一种沉床-浮床耦合水质净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自然及人工河道、湖泊的生态重建与恢复技术，具体来说，涉及富营养化及水生植物退化的、透明度较低的水体的生态修复与水质净化领域，尤其涉及一种沉床-浮床耦合水质净化技术装置。
【背景技术】
[0002]近年来，由于人口的剧增和工业的飞速发展，大量的氮、磷元素输入到水环境中，造成水体富营养化，赤潮水华频繁爆发。水体生态环境恶化，透明度下降，水生植物分布面积减少，群落结构趋向单一化，生态系统已相当脆弱。
[0003]挺水植物只能通过根部从底泥或周围水中的氮、磷元素，能吸收、富集重金属和有毒有害物质，还可以通过对水流的阻尼减缓水流速度，过滤和沉淀悬浮物、有机物等。如果仅采用挺水植物，其根部所接触到的水深度较小，因此处理水量小且效果差。且挺水植物通过光合作用释放的氧气直接进入了空气中，其对水体的复氧作用远小于沉水植物，不利于水体水质的改善。
[0004]沉水植物被形象的比喻为“水下森林”，沉水植物不仅可以通过吸收氮、磷等营养元素遏制水体富营养化，其自身对藻类也有抑制作用，沉水植物还可以通过光合作用对水体起到增氧的作用。但沉水植物对水体的净化能力与其生长状态有关，而在实际环境中沉水植物的生长受到很多因子的影响。其中光照强度对沉水植物生长起着主要限制作用，营养盐、底质、悬浮物、水流、温度对沉水植物生长影响较为明显，着生藻类、重金属、PH等因子也会对沉水植物生长产生一定影响。当水体污染严重，透明度低时，水下的光照小于沉水植物的光补偿点时，沉水植物则不能良好的生长。而目前我国的自然水体，人工水体都面临着水体富营养化、透明度过低等问题。
[0005]目前，已有的生态浮床技术中，诸如:公告号为CN101007686A，公开日为2007年8月I日的中国实用新型专利申请《污水生物处理模块化气浮式人工沉床及制作方法和净化方法》，浮床上的植物仅限于可以露出水面的挺水植物或浮叶植物，而忽略了沉水植物在水体净化中的重要作用。虽然有研宄者提出可升降式浮床的概念，再如，公开号为CN101356881A，公开日为2009年2月4日的中国实用新型专利申请《可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法》，床体采用钢筋作为支架，公告号为CN201648116U，公告日为2010年11月24日的中国实用新型专利《沉水式水生植物浮床》，床体为镂空的金属网，金属材质的床体长时间放在水中容易腐蚀生锈，上浮时对浮力主体的要求高，床体的造价也较高；另外，公告号为CN201777934U，公告日为2011年3月30日的中国实用新型专利《一种连续可调式沉水植物种植网床》及公开号为CN101356881A的中国实用新型专利申请《可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法》，其中，均采用毛竹作为浮力主体，若长时间放置，毛竹腐烂后反而会向水体中释放营养物质，造成二次污染。公告号为别为CN202272773U，公告日为2012年6月13日的中国实用新型专利《沉水位置可调的网箱式生态沉床》、公告日为CN201777934U，公告日为2011年3月30日的中国实用新型专利《一种连续可调式沉水植物种植网床》和公告号为CN201999795U，公告日为2011年10月5日的中国实用新型专利《一种连续沉降式沉水植物生态网床》中，均采用在水底固定打粧，通过连接于固定粧的拉线来调节床体在水下的位置。这不仅加大了现场安装床体时的施工难度，增加成本，而且对于以后的维护也带来不便。
[0006]目前，也有采用两层浮床结构的，如公告号为CN202131156U，公开日为2012年2月I日的中国实用新型专利《一种可调式大植物量生态浮床装置》，采用两层浮床，上层在水面以上，种植挺水植物；下层在水面以下，种植沉水植物。但是不足的是其浮床上下两层重叠，上层种植植物后会遮挡下层的阳光，下层植物光补偿点达不到，植物难以成活；而且两层浮床仅靠连通管连接，可到达的生态位浅，接触到的水体少，影响处理效果。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种沉床-浮床耦合水质净化技术，具有植物种植量大、品种多样化且可自由组合、保证植物最佳生长环境、水质净化能力强、美化景观等特点。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种沉床-浮床耦合水质净化装置，包括沉床和浮床；所述沉床包括由UPVC管材制作的水位调节框架，所述水位调节框架包括形状相同的上矩形框和下矩形框，所述上矩形框和下矩形框之间设有多条垂直连接管，所述下矩形框内设有多条水平连接管，所述上矩形框、下矩形框、水平连接管和垂直连接管内部形成一连通的空间，所述下矩形框上设有进水口，所述上矩形框上设有出气口，所述进水口和出气口处均分别设有阀门；所述下矩形框内嵌有可拼接的沉床浮块，每个沉床浮块中央设有通孔，通孔中嵌装有塑料种植盆，每个塑料种植盆内种植有沉水植物；所述浮床包括由UPVC管材制作的框架式支撑，所述框架式支撑上嵌装有可拼接的浮床浮块，每个沉床浮块中央设有通孔，通孔中嵌装有塑料种植盆，每个塑料种植盆种植有挺水植物，相邻的浮床浮块之间垂挂有人工水草；所述浮床的整体形状呈回字形，所述沉床放置于所述浮床的内轮廓的中央处；所述沉床与浮床之间连接有可调节的连接绳。
