专利名称：树脂栽培基、水净化装置和树脂栽培基的使用方法
技术领域：
本发明涉及一种树脂栽培基，在该树脂栽培基上可种植水生植物等的秧苗并且该树脂栽培基不仅可部分地浸泡在小溪、天然或人工河流、湖泊和沼泽地中，还可浸泡在水道中，并可从中汲水和与如污水处理厂等的水净化罐或类似物的蓄水器相通。在本说明书中，小溪、河流、湖泊、沼泽地和水道在下文中一并被称为水道。而且，本发明还涉及一种水净化装置，其由上述的树脂栽培基构成，植物可在该栽培基上栽培和生长，以促进水道的天然净化能力，成为一种水净化方法。
水污染已成为水道的严重问题。为解决该问题，人们已提出了一系列的方案。
作为解决水污染的一种方法，显而易见地，用泵从水道中将水暂时抽出，经过与沙砾层接触、沙过滤、凝结过滤和沉淀等，将其氧化提纯并且最后再返回水道。然而，该方法需要一大规模水净化厂、大量劳力和费用以维持和管理工厂的运转。最近，人们正在对许多方法进行研究，以便能通过相对简便的方法，提高水道的天然净化能力来净化水质。
为提高水道的所述天然净化能力，现已提出让水生植物植根于水道中以提高水道的天然净化能力。一般说来，水生植物如芦苇通常在80cm或小于80cm的浅水中长势良好。然而，由于护堤工程，近来在河岸或湖边的水道变得很深，上述水生植物的自然生长非常困难。为使水生植物植根，需在相对较大的范围内完成基础工作，以便用混凝土建造一个基础81，在基础81上安置栽培槽82，如
图15所示。这样，将椰棕83填塞于栽培槽82中形成种床80。换句话说，环境得到了改善并能使水生植物生长，其将在净化水道方面发挥作用。此时，基础工作相当昂贵，并需大量劳力。因此，最近已研究出了提高水道天然净化能力的简便方法。
参见图16，在这样一种方法中，种床80由垫子92或类似物构成，其是由压缩和成型的天然椰壳、椰芯碎片、椰碳或类似物制成。该垫子92外罩无纺布或网子91。水生植物70栽种于垫子90上以作为种床，这样就形成了一个浮岛。该浮岛被置于水道中以便其上的植被加速水的净化。参见图17(B)，其是包括一细绳96作为芯线和缠绕在细绳96上的线套97的物体。许多这样的物体被置于水道里，从而使生活在水中的微生物附着在线套97上并将水中的有机物分解，以净化水道。
在第一种提到的方法中，植物在种床80中生长以使水净化，用做种床80的由椰棕构成或由椰棕加工而成的垫子92相当昂贵。而且，因为每株植物的净化能力非常小，因此需要大量的用做种床80的垫子92以栽培大量的植物来将水体净化到某一等级。所以，用此法净化水非常昂贵。
为了验证水净化能力，植物70可通过吸收水中诸如含磷、氮化物的营养盐来完成其根系71的生长。种床80的空隙应不小于80％以为植物根系71的生长提供空间，特别是诸如芦苇和蒲草之类的植物。然而，现在使用的由压缩椰棕或椰壳构成的种床80，通常空隙不大于80％，不能使植物70的根系71充分生长。另一方面，由椰棕或椰壳构成并具有不小于80％的空隙的种床80，不能承受诸如芦苇等生长的植物的重量，并且不能有效地实现其功能。
针对上述原因，可见带有生长于其上的植物的种床80是用来改善水边的景象而非用来净化水体的。净化水体的效果仅作为副作用而微乎其微。
至于上述的第二种方法，其中无数环状的圆柱形结构95被置于水中，附着在线套97上的微生物分解水中的有机物以净化水体。如果这种环状的圆柱形结构95被沿水道水流方向置于河床上，如图17(A)所示，只有沿河床流动的水才能与其接触。因此，只有极为有限的水能与环状的圆柱形结构95接触，这意味着不能得到有效的水净化效果。
另一方面，如果每一个圆柱形结构95沿水深方向置于水道中，其需与河床连接并在另一端安装浮漂98，如图17(B)所示。然而，水道表面无数的人造浮漂98可能会相反地破坏景象。
