一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及环境工程和水处理技术，旨在提供一种用于富营养化水体生态修复和园林景观水体美化的太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛。本实用新型结合微生物技术、生态浮岛技术和太阳能技术优势去除富营养化水体中的有机物和氮磷，同时，太阳能浇灌装置能增加水体中的溶解氧，增强水体自净能力，达到更好的水生态修复效果。该干式浮岛可以种植多种类型的植物，对于丰富浮岛生态系统、促进鸟类及鱼类到浮岛栖息有着很好的作用，为浮岛转化为自然化提供了充足的条件且对环境不会产生二次污染。
【专利说明】-种太阳能微动力自浇灌干式生态淳岛
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及环境工程和水处理技术，旨在提供一种用于富营养化水体生态修 复和园林景观水体美化的太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着人们对生活环境问题越来越关心，周边的自然环境、特别是水环境的 质量和水上自然景观状况也得到越来越多的重视。随着城市绿化美化工作的快速发展，景 观水体不断增多，由于新鲜水源不足，一些城市内湖、河流或景观水体水质不断恶化，水体 呈现富营养化，引发藻类过量生长、鱼类大量死亡，严重破坏了水生态环境。
[0003] 生态浮岛技术是利用生物治污的原理，让植物将水中过剩的营养物质吸收，实现 水质的净化，同时提供适合其他生物生活的空间，以修复或重建水生生态系统。
[0004] 作为一种新型的环境保护技术，人工生态浮岛最早出现在20世纪70年代，由德 国贝斯特曼公司研发。通过搭建一个漂浮于水面的平台装置，种植多种挺水植物，利用植物 生长过程对水体中氮、磷等的吸收达到净化水质的目的。该技术一方面可以净化水质，为鸟 类提供栖息之地，另一方面则可以改善鱼类产卵繁殖环境和增加渔民的经济收入。
[0005] 其后生态浮岛又经历了几次大的发展，尤其是日本生态浮岛技术的应用，强化了 植物根系对水中有益微生物的促生作用，也大大扩宽了生态浮岛的应用范围，提升了生态 浮岛的净水效果。20世纪80年代，日本开始大规模引进这种技术，对自身水体进行修复， 其中日本的琵琶湖就有当时最大的人工浮岛。随后在1995年的世界湖泊大会上，人工生物 浮岛作为一种治理污水的技术开始被世界公认，韩国、加拿大、英国等相继开始关注和研究 这项技术。
[0006] 与传统水污染治理技术相比，人工生物浮岛技术存在着几项明显的优点：在污染 现场进行原位修复，不受水体深度、透光度和富营养化程度的限制，特别适合湖泊河道富营 养化的治理；费用低廉，相对于传统的治污技术，该项技术可节省50%以上的建设费用，维 护费用低廉，还可改善景观。
[0007] 其中，生态浮岛对水环境的主要保护机能体现在以下几点：
[0008] 1、水质净化。依靠浮岛上种植生长的植物吸收水体内的氮、磷等营养成分以及依 靠那些附着在植物根部的微生物净化水体；
[0009] 2、创造生物的生息空间。利用浮岛的遮蔽作用给鱼类等提供繁殖产卵的场所，同 时，浮岛也可以给鸟类提供栖息的空间；
[0010] 3、改善景观。浮岛上种植的各种植物花卉可以明显改善水景，通过合理搭配，更能 营造特殊的水上园林景观；
[0011] 4、消波护岸。生态浮岛可以对岸基构成保护作用，消减波浪的影响。
[0012] 因此，生态浮岛技术在水库、湖沼、河涌，或是有景观要求的池塘等封闭性水域得 到广泛的发展应用。
[0013] 目前我国市场上已有生态浮岛产品，这些产品一般以塑料泡沫作为浮岛载体，上 开若干孔，将植物"栽种"里面。这些产品在实际应用中主要有以下缺点：
[0014] (1)缺少动力装置，与水的接触受到局限，净化作用不能充分发挥；
[0015] (2)仅利用水生植物根系吸收作用，只能降低水中氮、磷，未设置专用的微生物载 体，其生物膜负载量有限，难以降低水中有机污染物含量，削减COD、B0D等；
[0016] (3)不能提高水中溶解氧浓度，难以促进水体的自净作用和改善水生鱼类生存环 境；
[0017] (4)适种植物种类过于单一，主要集中在一些大型的挺水植物，景观效果得不到体 现，使得浮岛的应用范围受到一定的限制。
[0018] 在大方向上，生态浮岛分为两类：干式生态浮岛和湿式生态浮岛。
[0019] 干式生态浮岛指的是浮岛上所种植的植物根系不直接接触水体的生态浮岛，干式 浮岛目前在国内基本没有应用。湿式生态浮岛指的是浮岛上所种植的植物根系直接接触到 水体的生态浮岛，这是目前应用最为广泛的生态浮岛类型。