[0009]进一步讲，本实用新型一种沉床-浮床耦合水质净化装置，其中，所述沉床的整体形状小于浮床的内轮廓形状。所述浮床的内轮廓与所述沉床的外轮廓之间相距25?35cm。
[0010]所述沉床浮块和浮床浮块的规格为33cm*33cm*6cm，沉床浮块和浮床浮块上通孔的直径为16cm。所述下矩形框与沉床浮块之间、所述框架式支撑与浮床浮块之间均采用0.8cm宽的线扎捆绑，相邻的浮块之间也采用0.8cm宽的线扎捆绑连接。所述沉床浮块上根据浮力要求设有通孔。
[0011]所述UPVC管材包括UPVC管、UPVC弯头、UPVC三通或UPVC四通。
[0012]所述可调节的连接绳有四根、分别连接于沉床的上矩形框与浮床的框架式支撑之间的四角处。
[0013]所述进水口有两个，所述出气口有两个。
[0014]所述人工水草的种类根据水质选择一种或多种搭配，人工水草的长度根据应用水体深度确定。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0016]本实用新型借助沉床主体内部灌水或抽水及调节连接绳的作用，在光补偿深度垂直空间调节沉床的位置(分为定植水位和固定生长水位)，即沉水植物在水中的位置，以实现沉水植物随水位、透明度、植物生长状况等改变生态位，解决了沉水植物水体修复过程中光补偿度、透明度等因素对沉水植物生长的限制，可达到较深的生态位。
[0017]本实用新型中的沉床和浮床的框架均采用UPVC管材，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀性强，耐压性能好，强度高，质轻，价格较低，流体阻力小，无二次污染等优点。
[0018]本实用新型沉床-浮床耦合水质净化装置的浮力由三部分提供，一是沉床的矩形框架中若本身不灌水时提供的浮力、二是位于沉床下部的浮块提供的浮力、三是浮床上的浮块提供的浮力；这样的设计可以充分利用装置选材本身的特点，简化了床体结构，节约了成本，且容易维护。
[0019]本实用新型将浮床与沉床相结合，首先充分利用了水体的垂向空间，更有利于水质的净化；其次在浮床上种植挺水植物丰富了植物种类，起到了景观美化的作用；第三在浮床下部垂直悬挂人工水草，可以为微生物的附着、生长提供载体，有利于生物膜的形成。且人工水草对内部的沉床起到过滤水质，提高水透明度的作用，有利于沉水植物的生长；第四沉水植物可以释放分泌物、碎肩和氧气，为浮床下部人工水草附着的生物膜提供生长所需营养物质，更有利于生物膜的形成；再次浮床为沉床提供了浮力，保证沉床主体的稳定，而且二者在垂向并无重叠，浮床不会遮挡阳光，可保证沉床中沉水植物对光照的需求。
[0020]实用新型采用沉水植物-挺水植物耦合净化受污染的水体，沉水植物和挺水植物不仅可以通过吸收氮、磷等营养元素遏制水体富营养化，还可以吸收、富集重金属，拦截、过滤悬浮颗粒物等，对藻类也有抑制作用，还可以通过光合作用对水体起到增氧的作用。沉床-浮床二者相结合具有水生植物种植量大，品种丰富、成活率高的优点，且水质净化效果更好。二者结合最大限度的模拟了天然水体环境，更加有利于所净化水体自身生态群落的恢复。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型一种沉床-浮床耦合水质净化装置的俯视图；
[0022]图2是图1所示沉床-浮床親合水质净化装置处于定植水位时的侧面示意图；
[0023]图3是图1所示沉床-浮床耦合水质净化装置处于固定生长水位时的侧面示意图；
[0024]图中:
[0025]1-沉床主体 11-上矩形框 12-下矩形框 13-垂直连接管
[0026]14-进水口 15-出气口16-沉床浮块 17、23_塑料种植盆
[0027]18-沉水植物19-水平连接管 2-浮床主体 21-框架式支撑
[0028]22-浮床浮块24-挺水植物 25-人工水草 26-UPVC管
[0029]27-UPVC弯头28-UPVC三通 29-线扎3_连接绳
[0030]4-水位
【具体实施方式】
[0031]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施案例进一步阐述本实用新型。
[0032]本实用新型一种沉床-浮床耦合水质净化装置，如图1、图2和图3所示，包括沉床I和浮床2，所述沉床I与浮床2之间设有可调节的连接绳3。
[0033]所述浮床2包括由UPVC管、UPVC弯头和UPVC三通制作的框架式支撑21，浮床2的框架式支撑21的外部尺寸为8.37X5.91m，内部尺寸为6.19X3.73m，如图1所示，所述浮床2的整体形状呈回字形，回字形的内外框之间可以用横管连接，如图1所示，距框架式支撑21两侧宽边外侧Im左右处各有一横管，所述框架式支撑21由UPVC管和UPVC弯头连接而成，所述横管与框架式支撑21采用UPVC三通连接，所述框架式支