进一步说，作为微生物寄生体的纤维优选是天然纤维，该纤维具有凹凸不平的表面因而比具有光滑表面的合成树脂纤维舒适。可是，当长时间用于水中时，天然纤维会逐渐腐烂。
所以，本发明着重于克服上述相关技术存在的问题。特别地，本发明的目的是提供一个树脂栽培基，该栽培基具有适宜水生植物如芦苇和蒲草生长的适当空隙并能耐长期的水中浸泡，该特性看似相互矛盾；进一步，本发明提供了一种水净化装置，该装置由上述树脂栽培基构成；本发明还提供了一种水净化的方法，该方法通过提高种植于树脂栽培基上的植物的天然净化能力来改善水道周围环境。
根据本发明，将栽培植物70的树脂栽培基30部分浸泡在水道中并作为一个种床。该树脂栽培基30为一个三维结构、其由具有任意不规则的环状或卷曲形状的长和短的热塑树脂纤丝构成。该长和短的热塑树脂纤丝相互接触、缠绕和聚集在一起，形成了一个低密度部分A，该部分具有大量空隙而使植物70生长于其上；并且还形成了一个高密度部分B，该部分空隙很少。该低密度部分A的空隙占80％至99％，优选为占85％至97％，或更优选为占90％至95％。
在一个单位基体中每一树脂栽培基30拥有低和高密度两部分。该空隙由下列公式计算得出空隙(％)=(1-树脂堆密度/树脂比重)×100树脂栽培基30在其上表面可开有凹槽32以用来栽培植物70。而且，有可能形成中空空间31，该空间开口于栽培基的一个外表面并且不带有树脂纤丝。当树脂栽培基30被置于水道中时，鱼或其他植物生活在该中空空间31内，或者鱼可游过中空空间31。
当许多其上栽培着植物70的树脂栽培基30被连接并置于需净化的水道中时，该栽培基可用来充当水净化装置50。
根据本发明，所述水净化方法包括的步骤有在树脂栽培基30上栽种植物；将树脂栽培基30安放在水道中；帮助植物在其上的生长；允许植物借助其根系从水中吸收诸如含磷、氮化物的营养盐和其他水的污染物以达到净化水道的目的。而且，该方法的特点是，当植物70的根系71与树脂栽培基30的树脂纤丝缠绕在一起时，树脂栽培基30可作为理想的微生物寄生体，这些微生物可有效地分解水污染物，如有机物。
树脂栽培基30可具有多层结构，在该结构中，树脂栽培基30A具有低密度部分A和树脂栽培基30B具有高密度部分B，即两层结构。该树脂栽培基30A和30B相互独立，并树脂栽培基30B被置于树脂栽培基30A下。如图11所示，在高密度部分B和水道的底部之间可形成水流空间H。
而且，该多层结构是如下构成的树脂栽培基30在一个单位基体中具有低和高密度两部分，其位于具有低密度部分A的树脂栽培基30A下方。进而，具有高密度部分B的树脂栽培基30B可被置于一个单位基中的具有低和高密度两部分的树脂栽培基30下方。
优选的是，将管子安放在水流空间H中，以便在其中产生气泡和为水流空间H换气(见图11)。
所述多层结构主要用来维持水净化装置的刚度和如下的作用。特别地，当陆生植物被栽培在树脂栽培基上时，植物的距其根部大约10cm的茎被置于水面上以防被损害。该多层结构在对新鲜空气循环通过树脂栽培基和为植物根系供应空气方面是有效的。
数个与蓄水器相通的水道W可并排放置，以便使通过水净化装置的水可被输送回包括水道W在内的河流中。而且，水净化装置由数个树脂栽培基构成并且安放在单一或多个水道中，其可被塑料大棚(vinyl house)覆盖，并被置于温室中以促进植物在冬季的生长(未画出)。
而且，所述多层结构可以是三层结构。在该三层结构中(同样在两层结构中)，被安置在靠近上和下树脂栽培基之间的边界附近或水表面附近的树脂栽培基的四个角被牢固地固定于框架F上，这样来确保树脂栽培基的浮力(见图12)。该框架F由中空合成树脂型材制成，其开口一端由帽封住，且优选用高浮力材料如发泡苯乙烯填充。
