一种园林水体自净化系统的制作方法

本发明属于水体自净化系统，具体为一种园林水体自净化系统。

背景技术：

随着社会的发展，水体污染也日益严重。现有生产生活中，水体污染的原因主要有：一是随着城市化的快速发展，对水体、土地不合理的开发利用的现象越发严重，城乡水体出现大量点源和面源污染；二是植物凋落物以及雨水地表经地表流动时为地表/土壤带来大量的有机物和氮磷元素(地表雨水污染程度相当于生活污水)；三是大气降尘所带来的外来有机物和氮磷元素。

而这些被污染的水体均流入湖泊、河涌、河流等自然水体中，使水生态系统受到重大影响，导致部分湖泊及河流本身不断衍生死亡的生物群落，而死亡的生物群落逐渐积累对水体又产生二次污染，更是加大水体中TN、TP浓度，以及加重水体富营养程度，引起规模化的“湖泛”。

在水体污染日益严重的情况下，由于现有的园林景观管理维护不足，城市中的公园、居住区、滨水绿带等景观水体，也受到不同程度的污染，导致多数景观水体水质欠佳、富营养化程度日趋严重。资料显示，我国90％以上的湿地公园水体COD、TN、TP等指标超过地表水IV类水质标准，如广州流花湖、河源鳄湖、清远东门塘、云浮蟠龙天湖、中山逸仙湖。

这些湖泊的富营养化更说明了广东省地区整体水环境承载能力不足，水体功能运用日渐狭窄，对其周边的环境生态、城市景观和社会经济的可持续发展造成了严重的影响。以至于“臭、脏、黑”一度成为城市水体的代名词，宜居环境无从谈起。所以研究合理的水质净化与维护技术，改善景观水体的外在形象，恢复良好的水体生态景观是提高人民生活水平，改善生态环境，保护城乡水资源的重要途径之一。

虽然中国专利CN102923906A公开了“一种集景观和生物生态修复的校园景观水体水质保持自净系统”，包括人工强化水质净化系统、生物操纵系统及水循环系统，用于校园景观水体的生态保持与自净。人工强化水质净化系统利用水循环和净化机制，达到校园景观水体水质净化的目的，包括：曝气增氧系统、生态浮床和多元组合人工湿地。生物操纵系统由生态岛和水生动植物系统组成，用于辅助人工强化水质净化系统，进一步提高景观水体生态环境自净能力。各个系统和处理单元之间利用水泵和重力流循环连接。又如中国专利CN105621619A公开了湖滨湿地“水生植物—鱼类—底栖生物”水质净化系统及其净化方法，所选取的水生植物为蒲草和或芦苇，所选取的鱼类为鲢鱼和鳙鱼，所选取的底栖生物为螺狮或河蚌。上述的专利中均涉及一种水体的自净化的方法，所用材料包括滤食性水生动物、挺水植物、沉水植物，菌类等，这些所构成的系统净水性能一般，涉及的类型较少，循环链不够完善，水生植物应用单一，并且，上述专利中所使用的挺水植物会有冬枯现象，容易对水体产生二次污染；缺少对集观赏性、稳定性、较强生态适应性水景的考虑。

随着城市园林景观水体日益普及，因应了海绵城市建设需要，无论是地面、下沉式绿化甚至屋顶等均可建设园林水景，实现水的蓄留与利用。为减轻园林水体景观维护中繁琐的除尘、除蚊虫、除异味、除藻、植物养护等工作，亟需建立从来水到景观水体全流程的低成本持效性水质保障与持久景观技术。

技术实现要素：

本发明提供一种园林水体自净化系统，其能实现低成本持效性的水质保障与保持景观的持久性。

为实现上述技术目的，本发明采取的具体技术方案为，一种园林水体自净化系统，包括植物净化单元、动物净化单元以及复合净化单元；植物净化单元用于吸收污染源中的养分以及滞纳污染源中的浮尘，包括交叉布置的水生木本植物、水生草本植物以及沉水植物，其中沉水植物以沉水植物毯的形式种植；动物净化单元用于消耗污染源中的腐殖质、藻类以及蚕食蚊虫幼卵，并为植物净化单元提供肥料，为复合净化单元提供原材料，包括养殖于水体中的滤食性动物；复合净化单元用于净化污染物，并为植物净化单元提供养料、为动物净化单元提供原材料，包括设于园林水体入口处的生物质焦生态沟渠。

