本实用新型属于黑臭水体治理领域，更具体地，涉及一种五维净化组合式生态浮岛，该五维净化组合式生态浮岛是一种集生态浮岛、太阳能供电曝气、太阳能供电发光、沉水悬盘、活性炭纤维生物膜五种净化方式于一体的五维净化组合式生态处理装置。
背景技术：
生态浮岛技术是运用无土栽培原理，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面种植植物技术，通过植物根系及微生物对氮、磷等污染物质的吸收和降解，达到净化水质的目的。
将生态浮岛应用于黑臭水体中所面临的问题：(1)植物吸收能力有限，并且在一定深度的水处理上有一定的局限性。(2)黑臭水体污染严重，水中溶解氧较低，不利于好氧微生物的生长和有机物的降解。(3)黑臭水体污染严重，透光率较低，不利于沉水植物的生长。(4)传统人工种植沉水植物需将水体水位降低或排干。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种五维净化组合式生态浮岛，其目的在于结合生态浮岛净化黑臭水体的原理和特点，针对性地对生态浮岛的关键组件组成、具体结构和设置方式进行改进，并充分考虑各组件之间的相互影响和促进作用，实现整体性达到最大化的净化效果，由此解决现有技术的生态浮岛净化黑臭水体存在的植物吸收能力尤其是在一定深度的水体中吸收净化能力不佳、溶解氧降低不利于微生物生长、沉水植物不易存活、黑臭水体深水区污染难治理等技术问题。
为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种五维净化组合式生态浮岛，包括浮岛体、活性炭纤维组件、曝气组件、导光管以及沉水悬盘；
其中，所述浮岛体由若干个浮岛单体拼接而成，用于漂浮于水体表面；所述浮岛体还包括四周用于固定所述拼接的浮岛单体的框架以及位于所述框架四角的挂绳卷盘；
所述活性炭纤维组件、所述曝气组件、所述导光管和所述沉水悬盘设置于所述浮岛体下方；所述浮岛体与位于水下的所述沉水悬盘通过所述挂绳卷盘相连接。
优选地，所述浮岛单体均为空心浮板，所述空心浮板中心开有通孔，所述通孔用于固定定植篮。
优选地，所述生态浮岛还包括控制柜，所述控制柜设置于所述浮岛体上，所述控制柜内设置有蓄电池、曝气机以及发光装置，所述蓄电池用以向所述曝气机和所述发光装置提供电源。
优选地，所述浮岛体上还设置有太阳能板，所述太阳能板和所述蓄电池连接，所述太阳能板发的电收集在所述蓄电池中。
优选地，所述活性炭纤维组件包括纤维绳、活性炭纤维和填料；所述活性炭纤维固定于所述纤维绳表面；所述纤维绳一端与所述浮岛体相连，另一端连接所述填料，该填料用于利用其自身重力使所述活性炭纤维组件始终位于水体的内部。
优选地，所述曝气组件和所述曝气机相连接，所述曝气组件包括曝气管道和水平曝气器，所述水平曝气器用于沿水平方向向水体中送入含氧气体。
优选地，所述水平曝气器位于所述浮岛体的中心区域的正下方。
优选地，所述导光管连接所述发光装置，所述导光管为多个，用于向沉水悬盘种植的沉水植物提供光源。
优选地，所述沉水悬盘包括沉水植物种植槽和固定盘，所述沉水植物种植槽均匀分布于所述固定盘上，用于固定定植篮。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本实用新型提供的生态浮岛是一种集生态浮岛、供电曝气、供电发光、沉水悬盘、活性炭纤维生物膜五种净化方式于一体的五维净化组合式生态处理装置，尤为重要的是，本实用新型的组合式生态浮岛各组件之间相互协同配合，相互促进，使得单一或部分组件组合不能达到的效果得以实现。具体来说，一方面，曝气组件与活性炭纤维组件相组合，得到活性炭纤维生物膜曝气组合生物浮岛装置能够有效应用于对黑臭水体的治理，污染物降解速度快；而另一方面沉水植物在污染较严重的黑臭水体中存活困难。但是沉水植物一旦存活，其对于污染程度较清的水体能够有效改善、还原水体的生态平衡。因此，在活性炭纤维生物膜曝气组合生物浮岛装置进行初步降解、净化后，水体污染程度大幅降低，用以维持微生物生长的营养元素N、P等含量大幅减少，微生物降解速率相应大幅降低，而此时沉水植物能够有效发挥其降解作用；与此同时，沉水植物降解污染物过程中还能够释放出好氧微生物生长所需的氧气，这样，沉水植物在水体以下得以存活，不仅持续为好氧微生物提供氧源，促进活性炭纤维生物膜曝气组合生物浮岛装置进一步净化，还解决了长期以来生态浮岛不能解决黑臭水体水面以下尤其是深水区污染难治理、沉水植物不能存活的问题。
