水泵19、设置在主管道18与下箱体14之间的回流支路21、设置在回流支路21上的电磁阀20、设置在下箱体14中的温度传感器24及液位仪、分别与水泵19、电磁阀20、温度传感器24及液位仪电连接的电气控制箱。
水体净化单元中，碳刷4沿模块反应腔体1内壁垂直设置在碳毡3上，并且碳刷4底部设有金属杆10，并通过金属杆10与碳毡3固定连接。模块反应腔体1顶部两端分别设有凸起腔13，进水口11、出水口12均分别通过凸起腔13与模块反应腔体1连通。进水口11与出水口12的高度相同，并且进水口11的高度大于空气阴极2的高度。外接电路6为设有可调电阻7的外接电路6，并且可调电阻7的阻值变化范围为0-9999Ω。模块反应腔体1的顶部、底部还分别设有用于将两模块反应腔体1堆叠连接的连接座9。
在实际应用时，水体净化单元可对生活污水进行过净化处理，模块反应腔体1中碳毡3附着的兼性厌氧菌发生阳极反应，降解有机物的同时产生电子；碳刷4设置在模块反应腔体1四壁位置吸收光能，碳刷4上附着生长的藻类植物为小球藻，可进行光合作用水解H2O产生H+、电子和氧气，同时吸收氮、磷进行正常的自养生长，也可在异养培养条件下利用有机碳源进行生长和繁殖；空气阴极2上部充分接触空气，下部接收部分小球藻光合作用产生的氧气，在空气阴极2部分，氧气作为电子受体，与电子发生还原反应；碳刷4上附着生长小球藻，可通过光合作用产生电子和氧气，产生的氧气上浮到达空气阴极2下表面，产生的电子经由底部金属杆10传递到碳毡3进而通过外接电路6到达空气阴极2，两者均能促进阴极还原反应的发生，加强模块反应腔体1的电能输出。
另外，箱体种植单元中，吸水布条23不间断地将下箱体14内的水吸入上箱体15内，保证上箱体15内的土壤湿度和植物的生长需求。液位仪测量下箱体14内的水位变化，并将检测值传送至电气控制箱，当水位低于设定值时，即表示下箱体14内水量较少，电气控制箱控制水泵19将水通过进水管17导入下箱体14内补充水量，而到水位达到目标范围值时，电气控制箱控制水泵19不再工作。如果下箱体14内水量过多，可以从溢水口22排出，防止水透过通孔进入上箱体15并浸泡土壤和植物根系；在炎热天气，为了防止下箱体14内的水温过高而损伤植物根系，温度传感器24测量下箱体14内的即时水温并将数据传递至电气控制箱，当水温高于设定值时，电气控制箱控制电磁阀20开启，下箱体14的水通过回流支路21回流至主管道18，同时电气控制箱控制水泵19对下箱体14蓄常温水，维持下箱体14内的水温，当水温达到设定值时，电气控制箱控制电磁阀20关闭。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。