作为本发明改进的技术方案，复合净化单元还包括设于园林水体中的生物浮岛-沉箱水净化一体化景观装置，包括浮导框架；所述浮导框架中种植设有固定沉水植物的沉水植物网，并同时养殖有滤食性水生动物。

作为本发明改进的技术方案，生物浮岛-沉箱水净化一体化景观装置还包括位于浮导框架上部的上部浮岛区，所述上部浮岛区内设有浮岛生物处理器，所述浮岛生物处理器包括浮岛景观植物浮岛生物处理器包括浮岛景观植物。

作为本发明改进的技术方案，复合净化单元还包括设于园林水体边缘的生物质焦岸坝装置，生物质焦岸坝装置包括生物质焦及生物载体，生物质焦与生物载体以拟合水体岸壁或者坝体形态的方式布置。

作为本发明改进的技术方案，复合净化单元还包括集水池，集水池布设于复合净化单元中的最下游的位置。

作为本发明改进的技术方案，生物质焦生态沟渠包括沟渠、塑料格栅网、盖体以及水生草本植物，塑料格栅网布设于沟渠两侧壁，盖体以采用塑料格栅网支撑的方式搭建于沟渠沿高度方向的横截面上，沟渠的两侧壁上布设有若干个水管，沟渠内填充有生物质焦块，水生草本植物种植于生物质焦块上。

作为本发明改进的技术方案，水生木本植物包括：细枝叶下珠、木芙蓉、风箱树、穗花棋盘脚、水翁、秋枫、对叶榕、大叶算盘子、老鼠簕、珊瑚树、水东哥、串钱柳、大叶紫薇、海南蒲桃、莲雾、鸭脚木、乌桕、喜树以及银柳。。

作为本发明改进的技术方案，水生草本植物包括：蜘蛛兰、水蓑衣、鸢尾、翠芦莉、铜钱草、美人蕉、再力花、纸莎草、芦苇、香蒲、花叶芦竹、三棱藨草、白姜花以及水芋。

作为本发明改进的技术方案，沉水植物包括：轮叶黑藻与苦草。

作为本发明改进的技术方案，滤食性动物包括螺、鱼、蚌与蛙。

有益效果

本申请的园林水体自净化生态系统可实现水体景观持久、高效净化、低养护、净污能力强、能恢复水体自净能力与生产功能；实现景观型人工水景可持续性的净化功能，是一项具有综合性的生态修复技术，应用前景广阔。

附图说明

图1本发明的一种园林水体自净化系统的结构示意图；

图2园林水体自净化系统中植物净化单元结构示意图；

图3生物浮岛-沉箱水净化一体化景观装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种园林水体自净化系统，包括植物净化单元、动物净化单元以及复合净化单元；植物净化单元用于吸收污染源中的养分以及滞纳污染源中的浮尘，包括交叉布置的水生木本植物、水生草本植物以及沉水植物毯；所述水生木本植物可选用细枝叶下珠、木芙蓉、风箱树、穗花棋盘脚、水翁、秋枫、对叶榕、大叶算盘子、老鼠簕、珊瑚树、水东哥、串钱柳、大叶紫薇、海南蒲桃、莲雾、鸭脚木、乌桕、喜树以及银柳；水生草本植物可选用蜘蛛兰、水蓑衣、鸢尾、翠芦莉、铜钱草、美人蕉、再力花、纸莎草、芦苇、香蒲、花叶芦竹、三棱藨草、白姜花以及水芋；沉水植物可选用：轮叶黑藻与苦草。为了保证园林水体景观的持久性，在选择水生木本植物、水生草本植物以及沉水植物时，可根据水生木本植物、水生草本植物以及沉水植物的生长季节进行交叉种植，即保证一年四季均有能正常观赏的植物。如可选用木芙蓉、乌桕、串钱柳、鸭脚木、鸢尾、白姜花、蜘蛛兰、轮叶黑藻，春季：鸢尾、串钱柳，夏季：白姜花、大叶紫薇，秋季：木芙蓉、乌桕，冬季：常绿蜘蛛兰和鸭脚木等，使四季均有景观可观赏。另有其中，乌桕、风箱树等具有药理特性，部分时节可根据需要选取一些水生木本/水生草本植物作为药用，提高园林的利用价值。而植物净化单元产生的落叶等也可作为动物净化单元的食物以及复合净化单元的原材料。