活性炭纤维生物膜为微生物提供了大量附着空间，在一定深度的水体治理上发挥重要作用。曝气装置曝气提升了水中溶解氧含量，有利于生物膜上的微生物生长和代谢，可改善黑臭水体生态条件，进而有利于水生植物生长。
增加沉水悬盘以种植沉水植物，较传统方式更为简便，可改善水体的生态多样性，同时改善一定深度的水体处理效果。
由于黑臭水体污染较为严重，透光率较差，不利于沉水植物的生长，引入发光装置及导光管以改善沉水植物生长条件，并促进部分微生物的生长。此外，本专利所采用的能源供给为太阳能供电，无需后期运行管理费用。
附图说明
图1为本实用新型中五维净化组合式生态浮岛的结构示意图。
图2为本实用新型中控制柜的结构示意图。
图3为本实用新型中活性炭纤维组件的结构示意图。
图4为本实用新型中曝气组件的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为浮岛体，11为浮岛单体，12为框架，13为挂绳卷盘，2为太阳能板，3为控制柜，31为蓄电池，32为曝气机，33为发光装置，4为活性炭纤维组件，41为纤维绳，42为活性炭纤维，43为填料，5为曝气组件，51为曝气管道，52为水平曝气器，6为导光管，7为沉水悬盘，71为沉水植物种植槽，72为固定盘。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实用新型提供的五维净化组合式生态浮岛，包括浮岛体1、控制柜3、活性炭纤维组件4、曝气组件5、导光管6以及沉水悬盘7；
其中，浮岛体1由若干个浮岛单体11拼接而成，用于种植浮水植物并使之漂浮于水体表面；浮岛单体11均为空心浮板，空心浮板中心开有通孔，通孔用于固定定植篮，定植篮内盛放浮在水面的水生植物，通孔的形状根据需要可以为正方形、长方形、圆形等。浮岛体1还包括四周用于固定拼接的浮岛单体11的框架12以及位于框架12四角的挂绳卷盘13；框架12可采用PE管或其他材质。
控制柜3设置于浮岛体1上，活性炭纤维组件4、曝气组件5、导光管6和沉水悬盘7设置于浮岛体1下方；浮岛体1与位于水下的沉水悬盘7通过挂绳卷盘13相连接。挂绳卷盘13的挂绳长度可调，可以根据水体深度以及想要放置沉水植物的深度而选择。
控制柜3内设置有蓄电池31、曝气机32以及发光装置33，蓄电池31用以向曝气机32和发光装置33提供电源。浮岛体1上还可以设置有太阳能板2，太阳能板2和蓄电池31连接，太阳能板2发的电收集在蓄电池31中。连续阴雨天，太阳能发电不足，采用蓄电池31向曝气机32和发光装置33供电，天气晴好时采用太阳能供电，节省运行管理费用。
活性炭纤维组件4包括纤维绳41、活性炭纤维42和填料43，其中，活性炭纤维42固定于纤维绳41表面，活性炭纤维42即活性炭纤维生物膜，活性炭纤维生物膜具有比表面积大，吸附能力强，生物亲和性好等特点，可附着大量微生物。纤维绳41一端与浮岛体1相连，另一端连接填料43，该填料43用于利用其自身重力使活性炭纤维组件4始终位于水体的内部。填料种类可根据需要选择，盛放填料的容器外壳可以为球形或其他形状。
曝气组件5和曝气机32相连接，曝气组件5包括曝气管道51和曝气管道51下方的水平曝气器52，曝气管道51向水平曝气器52中输送含氧气体，水平曝气器52用于沿水平方向向水体中送入含氧气体，比如空气、氧气等。水平曝气器52位于浮岛体1的中心区域的正下方，便于均匀曝气。曝气可以增加水体扰动，通过定时曝气增加水中溶解氧含量，促进植物、微生物膜的生长和有机物的降解，改善水体生态条件。
沉水悬盘7用于种植沉水植物，可改善水体的生态多样性，同时改善一定深度的水体处理效果。沉水悬盘7包括固定盘72和沉水植物种植槽71，沉水植物种植槽71均匀分布于固定盘72上，用于固定定植篮，定植篮内盛放沉水植物。由于黑臭水体污染较为严重，透光率较差，不利于沉水植物的生长，引入发光装置33及导光管6以改善沉水植物生长条件。导光管6连接控制柜3中的发光装置33，导光管6为多个，用于向沉水悬盘7种植的沉水植物提供光源。