[0020] 目前国内的生态浮岛都是湿式浮岛，以种植各种水生植物为主。虽然湿式浮岛的 净水效果较好，但是由于植物种类过于单一而使得浮岛的景观效果得不到很好的体现，同 时植物的净化效果和更换上也很难得到提高，往往只是水处理工程中的附属品。
[0021] 而干式浮岛则由于植物没有直接和水体接触，可以栽培大型的木本、园艺植物，通 过不同的植物组合，构成良好的鸟类、鱼类等生物生息场所，同时也极大的美化了景观，但 干式浮岛也存在一些问题，一是没有了浮岛对水体的净化功能，二是需要定期的人工浇灌， 以补给植物生长所需的水分，大大增加了后期的人工成本。一般这种大型的干式浮岛是用 混凝土或是聚苯乙烯材料制作而成。 实用新型内容
[0022] 为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种太阳能微动力自浇灌干式生 态浮岛，该型干式浮岛加载有生物填料过滤系统和太阳能微动力浇灌系统，不仅继承了传 统干式浮岛在植物种植种类上更加丰富的优势，又弥补了传统干式浮岛在给水需求、净水 功能方面的缺陷，同时，太阳能微动力浇灌系统还能促进水体循环，增加水体溶解氧，具有 植物多样、景观美好、净水有效的特点。
[0023] 本实用新型的技术解决方案是：一种太阳能微动力自浇灌干式浮岛，包括浮体层 (1)、过滤层（4)、隔土层（5)、覆土层（6)、太阳能微动力浇灌系统（7)和植物（12)，其特征在 于：浮体层（1)、过滤层（4)、隔土层（5)、覆土层（6)自下而上依次设置，植物（12)种植在覆 土层（6)中，浮体层（1)中央设有管道通孔（2)，太阳能微动力浇灌系统（7)的输水管（10) 从浮体层（1)的管道通孔（2)、过滤层（4)、隔土层（5)、覆土层（6)穿出至植物（12)高度以 上。
[0024] 所述浮体层（1)的浮体制作材料采用PE、EPE或EVA发泡板材中的一种，浮体表面 环绕中央的管道通孔设有若干通气透水小孔。
[0025] 所述过滤层（4)的过滤填料采用聚氨酯生化棉。
[0026] 所述隔土层（5)的隔土材料采用聚丙烯无纺布。
[0027] 所述覆土层（6)的覆土选用有机腐殖质土壤，覆土厚度以盖住植物根部为宜。
[0028] 所述太阳能微动力浇灌系统（7)主要含太阳能电池板（8)、水泵（9)、输水管（10) 和喷头（11)组件，太阳能电池板（8)的支撑架装载在浮体层（1)的浮体上面，水泵（9)悬固 在浮体层（1)的浮体下方，输水管（10 ) -端与水泵（9 )接通，另一端接通喷头（11)。
[0029] 依据本实用新型上述方案能取得的有益效果：依据本实用新型技术方案制作的生 态浮岛可用于各种类型的自然或者人工景观水体，可以种植陆生植物以及水生植物，有效 促进区域内水体循环、增加水中溶解氧，有效降低COD、BOD、SS、TN、TP等，丰富景观的同时 达到净水的效果。
[0030] 采用本实用新型上述方案制作的太阳能微动力自浇灌干式浮岛可达到以下有益 效果：
[0031] 该型干式浮岛实现了植物栽培系统、填料过滤系统和喷泉浇灌系统的组合一体 化，在景观效果上，植物园艺和喷泉水景相得益彰，在净水功能上，植物吸收和填料过滤协 同并重。
[0032] (1)该型干式浮岛加载了太阳能微动力自浇灌系统，其动力源自太阳光转化，节约 能源；其形成的喷泉式出水，增强了浮岛的水景效果，而且在功能上，以提水、喷灌的方式， 将本不与干式浮岛上植物接触的水体转移到植物根系表面，既满足了植物正常生长所需的 水分补给，又对水体中的氮磷等污染元素进行了吸附、吸收净化；
[0033] (2)该型干式浮岛加载了生物填料过滤系统，填料过滤区能增加生物接触氧化的 表面积，为多种微生物的生存提供适宜的环境，促进微生物种群的生长繁殖，加速污染物质 的分解。这也使得自覆土层渗流到过滤层的水体进一步得到净化，提升了浮岛净水效应；
[0034] (3)该型干式浮岛继承了传统干式浮岛的优势，可同时栽培水生植物和陆生植物， 尤其是可栽培大型木本园艺植物，丰富了植物多样性，增强了浮岛景观性，通过不同季节优 势植物的组合种植，强化了浮岛的净水效果，提高了浮岛的生物稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0036] 图1是本实用新型的应用例剖面结构示意图。
[0037] 图2是本实用新型的应用例俯视结构示意图。
[0038] 图3是本实用新型的应用例仰视结构示意图。
[0039] 图中1-浮体层，2-管道通孔，3-通水透气孔，4-过滤层，5-隔土层，6-覆土层， 7_太阳能微动力浇灌系统，8-太阳能电池板，9-水泵，10-输水管，11-喷头，12-植物
【具体实施方式】