当采用多层结构时，树脂栽培基通过在其四角的高密度部分的孔以如螺栓和螺母的固定件相互连接固定。而且，优选的是，可将这些固定件牢固地连接在由中空合成树脂型材制造的框架上(未画出)。
进而，该合成树脂型材可在河床上组装成方形框架，以便具有多层结构的树脂栽培基与框架Y的配合(见图13)。
未带有树脂纤丝的中空空间31的使用可让柱子S穿过以使树脂栽培基牢固地固定在水道W中(如图14所示)。该柱子S被安装在水道中。
另外，每个树脂栽培基包括低和高密度部分，其被定位在一单位基体中的相同的方向上，以便多个树脂栽培基可根据高和低密度交叉的方向一个摞一个地放置(未画出)。
以下结合附图，对优选实施例进行详细描述，以便本发明的目的和优点将会被理解。附图中同一部件用相同的标号表示，其中图1为制造树脂栽培基的装置的示意图；图2为挤塑口模的主视图；图3为挤塑口模的仰视图；图4为挤塑口模的左视图；图5为喷嘴的主要部件的一个放大图，显示了挤塑口模的一个改进实施例；
图6为一个卷绕机的示意图；图7为根据本发明的一个实施例的树脂栽培基的立体图；图8为水净化装置的一个安装实施例；图9为显示一种安装水净化装置的方法的立体示意图；图10为显示另一种安装水净化装置的方法的立体示意图；图11为显示在另一个实施例中如何安装树脂栽培基的截面示意图；图12为显示在又一个实施例中如何安装树脂栽培基的截面示意图；图13为显示在再后一个实施例中如何安装树脂栽培基的截面示意图；图14为显示在再后一个实施例中如何安装树脂栽培基的截面示意图；图15为相关技术中的树脂栽培基一个实施例的立体图；图16为相关技术中的树脂栽培基另一实施例的部分立体图；图17(A)为相关技术的另一个树脂栽培基顺流安装在水道中的示意图；和图17(B)为图17(A)中的树脂栽培基沿深度安装在水道中的示意图。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行描述。
本发明涉及一种树脂栽培基，该栽培基适用于在水道中栽培和生长水生植物如芦苇和蒲草。上述植物生长在树脂栽培基上，该树脂栽培基被安放在水道中以便植物从水中吸收如含磷、氮化物的营养盐。而且，微生物可在树脂栽培基上生活，该树脂栽培基为植物根系缠绕和分解水中有机物提供了场所，因此使水体得到净化。本发明的树脂栽培基被用做植物的种床，为微生物和种植其上的植物根系一起提供寄生体，并被安放在水道中以净化水体。
树脂栽培基本发明的树脂栽培基具有空隙，该空隙不会对植物特别是水生植物的生长起不良影响，其拥有很长时间的耐用性，并且有足够的强度支持其上生长的植物重量。该树脂栽培基包括以呈无规则的环状或卷曲状的无规则的长和/或短的热塑性树脂纤丝，该树脂纤丝相互接触、缠绕和聚集在一起，形成具有预定空隙的海绵状的三维结构，其由经模制的树脂制成。
该树脂栽培基的制造过程如下。例如，将熔融热塑性弹性体以预定的速度通过挤出机上的许多喷嘴挤出，通过一对卷绕机进料(后面描述)并形成600旦至90000旦的实心或的中空纤丝，优选为3000旦至30000旦，更优选为6000旦至10000旦。处于熔融状态的树脂纤丝被制成直径1mm到10mm的卷，优选卷的直径为1mm到5mm，其在水中接触和缠绕，以正常速度进料25cm到30cm长，并在低速下进料5cm到10cm长。换句话说，该树脂栽培基是三维结构，其具有5cm到10cm长的高密度部分B,20cm到30cm厚的低密度部分A，和1000mm的宽度(参见图1和图7)。将相互接触、缠绕和聚集的树脂纤丝部分地熔融并相互黏结。
长和/或短树脂纤丝的直径为0.2mm到5.0mm，优选的直径为0.3mm到0.7mm。
长和/或短树脂纤丝优选由热塑性弹性体制成，如聚丙烯、聚酯、尼龙或PVC弹性体。
