本发明涉及水体净化
技术领域：
，尤其涉及一种控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统。
背景技术：
：水体富营养化是是水质极度恶化的重要标志之一，也是当今全世界水污染中的严重问题，随着工农业的发展，人民生活和工农业生产等方面产生的NP等污染物质愈来多愈多地进入水体，使水生浮游生物尤其是藻类大量繁殖，造成严重的富营养化现象并引起一系列的恶性循环，使得一些河流、池塘及水库因富营养化严重而完全丧失利用功能，不仅制约了水资源的可利用性，还直接影响人体健康，并制约社会经济的可持续发展。治理水体富营养化一直是环境治理中的一个难题，针对现在的湖区库体等水域，虽然有大量的资金投入到防治整治中，但是水体富营养化问题仍未得到有效控制，水体环境问题依然存在，甚至还有加剧趋势。生物修复技术，特别是集成生物修复技术，作为一项兼顾水环境治理与生态修复的技术，在国外湖泊、水库以及公园的池塘等富营养化水体污染治理中取得了明显的效果，但是现有的生物修复系统大多结构较为复杂，制作成本高，不利于大规模推广。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、低成本的螺鱼草立体集成系统，其基于食物链并结合生物操纵技术，可针对污染水体进行全方位的水体富营养化控制及修复。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统，包括生态浮床、鱼类养殖区和底栖生物区；所述的生态浮床、鱼类养殖区和底栖生物区从上至下依次设置，所述的生态浮床密度为2～10个/100m2，其分别平行等距排布于水面上，所述生态浮床上均布种植或水培有浮水绿植；所述的鱼类养殖区和底栖生物区设置于生态浮床下方的水面下，所述的鱼类养殖区四周使用网板包围，上端连接于生态浮床底部，下端连接至底栖生物区；所述的底栖生物区设置于最底部，所述的底栖生物区包括底泥部分、沉水植物部分和螺类活动部分；所述的立体集成系统四周采用可伸缩的立柱杆支撑，所述的立柱杆底部设置有吸附固定装置，其顶部设置有浮球，所述的相邻两个浮球之间通过浮杆连接。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。较佳的，所述的若干组水面生态浮床平行排列或沿四边排列成“回”字形，所述的生态浮床上栽培的浮水绿植为凤眼莲和/或美人蕉，所述每株浮水绿植的间距为4～12cm。较佳的，所述的若干组生态浮床为四周无边框的湿式浮床，其外侧边与浮杆连接，所述的湿式浮床采用椰子纤维编织而成。较佳的，所述的鱼类养殖区设置于生态浮床的水面下，采用鲢鱼、鳙鱼的其中一种或两种按2～4:1的数量比混杂投养；所述的鱼类养殖区的鱼类投养密度为100～200尾/100m2。较佳的，所述的底栖生物区内设置有底泥部分，所述的底泥部分设置有改性黏土，所述的底泥部分厚度为10～20cm，其内放养水蚯蚓，所述的底泥部分的底端及侧边设置有挡泥板。较佳的，所述的沉水植物部分设于底栖生物区的上部，其上设置有沉水植物固定板，所述的沉水植物部分培植有金鱼藻、苦草、菹草中的任意一种或两种以上。较佳的，所述的沉水植物部分种植有金鱼藻、苦草和菹草，以金鱼藻、苦草和菹草为一簇进行种植，所述的每簇金鱼藻、苦草和菹草的行间距为15～25cm，簇间距为10～20cm。较佳的，所述的螺类活动部分设置于底栖生物区的最下层或最侧边，螺类活动部分采用棱螺与田螺按2～4:1的数量比投养。较佳的，所述的控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统，还包括中孔滤网；所述的中孔滤网设置于所述的立体集成系统外侧，其上下端分别连接于立柱杆的顶端及底端，所述的浮杆侧边设置有环扣。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：(1)本发明的螺鱼草立体集成系统结合了生态浮床技术、生物操纵技术、生物栅技术、植物修复技术为一体，在水体的不同深度选择不同生物修复技术来进行污染水体修复；在水面表层采用兼具景观性和耐久性的无边框浮床，种植或水培有根系发达的凤眼莲和美人蕉，既抑制了浮床下端藻类的过度生长，也为鱼类和微生物提供一个含氧充足的环境；中部的鱼类养殖区有效的控制了水中藻类的数量，增加水体的扰动，促进水体的循环作用，同时鱼类的排泄物沉入水底，为底栖生物提供了养分；底部设置有多样性的底栖生物区，吸附性强的改性黏土有效地吸附水中了的氮磷元素，沉水植物有效地吸收底泥部分和动物排泄物中的氮磷元素，并富集于植物体内，通过光合作用为底部生物提供有氧环境，水蚯蚓和螺类的扰动作用有效地将底泥中的部分氮磷二次释放到水体中，有利于水中的藻类和浮游生物掠食吸收，而藻类和浮游生物最终又会成为鱼和螺的食物来源，整个系统有效地利用了水中的氮磷，提高了修复水体富营养化的能力，净化效果好。