一种基于3D打印技术的生态浮岛的制作方法

本实用新型属于水体净化与生态修复工程技术领域，尤其涉及一种基于3D打印技术的生态浮岛。

背景技术：

目前，由于工业生产的日益发展和人口急剧增加，我国水资源正遭受来自生产、生活等各方面的污染，我国城镇污水中污染物种类繁多、资源化利用率低、氮磷污染负荷大，虽然污水会经过城镇污水处理厂处理达标后排放，但是很多排放标准都达不到地表V类水质，处理后的水排放到河流水体，对城镇湖泊和河流的再生利用带来不确定的生态风险。

鉴于城镇河流多数处于城镇内部与居民区周边，利用生态工程对城镇污水进行深度处理时，除了注重处理效果，还应关注其与周边景观的配置与融入程度。重点突出生态工程植物选用的本土化，注重生态工程与周边景观的合理搭配，将工程本身变身为一种景观单元与组分。

为实现城镇污水高效低碳资源化利用，将水环境治理融入生态文明建设。选用新型的3D打印材料作为微生物附着材料，相比传统材料具有更好效果，为生态工程的应用与创新打开新的思路。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种对微生物直接起到保护作用，减小水力对微生物的冲刷作用，有利于微生物在填料表面生长繁育，并形成生物挂膜的基于3D打印技术的生态浮岛。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种基于3D打印技术的生态浮岛，该基于3D打印技术的生态浮岛包括：挺水植物种植槽、沉水植物种植槽、填料槽，所述挺水植物种植槽连接在填料槽上部，沉水植物种植槽连接在填料槽下部。

进一步，所述挺水植物种植槽通过高强度尼龙绳与填料槽的上部连接，所述沉水植物种植槽通过强耐水性尼龙绳与所述填料槽的下部连接。

进一步，所述挺水植物种植槽由植物种植篮、环形浮岛载体构成，所述植物种植篮设置在所述环形浮岛载体上，所述植物种植篮上搭配种植去除N、P营养元素能力较强、景观效果好的植物。

进一步，所述植物种植篮上可搭配种植美人蕉、黄菖蒲、鸢尾。

进一步，所述沉水植物种植槽由环形种植框架及生物基质构成，所述生物基质设置在所述环形种植框架中，所述生物基质中搭配种植水生植物。

进一步，所述生物基质中可搭配种植的水生植物有狐尾藻、苦草、菹草。

进一步，所述填料槽上设置有带孔、且与水体连通的筒体，所述筒体中内置有悬浮填料。

进一步，所述填料槽的筒体中放置的悬浮填料为：采用3D打印技术加工而成的高比表面积填料。

进一步，所述悬浮填料为采用两种或两种以上成分按一定比例制造的塑料合金丝材，通过熔融挤出成型(FDM)的3D打印技术，制备高比表面积的生物填料。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型将挺水植物种植槽、沉水植物种植槽、填料槽成高中低层错开排列，挺水植物种植槽通过高强度尼龙绳与填料槽的上部连接，沉水植物种植槽通过强耐水性尼龙绳与填料槽的下部连接，在挺水植物种植槽及沉水植物种植槽中选择不同空间生态位的植物，填料槽中放入采用3D打印技术加工而成的高比表面积悬浮填料；通过植物搭配的选择可降低河湖水体的水流速度，挺水植物发达的根系与沉水植物可形成密集的过滤层，将流水中不溶性的胶体等悬浮物吸附并沉降到填料槽；同时利用塑料合金丝材原料制造的悬浮填料，微生物易于附着，挂膜速度较快，通过植物水生植物向水中输氧，构建起不同氧气含量的“根际区”，为生物链浮岛中的好氧、兼氧和厌氧微生物提供各自的小生境，有利于硝化菌、反硝化菌和聚磷微生物分别在适宜的根际区大量繁殖，降解水中的各种污染物质，并通过对有机污染物的矿化作用为植物提供生长所需的无机养料，进一步去除水中的N、P等元素，有效地提高了水体的净化效果；至今还未见有采用3D打印技术加工制作的悬浮填料用于生态浮岛污水生物处理的技术，弥补了业内的空白，促进了行业的发展。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于3D打印技术的生态浮岛的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的基于3D打印技术的生态浮岛的俯视图。