低密度部分树脂栽培基的堆密度为0.009g/cm3至0.280g/cm3，优选为0.027g/cm3至0.210g/cm3，并且更优选为0.045g/cm3至0.09g/cm3，同时高密度部分的堆密度为0.45g/cm3至1.25g/cm3，优选为0.54g/cm3至1.17g/cm3，并且更优选为0.63g/cm3至1.10g/cm3。
在低密度部分树脂栽培基的空隙占80％至99％，优选为85％至97％，更优选为90％至95％，同时高密度部分的空隙占40％至90％，优选为70％至90％，更优选为75％至85％。
树脂栽培基的制造方法参见图1，采用挤出机10制造树脂栽培基。从料斗11将聚丙烯弹性体加入挤出机10，使其在挤出机中熔融和捏合，通过挤塑口模12上的具有预定直径的许多小孔将熔融的聚丙烯弹性体加压挤出，由位于水槽15中卷绕机13的加料滚筒14进料，将其随意地卷曲或制成环，在水中硬化，并且通过收起滚筒16收起模制的海绵状树脂产品，即树脂栽培基30。该树脂栽培基30的厚度和堆密度由加料滚筒14决定。用于挤出构成树脂栽培基30的树脂纤丝的挤塑口模12的一个实施例如图2至图5所示。
参见图2，该挤塑口模12上有许多喷嘴21，通过该喷嘴，合成树脂纤丝被挤出。该树脂纤丝接着被硬化。
在该实施例中，芯部22在挤出口模12的挤出方向上凸起，并具有长方形的截面。该芯部22用来形成空间31，位于树脂栽培基30上的该空间未填充有树脂纤丝。
该空间31将被用做水中鱼、虾、蟹、水生昆虫和有机物等的寄生体，或用做游鱼的通道。
如图2和3所示，该空间31具有一个长方形截面。可选择地，其可以是环形或其他形状的截面，只要能为水生有机物提供洞穴或为游鱼提供通道即可。而且，若不需空间31的话，则就不需在挤塑口模12设置芯部22。
图5所示为图3的挤塑口模12的喷嘴21的一个改进实施例。此时，在挤塑口模12的外围部分并围绕形成空间31的芯部22、非常拥挤地设置有喷嘴21a。因此，该树脂栽培基30是海绵状结构，该结构中树脂纤丝稠密地缠绕在其外围边缘并围绕空间31。该结构在使树脂栽培基30更耐用并且保护其自身以防变形和垮散方面很有效。
从挤塑口模12中挤出的树脂纤丝优选由一对卷绕机13进料，每个卷绕机包括进料滚筒14、从动滚筒17和绕滚筒14和17延伸的无断头皮带18。进料滚筒14向相对方向转动。特别地，从挤塑口模12中挤出的树脂纤丝被拉出和夹在无断头皮带18之间。在这个实施例中，卷绕机13的无断头皮带18具有均匀间隔的突出物19。
该突出物19呈圆柱形或截顶锥形，并且其直径为50mm至60mm，高度为70mm至100mm。
在这个实施例中，该热且软的树脂纤丝通过接触卷绕机13的无断头皮带18表面上的突出物19而变形。因此，根据突出物19的形状，该树脂栽培基30在其表面形成凹槽32。该凹槽32被控制形成于树脂栽培基30的低密度部分A上。
水生植物如芦苇和蒲草以及其他植物被栽种于凹槽32中。该凹槽32的尺寸可依照被栽种植物70的种类、秧苗的尺寸等来确定。在图6所示的实施例中，凹槽32分布在树脂栽培基30的两个相对表面上。可选择地，可将凹槽32制备在树脂栽培基30的一个表面上。
如果进料滚筒14定期地以低速转动一段预定的时间，则该树脂栽培基30具有高密度部分B，该部分被规律地间隔，并且具有预定的长度和堆密度。
图7所示为依照上述方法制造的树脂栽培基30的一个实施例。该树脂栽培基30长度为1000mm，宽度为1000mm并且厚度为200mm，其上例如有30个凹槽32。
该树脂栽培基30包括四个相等间距的高密度部分B和低密度部分A，高密度部分B的空隙为75％至85％，低密度部分A的空隙为90％至95％，该部分夹在高密度部分B之间。