以下为实施例：
实施例1
如图1所示，一种五维净化组合式生态浮岛，包括浮岛体1、太阳能板2、控制柜3、活性炭纤维组件4、曝气组件5、导光管6以及沉水悬盘7；
其中，浮岛体1由若干个正方形浮岛单体11按照矩形阵列的方式拼接而成，浮岛体1用于种植浮水植物并使之漂浮于水体表面。浮岛体1还可对上浮气泡起到一定的截留作用，增加对氧气的利用率。浮岛单体11均为空心浮板，空心浮板中心开有圆形通孔，圆形通孔用于固定定植篮，定植篮内盛放浮在水面的水生植物。浮岛体1四周为用于固定拼接的浮岛单体11的PE管框架12，框架12的四角固定有挂绳卷盘13。
控制柜3设置于浮岛体1上，活性炭纤维组件4、曝气组件5、导光管6和沉水悬盘7设置于浮岛体1下方；曝气组件5与导光管6通过其中一个浮岛单体11中心的圆形通孔与控制柜3连接，浮岛体1与位于水下的沉水悬盘7通过挂绳卷盘13相连接。挂绳卷盘13的挂绳长度可调，可以根据水体深度以及想要放置沉水植物的深度而选择。
如图2所示，控制柜3内设置有蓄电池31、曝气机32以及发光装置33，蓄电池31用以向曝气机32和发光装置33提供电源。浮岛体1上还可以设置有太阳能板2，太阳能板2和蓄电池31连接，太阳能板2发的电收集在蓄电池31中。连续阴雨天，太阳能发电不足，采用蓄电池31向曝气机32和发光装置33供电，天气晴好时采用太阳能供电，节省运行管理费用。
如图3所示，活性炭纤维组件4包括纤维绳41、活性炭纤维42和填料43，其中，活性炭纤维42固定于纤维绳41表面，活性炭纤维42即活性炭纤维生物膜，活性炭纤维生物膜具有比表面积大，吸附能力强，生物亲和性好等特点，可附着大量微生物。纤维绳41一端与浮岛体1相连，另一端连接填料43，该填料43用于利用其自身重力使活性炭纤维组件4始终位于水体的内部。填料种类可根据需要选择，盛放填料的容器外壳可以为球形或其他形状。
曝气组件5和曝气机32相连接，如图4所示，曝气组件5包括曝气管道51和曝气管道51下方的水平曝气器52，曝气管道51向水平曝气器52中输送含氧气体，水平曝气器52用于沿水平方向向水体中送入含氧气体，比如空气、氧气等。水平曝气器52位于浮岛体1的中心区域的正下方，便于均匀曝气。曝气可以增加水体扰动，通过定时曝气增加水中溶解氧含量，促进植物、微生物膜的生长和有机物的降解，改善水体生态条件。曝气组件5根据水质水量情况通过控制柜3确定曝气时间及曝气量，以保证水中溶解氧含量。
沉水悬盘7用于种植沉水植物，可改善水体的生态多样性，同时改善一定深度的水体处理效果。沉水悬盘7包括固定盘72和沉水植物种植槽71，沉水植物种植槽71均匀分布于固定盘72上，用于固定定植篮，定植篮内盛放沉水植物。由于黑臭水体污染较为严重，透光率较差，不利于沉水植物的生长，引入发光装置33及导光管6以改善沉水植物生长条件。导光管6连接控制柜3中的发光装置33，导光管6为多个，用于向沉水悬盘7种植的沉水植物补充提供光源。
本实用新型的组合生物浮岛装置将曝气充氧技术、生态浮岛种植水生植物+沉水悬盘种植沉水植物的组合净化作用、活性炭纤维生物膜技术组合应用于黑臭水体治理中，浮岛植物通过根系吸收作用吸收营养物质，但浮水植物吸收能力有限，并且在一定深度的水处理上有一定的局限性，故引入活性炭纤维生物膜及沉水悬盘种植沉水植物对深处的水进行处理，活性炭纤维生物膜上微生物起到对有机物的降解、硝化和反硝化菌对氮的降解的作用，曝气装置能增加水中溶解氧含量，推动好氧微生物的生长繁殖，并在一定程度上促进植物根系的生长，为黑臭水体的生态系统恢复打下基础。沉水植物通过生长过程中对氮磷等元素的吸收净化底部水体水质，但由于黑臭水体污染较为严重，透光率较差，引入导光管用于向沉水悬盘种植的沉水植物补充光源，促进植物的生长和对水体的净化作用。本装置所采用的能源为太阳能，无需后续管理及运行费用。在组合技术应用过程中，各单项技术在发挥各自功能的同时起到协同作用，大大提高了黑臭水体净化效率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。