(2)本发明的螺鱼草立体集成系统中所种植的浮水植物和沉水植物以及鱼螺等生物有效利用水体中的氮、磷元素，加快自身生长速度，在6个星期内富营养化水体中的氮元素去除率达到73.86％，磷元素去除率达到88.86％，氮、磷元素的去除率高，去除时间短，不但达到了水体修复的目的，且浮水植物和沉水植物成长后还能够作为经济的动物饲料，提供可观的经济收入，具备低成本、高产出的优点。(3)本发明的螺鱼草立体集成系统绿色环保无二次污染，结构简单，制作成本低，维护成本低，水体修复效果好，还提供了经济效益，节省修复资金，有利于在水体富营养化严重的区域推广应用。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。附图说明图1是本发明控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统的整体结构示意图。附图标识：生态浮床-1、环扣-11；鱼类养殖区-2、网板-21；底栖生物区-3、沉水植物部分-31、底泥部分-32、螺类活动部分-33、挡泥板-34；立柱杆-4、吸附固定装置-41、浮球-42、浮杆-43；中孔滤网-5。具体实施方式实施例一：如图1所示，一种控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统，包括生态浮床1、鱼类养殖区2和底栖生物区3；所述的生态浮床1、鱼类养殖区2和底栖生物区3从上至下依次设置，所述的生态浮床1密度为2～10个/100m2，其分别平行等距排布于水面上，所述生态浮床1上均布种植或水培有浮水绿植；所述的鱼类养殖区2和底栖生物区3设置于生态浮床1下方的水面下，所述的鱼类养殖区2四周使用网板21包围，上端连接于生态浮床1底部，下端连接至底栖生物区3，所述的底栖生物区3设置于最底部，所述的底栖生物区3包括沉水植物部分31、底泥部分32和螺类活动部分33；所述的立体集成系统四周采用可伸缩的立柱杆4支撑，所述的立柱杆4底部设置有吸附固定装置41，立柱杆4顶部设置有浮球42，所述的相邻两个浮球42之间通过浮杆43连接，所述的浮球42位于多条浮杆43围成的多边形的顶点处，所述的立体集成系统通过吸附固定装置41安装稳固于水底，顶部设置有浮球42及串联起浮球42的浮杆43共同作用，保证了整个立体系统的垂直及稳定。为了达到降低制作成本的目的，同时兼具景观性和耐久性，所述的若干组水面生态浮床1平行排列，生态浮床1密度为每百平方米2个，其中间部分水面不设生态浮床1，为了有效的抑制藻类的过度生长，在所述的生态浮床1上栽培绿植为凤眼莲和/或美人蕉，植株间距为4～12cm，在本实施例中，采用凤眼莲和美人蕉混杂间种，其间距为4cm，同时，所述的2个生态浮床1为四周无边框的湿式浮床，其外侧边与浮杆43连接，通过浮杆43及自身的浮力漂浮设置于水面上，所述的湿式浮床采用椰子纤维编织而成。所述的鱼类养殖区2上端设置于生态浮床1之间的水面下，为了降低饲养成本，在鱼类养殖区2内投放浮游生物食性的鱼种，利用鱼类滤食浮游生物，所述的鱼类养殖区2设置于生态浮床1的水面下，采用鲢鱼、鳙鱼的其中一种或两种按2～4:1的数量比混杂投养；所述的鱼类养殖区2的鱼类投养密度为100～200尾/100m2，在本实施例中，采用鲢鱼搭配鳙鱼，比例为2：1的方案进行混杂投养，鲢鳙放养密度为100尾每百平方米(100g鱼苗)，且不另外投饲。为了实现对水体中氮磷元素的有效吸附，所述的底栖生物区3内设置有底泥部分32，所述的底泥部分32设置有吸附性较强的改性黏土，所述的底泥部分32厚度为10～20cm，其内放养水蚯蚓，在本实施例中，底泥部分32厚度为10cm，同时为了防止黏土流失，所述的底泥部分32的底端及侧边设置有挡泥板34。所述的沉水植物部分31设置于底栖生物区3的上部，为了二次吸附水体中的氮、磷元素，沉水植物部分31培植有金鱼藻、苦草、菹草中的任意一种或两种以上，所述的每簇金鱼藻、苦草和菹草的行间距为15～25cm，簇间距为10～20cm，在本实施例中，以金鱼藻、苦草和菹草为一簇进行种植，其行间距为15cm，簇间距为10cm。