对于树脂栽培基30来说，其低密度部分A具有适宜栽种和生长植物70的空隙。另一方面，高密度部分B不仅总体上加强了树脂栽培基30以保护其不受生长的植物重量的影响而变形和损坏，而且使树脂栽培基30有足够的强度来支持站在上面的人以便栽种植物或当其在地面上时做其他工作。
该低和高密度部分可被裁成需要的长度并且在需要时单独使用。可选择地，该低和高密度部分可分别制造。
水净化装置水净化装置50由单一树脂栽培基30或多个树脂栽培基30构成，多个栽培基30是重叠或连接成预定的尺寸的。水生植物如芦苇和蒲草或其他植物被栽种在树脂栽培基30上的凹槽32中，该栽培基是放置在水道中的。该水净化装置50可净化水道。
该水净化装置50可通过重叠或连接树脂栽培基30而不用任何特殊措施来简便地得到所需的尺寸。
当该树脂栽培基30被一个摞一个地摆放时，除最上层外，在树脂栽培基30上可无需设置凹槽32。
带有栽种于树脂栽培基30最上面的凹槽32中的植物70如芦苇和蒲草的水净化装置50被安放在河流、湖泊或沼泽地中以净化水体。若有必要，具有微生物寄居其上以分解有机物的树脂栽培基30可被安放在水道中。
当水净化装置50被安放在水道中时，植物吸收水中的养分，使其植根和生长于树脂栽培基30中。特别地，因为树脂栽培基30拥有80％或更多的空隙，比如在本实施例中为90％至95％，植物70生长没有任何问题。另一方面，高密度部分B的有规律的间隔可防止树脂栽培基30的变形和使栽培基30能承受植物70生长的重量。
植物70可通过其根系71吸收营养盐如氮化物和磷并且充分地生长，进而有效地净化水体。
植物广泛植根于其上的树脂栽培基30可提供适合分解水中有机物的微生物繁殖的环境。该树脂栽培基30本身包括由热塑性树脂制成并具有光滑表面的树脂纤丝。然而，生长在树脂栽培基30上的植物的根系是天然纤维，其表面凹凸不平，为微生物提供了易于附着和生长的环境。而且，即使在水中相当长时间，活体植物的根系不会腐坏，这样使得由树脂制成的树脂栽培基30和植物的根系形成了一个理想的微生物繁殖床。
当水流过由树脂栽培基30构成的水净化装置50时，水中的有机物附着在植物70的根系71和树脂纤丝上或被生长在植物根系71和树脂纤丝中的微生物分解，以使水体得到有效地净化。
该水净化装置50还具有产卵区、孵化区或水中鱼、虾、蟹、水生昆虫和其他生物的寄生体的功能。因此，倾倒于水道中的食物垃圾和生活污水一起，被具有过滤功能的树脂栽培基30和植物根系71富集。较大的物体被水净化装置50中的生物吃掉，同时，较小的物体如水生生物的粪便或未被当饵料吃掉的食物垃圾被水中的微生物分解掉。换句话说，该水净化装置50创造了一个优选的食物链或一个生态系统，其可促进水道的天然净化能力，以有效地净化水体。
安装实施例水净化装置50的安装如下。这里假定水道大约1.5m宽，1m深和18m长。该水净化装置50包括多个树脂栽培基30，并且1000mm长，1000mm宽和200mm厚，如图7所示。根据水道的深度，或优选该深度以使植物不被淹没于水下或其根系不会暴露于水面上，来确定树脂栽培基30重叠的数量。在本实施例中，三个树脂栽培基30重叠形成厚度为600mm的块状物，18个块状物串联在一起组成该18m长的水净化装置50(参见图8)。
每个树脂栽培基30的高密度部分B或树脂栽培基30组成的块状物是用线、绳、金属丝或其他连接件连接起来的，以保护树脂栽培基30不会由于防水或植物70生长而重量增加造成在对接或连接处断开。
在该块状物中每个上层树脂栽培基30上带有30个凹槽32，在此有15到30棵水生植物如芦苇的秧苗栽种于其中。