其中在植物净化系统中水生木本植物起着水体净化和景观营造的功能，并用于苗木的生产与销售，经过本专利优选的水生木本植物将填补广东乃至于国内在湿地木本植物种类上的空缺，丰富湿地木本植物在水体污染净化功能、水体复层景观营造、水体生态恢复、演变等多方面的功能，同时水生木本植物具有较好的水生态适应性、生长稳定性、良好的观赏价值以及养护粗放等特性，将在各类城市水体景观中得到广泛应用，并带动木本湿地植物苗木生产、销售等，推动广东园林苗木的发展；

水生草本植物主要起着吸收水中富营养化物质，同时也起着营造景观的功能；在该系统中应用无基质沉水植物毯滞纳水中浮尘，丰富水景景观；通过自主研发的低养护免养护持久景观的水生植物高效净污性适配组合进行水景植物群丛配置，极大降低水景维护费用。该单元中各要素构成初级生产者，植物消耗水中的养分后，为动物净化系统提供食物，为复合系统提供原材料，如图2所示。

动物净化单元作为消费者用于消耗污染源中的腐殖质、藻类以及蚕食蚊虫幼卵，并为植物净化单元提供肥料，为复合净化单元提供原材料，包括养殖于水体中的滤食性动物；在水体中投放适宜的粗放饲养型滤食性动物，包括螺、鱼、蚌、蛙等，可对污染源(富营养化水体、浮尘、浮游藻类、蚊、虫卵等、植物凋落物)起到消耗腐殖质和藻类、蚕食蚊虫幼卵的作用；为植物净化系统提供肥料，为复合净化系统提供原材料。

复合净化单元用于净化污染物，并为植物净化单元提供养料、为动物净化单元提供原材料，包括设于园林水体入口处的生物质焦生态沟渠、设于园林水体中的生物浮岛-沉箱水净化一体化景观装置、设于园林水体边缘的生物质焦岸坝装置以及布设于复合净化单元中的最下游位置的集水池。其中，生物质焦生态沟渠包括沟渠、塑料格栅网、盖体以及水生草本植物，塑料格栅网布设于沟渠两侧壁，盖体以采用塑料格栅网支撑的方式搭建于沟渠沿高度方向的横截面上，沟渠的两侧壁上布设有若干个水管，沟渠内填充有生物质焦块，水生草本植物种植于生物质焦块上，其成本较低，可用于各类污水处理。

如图3所示，所述生物浮岛-沉箱水净化一体化景观装置复合净化单元还包括设于园林水体中的生物浮岛-沉箱水净化一体化景观装置，包括浮导框架；所述浮导框架中种植设有固定沉水植物的沉水植物网，并同时养殖有滤食性水生动物；还包括位于浮导框架上部的上部浮岛区，所述上部浮岛区内设有浮岛生物处理器，所述浮岛生物处理器包括浮岛景观植物浮岛生物处理器包括浮岛景观植物。更具体的为包括浮岛框架6，浮岛框架6内设有容腔，容腔内设有布膜，容腔的上部设有上部浮岛区，该上部浮岛区内设有浮岛生物处理器，该容腔内设有沉箱生物处理器，其中，浮岛生物处理器包括浮岛景观植物，沉箱生物处理器包括位于容腔底部的滤食性水生动物7以及位于容腔两侧的沉水植物网4，沉水植物网4上设有沉水植物，容腔的底层设有活性炭以及滤食性动物，容腔的侧壁上设有竖向滤食性动物养殖层11，竖向滤食性动物养殖层11内设有滤食性动物，竖向滤食性动物养殖层11的顶部设有供滤食性动物吸附的滤食性动物吸附块10，竖向滤食性动物养殖层11的顶端还设置有开关挡网；另外，容腔的底部还设有LED光源以及通气孔，该通气孔与外部通气系统连通。