[0040] 本实用新型是一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，以圆形外观造型为例，具 体实施方式如下：
[0041] 首先，采用PE、EPE或EVA发泡板材中的一种，制作直径lm、厚度10cm的圆形浮体， 作为浮体层（1)，在浮体中央处开设一个直径5cm的管道通孔（2)，环绕管道通孔（2)在浮体 表面开设若干个直径2cm的通气透水孔。浮体层（1)上贴合性布设采用聚氨酯生化棉制作 的过滤填料，作为过滤层（4)，在聚氨酯生化棉过滤填料中央出开设聚氨酯生化棉直径5cm 的管道通孔（2)，聚氨酯生化棉因其疏松多孔的结构而有利于气液交换，能促进有益微生物 的生长繁殖，分解流经水体中的有机物等污染物质。过滤层（4)上贴合性布设采用聚丙烯 无纺布制作的隔土材料，作为隔土层（5)，在聚丙烯无纺布隔土材料中央出开设直径5cm的 管道通孔（2)，用于防止覆土流失至过滤层（4)引起聚氨酯生化棉过滤填料堵塞。隔土层 (5)上铺设有机腐殖质土壤，作为覆土层（5)，其作用一是为植物提供肥力和养料，二是固着 植物根系使其直立生长。太阳能微动力浇灌系统（7)主要含太阳能电池板（8)、水泵（9)、输 水管（10)和喷头（11)组件，太阳能电池板（7)的支撑架固定在浮体层（1)的浮体上面，水 泵（9)悬固在浮体层（1)的浮体下方，输水管（10)从浮体层（1)的管道通孔（2)、过滤层（4) 的管道通孔（2)、隔土层（5)的管道通孔（2)、覆土层（6)依次穿出至植物（12)高度以上，其 一端与水栗（9)接通，另一端接通嗔头（11 )。然后，将植物（12)栽培在覆土层（6)中，就此 形成了一个植物浮岛单元。最后，将一个个植物浮岛单元连接成片，并通过牵拉、打桩或抛 锚等方式将成片植物浮岛固定布置在目标水域，当太阳能微动力浇灌系统（7)中的太阳能 电池板（7)吸收太阳光转化电力驱动水泵（9)工作，目标水域中的水经水泵（9)提水、输水 管（10)输水送至喷头（11)喷出，形成景观喷泉，接着喷头（10)出水回落至覆土层（6)，植物 (12)根系吸收水分以满足自身生长所需，同时对水中的污染元素进行吸附、吸收净化，未被 植物（12)利用的余水自覆土层（6)渗流到过滤层（4)，经过过滤层（4)中过滤填料的截留、 过滤又得到进一步净化，净化后的水最终会通过浮体层（1)中浮体的通水透气孔（3)回流 至目标水域。
【权利要求】
1. 一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，包括浮体层（1)、过滤层（4)、隔土层（5)、 覆土层（6)、太阳能微动力浇灌系统（7)和植物（12)，其特征在于：浮体层（1)、过滤层（4)、 隔土层（5)、覆土层（6)自下而上依次设置，植物（12)种植在覆土层（6)中，浮体层（1)中央 设有管道通孔（2)，太阳能微动力浇灌系统（7)的输水管（10)从浮体层（1)的管道通孔（2)、 过滤层（4)、隔土层（5)、覆土层（6)穿出至植物（12)高度以上。
2. 根据权利要求1所述的一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，其特征在于：所述 浮体层（1)的浮体制作材料采用PE、EPE或EVA发泡板材中的一种，浮体表面环绕中央的管 道通孔（2)设有若干通气透水小孔（3)。
3. 根据权利要求1所述的一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，其特征在于：所述 过滤层（4)的过滤填料采用聚氨酯生化棉。
4. 根据权利要求1所述的一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，其特征在于：所述 隔土层（5)的隔土材料采用聚丙烯无纺布。
5. 根据权利要求1所述的一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，其特征在于：所述 覆土层（6)的覆土选用有机腐殖质土壤，覆土厚度以盖住植物根部为宜。
6. 根据权利要求1所述的一种太阳能微动力自浇灌干式生态浮岛，其特征在于：所述 太阳能微动力浇灌系统（7)主要含太阳能电池板（8)、水泵（9)、输水管（10)和喷头（11)组 件，太阳能电池板（7)的支撑架装载在浮体层（1)的浮体上面，水泵（9)悬固在浮体层（1) 的浮体下方，输水管（10 ) -端与水泵（9 )接通，另一端接通喷头（11)。
【文档编号】C02F3/32GK203999153SQ201420441691
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】袁建波 申请人:昆山瀚潮环保科技有限公司