具有芦苇栽种其上的水净化装置50被安放在水道中，该水道左右距岸边留有相同的250mm长的余地。该树脂栽培基30被排列在水道中以使水中生物生存或游鱼游过的空间31在水道中横向展开。
该水净化装置50可用横跨水道的横杆52固定以防其浮出水面或随流漂走，如图9所示。另外树脂栽培基30也可以靠其重量固定。
为了净化相对宽阔开放的水系诸如河流、湖泊或沼泽地，水净化装置50可固定在植入河床、湖床或沼泽床中的柱子54上。此时，该水净化装置50周围可留有些空间以便其能根据水深变化保持漂浮状态，如图10所示。而且，其使控制水净化装置50的高度成为可能，比如，通过减少重叠的树脂栽培基30的数量，从而使得其不会与水道床、湖床或沼泽床接触。
固定在柱子上的水净化装置50周围留有一定空间使其根据水量的增减保持自身的漂浮状态，这样使保护植物不被水淹或其根系71不会暴露于水面成为可能，其可防植物出现如枯萎等问题。
在图8所示的实施例中，水净化装置50包括连接成18m长的块状物，每个块状物包括三个重叠的树脂栽培基30。水的流速为3.6mm/秒至18mm/秒。安装水净化装置50后，水流速减小为1mm/秒至5mm/秒。
水流速的减小意味着水体停留在水净化装置50里被净化的时间约1小时或更长，并且水中的营养盐类如磷和氮化物被生长在树脂栽培基30上的芦苇的根系71所吸收。结果是水体得到了净化。
伸展于树脂栽培基30中的植物根系71为不会腐烂的活体天然纤维，其对微生物有亲和力，并能充分吸附微生物。而且，1mm/秒至5mm/秒的流速对保持微生物在树脂栽培基30中的附着是优选的，其与树脂栽培基30的网眼一起促进水体净化所需的许多微生物的繁殖。因此，包含在上述低速流动的水体中的水污染物如有机物，被在树脂栽培基30中繁殖的微生物所分解，从而使水道得到净化。
安装在水道中的水净化装置50可通过各种微生物有效地减少或消除水中的BOD或COD。
该树脂栽培基30的低和高密度部分A和B能分开制造，或分别被裁成适宜的长度。例如，参见图11，水净化装置50可具有两层结构，其中，由高密度部分B构成的树脂栽培基30B被定位于由低密度部分A构成的树脂栽培基30A的下面。此时，植物根系的上部植根于树脂栽培基30A中，同时，其下部植根于树脂栽培基30B中。在高密度部分B和水道W床之间形成一个水流空间H。
虽未以图标出，可将多个在同一单位基体中具有低和高密度部分的树脂栽培基30堆叠起来。可选择地，具有低密度部分A的树脂栽培基30A被置于上面，并且在同一单位基体中具有低和高密度部分A和B的树脂栽培基30可被置于树脂栽培基30A的下面。而且，在同一单位基体中具有低和高密度部分A和B的树脂栽培基30可被置于上面位置，具有高密度部分B的树脂栽培基30B可被置于该树脂栽培基30的下面。
将产生气泡的管子P安装在水流空间H中用来给河流、湖泊、沼泽地或水道W换气，这些水体与诸如污水处理厂的净化罐的蓄水器相通。
上述提到的多层结构能有效保持刚度、改善浮性、促进通过树脂栽培基的空气的均匀分散、为植物根系提供充足的空气、保持植物根系上部约10cm于水面上方、并且保护植物根系不腐烂。这些特点对于采用树脂栽培基栽种的陆生植物如洋麻等是非常有益的。
而且，将多个水道W并列是可能的，这些水道与蓄水器相通，并将经水净化装置净化的水送回包括水道W的河流。虽未画出，可将包括树脂栽培基的水净化装置安装于单一水道或多个水道中。可在这样的水净化装置上覆盖塑料大棚(vinyl house)，然后将其置于温室中以促进植物在冬季的生长。
再者，如图12所示，当采用三层结构时，其中第二层树脂栽培基，即靠近上下树脂栽培基的边界或靠近水面的树脂栽培基，其四角由框架牢固地支撑，该框架由中空和轻型合成树脂型材制成(在日本专利No.2872590中公开)，所以当栽种的植物生长其上时，水净化装置仍能保持漂浮状态。