为了进一步增加水体的扰动效果，使得水体流动循环增强，底栖生物区3的最下层设置有螺类活动部分33，螺类活动部分33采用棱螺与田螺按2～4:1的数量比投养，在本实施例中，棱螺和田螺的配比为2:1。为了防止水中的其他水体缠绕到网箱上，所述的控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统，还包括中孔滤网5；所述的中孔滤网5设置于所述的立体集成系统外侧，其上下端分别连接于立柱杆4的顶端及底端，同时为了便于连接不同组合的立体集成系统，所述的浮杆43侧边设置有环扣11。实施例二：本发明一种控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统实施例二与实施例一相似，区别在于：所述的生态浮床1密度为10个/100m2并分别平行排布于水面上，其上栽培的绿植间距为12cm；在鱼类养殖区2内，采用鲢鱼搭配鳙鱼，比例为4：1的方案进行混杂投养，鲢鳙放养密度为200尾每百平方米(100g鱼苗)，其下方的底泥部分32厚度为20cm；所述的沉水植物部分31中，每簇金鱼藻、苦草和菹草的行间距为15cm，簇间距为20cm；在螺类活动部分33中，棱螺和田螺的配比为4:1。实施例三：本发明一种控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统实施例三与实施例一、实施例二相似，区别在于：所述的生态浮床1密度为6个/100m2并分别平行排布于水面上，其上栽培的绿植间距为8cm；在鱼类养殖区2内，采用鲢鱼搭配鳙鱼，比例为3：1的方案进行混杂投养，鲢鳙放养密度为150尾每百平方米(100g鱼苗)，其下方的底泥部分32厚度为15cm；所述的沉水植物部分31中，每簇金鱼藻、苦草和菹草的行间距为20cm，簇间距为15cm；在螺类活动部分33中，棱螺和田螺的配比为3:1。本发明的控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统结合了生态浮床技术、生物操纵技术、生物栅技术、植物修复技术为一体，在水体的不同深度选择不同生物修复技术来进行污染水体修复；在水面表层采用兼具景观性和耐久性的无边框浮床，种植或水培有根系发达的凤眼莲和美人蕉，既抑制了浮床下端藻类的过度生长，也为鱼类和微生物提供一个含氧充足的环境；中部的鱼类养殖区2有效的控制了水中藻类的数量，增加水体的扰动，促进水体的循环作用，同时鱼类的排泄物沉入水底，为底栖生物提供了养分；底部设置有多样性的底栖生物区3，吸附性强的改性黏土有效地吸附水中了的氮磷元素，沉水植物有效地吸收底泥部分和动物排泄物中的氮磷元素，并富集于植物体内，通过光合作用为底部生物提供有氧环境，水蚯蚓和螺类的扰动作用有效地将底泥中的部分氮磷二次释放到水体中，有利于水中的藻类和浮游生物掠食吸收，而藻类和浮游生物最终又会成为鱼和螺的食物来源，整个系统有效地利用了水中的氮磷，提高了修复水体富营养化的能力，维护成本低，还提供了经济效益，节省修复资金，有利于在水体污染严重的区域推广应用。针对已富营养化的水体，进行氮磷含量祛除修复试验测试，试验的水体水质初始值总氮(TN)8.34±0.07mg/L、总磷(TP)0.34±0.03mg/L、氨态氮(NH4+-N)4.56±0.25mg/L和硝态氮(NO3--N)的浓度3.52±0.18mg/L，参见下表1。表1为利用本发明的控制水体富营养化的螺鱼草立体集成系统修复水体富营养化的实验数据。类别1周2周3周4周5周6周系统除氮的含量(mg)87.38198.23278.28371.32453.87554.06系统除磷的含量(mg)3.199.1814.4319.3423.9827.35系统除氨态氮的含量(mg)51.24106.38160.37211.28267.19295.89系统除硝态氮的含量(mg)37.3687.34132.36172.18202.78247.18氮的去除率(％)11.6526.4337.1049.5060.5073.86磷的去除率(％)10.3629.8346.8862.8477.9188.86表1以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 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