图中：1、挺水植物种植槽；2、沉水植物种植槽；3、填料槽；4、高强度尼龙绳；5、强耐水性尼龙绳；6、挺水植物；7、沉水植物；8、悬浮填料；9、筒体。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2：

该基于3D打印技术的生态浮岛，包括：挺水植物种植槽1、沉水植物种植槽2和填料槽3，挺水植物种植槽1包括：植物种植篮与环形浮岛载体，搭配种植美人蕉、黄菖蒲、鸢尾等去除N、P等营养元素能力较强、景观效果好的植物；沉水植物种植槽2包括：环形种植框架与生物基质，搭配种植狐尾藻、苦草、菹草等水生植物；填料槽3设置带孔的筒体9，能与水体连通，内置悬浮填料8；挺水植物种植槽1通过高强度尼龙绳4与填料槽3连接，沉水植物种植槽2通过强耐水性尼龙绳5穿过填料槽3下部连接，挺水植物种植槽1、沉水植物种植槽2与填料槽3成高中低层错开排列。

本实用新型涉及一种基于3D打印技术的生态浮岛，包括：挺水植物种植槽1、沉水植物种植槽2和填料槽3，选择不同空间生态位的植物，在挺水植物种植槽1中搭配种植美人蕉、黄菖蒲、鸢尾等，在沉水植物种植槽2中搭配种植狐尾藻、苦草、菹草等水生植物，填料槽3中放入采用3D打印技术加工而成的高比表面积悬浮填料8。通过植物搭配的选择可以降低河湖水体的水流速度，挺水植物6发达的根系与沉水植物7可以形成密集的过滤层，将流水中不溶性的胶体等悬浮物吸附并沉降到填料槽3；同时利用塑料合金丝材原料制造的悬浮填料8，比表面积以及粗糙度高于普通接触氧化挂膜填料，微生物易于附着，挂膜速度较快，通过植物水生植物向水中输氧，构建起不同氧气含量的“根际区”，为生物链浮岛中的好氧、兼氧和厌氧微生物提供各自的小生境，有利于硝化菌、反硝化菌和聚磷微生物等分别在适宜的根际区大量繁殖，降解水中的各种污染物质，并通过对有机污染物的矿化作用为植物提供生长所需的无机养料，进一步去除水中的N、P等元素，提高水体的净化效果。

为了解决现有技术中的不足和缺陷，本实用新型提供了具有本地特色的水生植物进行合理搭配，突出植株的彩化、美化功能，有机的融入周围景观，将浮岛自身打造为形成整体效果一种景观资源。选用新型膜材料，悬挂于浮岛下方，打造“水下森林”，形成立体浮岛。微生物附着生长于膜材料表面，与植物根系的泌氧作用形成良性互动，在微生物与植物的双重作用下达到水体深度处理的效果。

与现有生态浮床成品相比，本发明的有益效果是：应用3D打印技术能够制备出相比普通填料的表面粗糙度较高、结构复杂的悬浮填料8，可对微生物直接直到保护作用，减小水力对微生物的冲刷作用，有利于微生物在悬浮填料8表面生长繁育，形成生物挂膜。该技术以两种或两种以上成分按一定比例制造的塑料合金丝材，通过熔融挤出成型(FDM)的3D打印技术，制备高比表面积的悬浮填料8。该悬浮填料8具有以下两个特点，其中一种成分为基体塑脂，具有抗形变能力，保持生物填料的物理外形；另一种材料具有生物相溶性和自降解性，适合有氧和无氧的微生物生长，有利于生物挂膜。至今还未见有采用3D打印技术加工制作的悬浮填料8用于生态浮岛污水生物处理的技术。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。