该合成树脂型材中空部分的开口端用帽封住，或该中空部分优选填充有漂浮物发泡苯乙烯并封住开口端。这对保持水净化装置漂浮在水中是有效的。
当多个树脂栽培基被堆叠时，优选通过高密度部分的四角采用诸如在四角穿洞，以如螺栓、螺母的固定件连接。更优选的是，该固定件牢固地连接在由合成树脂型材制造的框架上。
该合成树脂型材漂浮物的空隙为70％，长1000mm，宽200mm，高100mm，重约13.5kg。
参见图13，该水净化装置包括多层结构的树脂栽培基，其被配合在一个由中空合成树脂型材制成的方形框架内并被安放在水道床体上。
如图14所示，支撑柱S由合成树脂型材制成并被立于水道W的床体上。该支撑柱S可穿过树脂栽培基的不带有树脂纤丝的空间31，并因此牢固地支撑树脂栽培基上。
虽未画出，可将同一单位基体中的所述树脂栽培基重叠，在该树脂栽培基中每个低和高密度部分在一个方向上定向，从而使得低和高密度部分的方向交叉地排列。
该树脂栽培基的栽种植物的低密度部分的空隙是90％到95％，为海绵状结构，其中高密度部分有规律地间隔排列以增强低密度部分的强度。该树指栽培基适用于栽种水生植物如芦苇和蒲草。当包括上述树脂栽培基的水净化装置被简单地安放在水道上以净化水体时，栽种于树脂栽培基上的植物生长且其根系在树脂栽培基中延伸。于是，微生物在植物根系伸展的树脂栽培基的空隙中繁殖，并分解水中的有机物，以达到净化水体的作用。
特别地，虽然该树脂栽培基是由长时间浸泡水中也不会腐蚀的树脂制成的，但其可为微生物及植物根系生长提供寄生体，也就是说，该树脂栽培基可满足相互矛盾的需求。在此之前，这是不可能的。由这种树脂栽培基组成的水净化装置可用于净化水道。
采用该水净化装置和本发明的水净化方法，栽种在树脂栽培基上的植物可美化由于岸堤保护工程或其他类似工程而变得荒芜的岸堤，也就是说，可重建水道美景。
该树脂栽培基由热塑性树脂制成，该树脂用后可回收。
因此，下述最广泛的权利要求并非专指一台以特殊方式配置的机器。而是，所述最广泛的权利要求试图保护本突破发明的核心或基本点。很清楚本发明是新颖、实用的。并且，当其被使用时，作为一个整体用以前的技术观点来看，对于具有本领域一般常识的人来说并非是显而易见的。
进一步地说，从本发明的革命性特征来看，显然是一开创性发明。正因为此，从法律的角度，下述权利要求被赋予非常广泛的说明以便保护本发明的核心。
由此可知，上述提出的发明目的，以及所做的明显区别于以前的描述业已有效获得，并由于不脱离本发明的范围而在上述结构中所做的某些变化，只是对所有包含在上述描述或附图中的事物进行说明而并非有限定的意思。这也可被认为是下述权利要求试图覆盖本发明中所描述的所有一般和特殊特征，以及使用不同语言对本发明范围进行的描述，也被认为是落入其中的。
权利要求
1.一种树脂栽培基，其用做植物种床并被部分地浸泡在河流、湖泊、沼泽地、池塘或水道中，且可从中汲水，其中，该树脂栽培基为一个由长和/或短的热塑性树脂纤丝构成的三维结构；相邻的长和短的树脂纤丝被任意卷曲或成环，且接触、缠绕和聚集，以形成一个低密度部分和一个高密度部分；该低密度部分空隙为80％至99％，其具有比高密度部分更高的空隙率；和植物被栽种于低密度部分。
2.根据权利要求1的树脂栽培基，其中所述树脂栽培基上有用来栽种植物的凹槽。
3.根据权利要求1或2的树脂栽培基，其包含有未填充树脂纤丝的空间，该空间开口于栽培基的外围部分。
4.一种水净化装置，其包括权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中栽种水生植物和陆生植物的树脂栽培基被安放在水道中以净化水体。
5.根据权利要求4的水净化装置，其包括多个相互连接的树脂栽培基。