上述的生物浮岛污水净化一体化景观装置，通过在浮岛框架6内设置浮岛生物处理器以及沉箱生物处理器，对污水进行生物净化，浮岛生物处理器以及沉箱生物处理器自由组装在框架内，用户可根据使用现场水位和水深情况，变更组装方式，可悬浮、沉底、拖带移动，操作方便，装备生产成本低，运行费用低廉，将植物净化和生物膜法水处理技术的有机结合，提高整个生物浮岛净化污水的能力。上述的沉水植物网4竖向悬挂在容腔内，起到节约空间的作用。上述的容腔两侧分别设有竖向布置的养鱼层5，养鱼层5顶端设置有开关挡网，养鱼层5位于布膜的外侧，提高容腔的利用率，也提高了污水净化后的利用率。上述的开关挡网可以用于阻止鱼以及滤食性动物脱离对应养殖层。更进一步的，容腔与布膜之间设有渔网保护层3，该渔网保护层3位于养鱼层5的外侧。利用渔网保护层3对养鱼层5内的水起到净化和保护作用，提高鱼的生活环境。在本实施例中，布膜包括若干个竖向布置在容腔内的无纺布条8，且布膜的内端连接有生物质焦层9，生物质焦层9可以为水质起到净化作用。上述的浮岛景观植物的下端连接有水培种植槽2，该水培种植槽2嵌入在上部浮岛区内，对浮岛景观植物起到培养作用。浮岛景观植物包括水生木本植物以及水生草本植物。具体地，水生木本植物包括大叶算盘子以及水翁；水生草本植物包括美人蕉、长耳膜稃草以及鸢尾。实施例中，沉水植物包括苦草以及黒藻。

滤食性水生动物7包括螺蛳、河蚌、蚬以及鱼。

生物质焦层9为过滤性碳。

生物质焦岸坝装置包括生物质焦及生物载体，生物质焦与生物载体以拟合水体岸壁或者坝体形态的方式布置。因物质焦拦坝装置拟合于水体岸壁、坝体形态，生物质焦除了具有强大的吸附能力，可吸附水中富营养化物质，甚至可作为植物种植基质使用；利用载体、生物质焦及植物根系等，为微生物提供滋生场所，由此形成稳定的净水膜系统。

还包括井窑，其利用多级过滤、渗滤及载体与生物质焦吸附等，蓄积雨水，结合井窖净化水质。

效果测试：通过实验室模拟该系统的净水试验，其中，木本植物为秋枫、水生草本植物为水蓑衣、沉水植物为苦草、水生动物为叉尾斗鱼和田螺、吸附剂为生物质焦，以富营养化园林水体为修复对象，研究了系统中水生动植物的生长状况，水生动植物对消除水中蚊子幼虫孑孓的作用以及对水中TN、TP、COD、NH₄⁺-N、NO₂^--N、DO、pH、色度这9个水质指标的净化效果。结果表明，运用生物集成系统净化富营养化景观水体，去除污染物的效果良好，在为期30d的试验过程里，生物集成系统中各水生动植物生长状况良好，而且能降低水体中TN、TP、COD、NH4+-N、NO2--N、色度的含量，平均去除率分别为64.4％、49.5％、65.7％、73.8％、82.6％、68.9％，能提高水中DO含量到3.62mg/L，可降低弱碱性水体的pH值，试验初始值为8.0，终值为7.7。其中，TN、COD、NH4+-N、NO2--N、DO、pH指标均符合地表水环境质量标准基本项目标准限值(GB3838-2002)Ⅱ～Ⅳ类水的要求，与CK对照在试验第4d就平均有60多条蚊子幼虫孑孓相比，生物集成系统在试验过程中均没有出现孑孓。

本申请的水体自净化系统“建立完善水体自循环生态链”，创建低养护免养护持久景观的水生动植物高效净水性适配组合、持久景观-水生植物复层植被净水功能单元水体生态恢复技术。在与现有技术的比较：现有技术中所构成的循环系统净水性能一般，涉及的类型较少，循环链不够完善，忽略了其水生木本植物的生态功能，并且，所使用的挺水植物会有冬枯现象，容易对水体产生二次污染；缺少对低养护持久水景的考虑。与其相比，本专利园林景观水体自净化生态循环系统可实现水体景观持久、高效净化、低养护、恢复水体自净能力与生产功能；实现景观型人工水景可持续性的净化功能，应用前景广阔。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。