6.一种水净化的方法，其包括如下步骤在权利要求1至3任意之一的树脂栽培基上栽种植物；将该树脂栽培基安放于水道中以净化水体；养殖植物并让该植物吸收水中的污染物；利用该树脂栽培基的树脂纤丝和生长其间的植物根系形成微生物繁殖的秧苗床；使微生物分解水中的水污染物。
7.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其在一个单位基上包含有低密度部分和高密度部分。
8.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中所述低密度部分和高密度部分可分别制造；该低密度部分位于高密度部分上以便制造多层结构；并且该多层结构被安放在水道中，而且在高密度部分和水道床之间形成一水流空间。
9.根据权利要求6的方法，其中多个水道被并列排列，并且净化后的水可返回该水道。
10.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中有一个由中空树脂型材制成的框架牢固地与靠近低密度部分和高密度部分之间的边缘的高密度部分的四角相连，或与靠近水面的高密度部分的四角相连。
11.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中所述合成树脂型材在水道床上被组装成方形框架，并且包括低和高密度部分的树脂栽培基被配合在该框架上。
12.根据权利要求3的树脂栽培基，其中所述未填充树脂纤丝的空间用于穿过柱子，该柱子由合成树脂型材制成并且垂直立于水道床中，用以固定树脂栽培基。
13.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中在同一单位基体中包含低和高密度部分的多个树脂栽培基被堆叠在一起形成多层结构。
14.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中在同一单位基体中包含低和高密度部分的树脂栽培基被设置于包含高密度部分的树脂栽培基上。
15.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中在水道上的所述树脂栽培基被塑料大棚覆盖。
16.根据权利要求10至12任意之一的树脂栽培基，其中所述形成在中空合成树脂型材中的中空空间的开口端被帽封住，或优选用高浮性的发泡苯乙烯填充该中空空间。
17.根据权利要求10至12任意之一或16的树脂栽培基，其中在每个高密度部分的四角制备有孔并且多个树脂栽培基被配合入这些孔中的如螺栓和螺母的固定件连接，并该固定件与框架牢固相连。
18.根据权利要求1至3任意之一的树脂栽培基，其中多个堆叠的具有在一个方向上定向的低和高密度部分的树脂栽培基，被以交替的形式方向交叉地排列。
19.根据权利要求1至3，和7至19任意之一的树脂栽培基，其中产生气泡的管子被安装在水流空间中用以为该水流空间换气。
全文摘要
一种被用做栽种植物的种床的树脂栽培基,其被部分地浸泡于河流、湖泊、沼泽地、池塘或水道中。该树脂栽培基具有一个由热塑性树脂的长和短的树脂纤丝构成的三维结构。该长和短的树脂纤丝被任意地卷曲或成环,并相互接触、缠绕和聚集,以形成低密度部分和高密度部分。栽种在该树脂栽培基的低密度部分的植物吸收营养盐类如磷和氮化物。寄居在该树脂栽培基上的微生物分解水中的有机物以净化水体。
文档编号D04H5/00GK1304647SQ00130150
公开日2001年7月25日 申请日期2000年10月18日 优先权日1999年12月13日
发明者西堀贞夫, 菊池武恭, 白井真纪, 中村雄一郎, 佐佐木惠美 申请人:艾因工程技术股份有限公司