一种可基于微生物-太阳能照明系统的持续净化生态浮床的制作方法

本发明涉及一种可基于微生物-太阳能照明系统的持续净化生态浮床，属于河道生态水体净化技术领域。

背景技术：

随着经济飞速发展，愈来愈多的污染物质排入水体，超出了水体自我净化能力的范围，造成了生态水体功能的受损。人工浮床技术是一种生态水体修复、净化技术。该技术是以可漂浮体为载体或基质、水生植物为主体，应用各物种间的共生关系和利用水体空间生态位及营养生态位的原则建立高效的人工系统，以削减水体中污染负荷、改善水质并创造良好水环境的方法。现有的人工浮床，均是在白昼工作，而可实现昼夜工作的人工浮床未见报道。仅在白昼工作的人工浮床不能充分发挥植物与人工浮床的协同关系，对于生态水体的治理效率较低，已不能满足当下需高效净化生态水体的要求。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种基于微生物-太阳能电池照明系统的持续净化人工生态浮床，充分发挥水生植物协同能力，通过提高植物的光合作用效率以延长人工生态浮床工作时间，提高人工生态浮床对生态水体净化效率，以解决现有人工浮床净化效率较低的现状。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种可基于微生物-太阳能照明系统的持续净化生态浮床，其特征在于：包括采光装置、浮板、吸附装置和微生物-太阳能照明系统；所述的采光装置包括自然光反射板和太阳能板，自然光反射板和太阳能板安装在立柱上，浮板上设置有种植篮、微生物电池安装槽、微生物电池、蓄电池、计时开关和防水电缆，种植篮内种植挺水植物，吸附装置安装于浮板之下，立柱上安装有led灯组，计时开关、蓄电池、微生物电池、太阳能板和led灯组之间用防水电缆连接组成微生物-太阳能照明系统。植物在光合作用过程中会存在一些叶片的荫蔽区导致植物部分叶片无法吸收光照，使植物对光的利用率降低，自然光反射板将太阳的光反射到植物叶片的荫蔽区，使植物充分利用光能，提高植物的光合作用速率。

进一步的，所述的浮板呈三角形，浮板上设有4个圆孔，分别为一个植物种植篮和三个微生物电池安装槽，浮板上镶嵌安装蓄电池(12)和防水电缆。

进一步的，所述的浮板采用聚乙烯泡沫，板厚100mm，植物种植篮深200mm，植物选用根系长为50—200mm、株高不超过1200mm的挺水植物。

进一步的，所述的吸附装置为多孔、中空、底端镂空的立体三棱柱结构，由下至上用粒径为1-30mm的水泥化产物颗粒和沸石作为吸附剂混合填充，吸附装置与浮板采用刚性连接。

进一步的，所述的微生物电池包括限位孔、限流孔、阳极和阴极；微生物电池用细绳穿过限位孔固定在安装槽内，所述的阳极置于水面下，阴极置于水面上同时与水面和空气接触。

进一步的，所述的立柱为绝缘材料胶接在浮板上，立柱距浮板1/3处采用耐腐蚀的金属材料相互相连接后形成6个缺口，自然光反射板和太阳能板镶嵌在6个缺口两面，自然光反射板设在内面，太阳能板设在外面。

进一步的，所述的微生物-太阳能照明系统利用的电能来自太阳能板对太阳光的转化和微生物电池对有机物的氧化分解，在夜间对植物进行补光。

进一步的，所述的挺水植物优选根系长为50—200mm、株高不超过1200mm的挺水植物。

本发明的有益效果是：将太阳光反射到植物叶片的荫蔽区的自然光反射板，使植物充分利用光能，提高植物的光合作用速率；选用的吸附剂沸石内部具有很多孔径、均匀的管状孔道和表面积很大的孔穴，具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子及催化功能；使用led灯组对植物进行间断性补光，使植物在无太阳光照的条件下继续进行光合作用，增强了植物对有机物的吸收效果；微生物电池可直接氧化分解吸附装置上的有机物，一定程度减小了吸附剂需要定期脱吸附的局限；微生物电池仿照浮标设计，使其更加充分接触水体并氧化分解其中的有机物；不需要引入外部的电源，能够实现自给自足的供电系统，在节约资源的同时满足了植物生长需。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的人工浮床的俯视图；

图4是本发明的人工浮床吸附装置示意图；

图5是本发明的微生物电池构造示意图。

图中：1-自然光反射板；2-太阳能板；3-立柱；4-浮板；5-吸附装置；6-种植篮；7-微生物电池安装槽；8-led灯组；9-微生物电池；10-水面；11-防水电缆；12-蓄电池；13-计时开关；14-挺水植物；15-限位孔；16-阴极；17-限流孔；18-阳极。

具体实施方式

如图1到图5所示的一种可基于微生物-太阳能照明系统的持续净化生态浮床，其特征在于：包括采光装置、浮板4、吸附装置5和微生物-太阳能照明系统；所述的采光装置包括自然光反射板1和太阳能板2，自然光反射板1和太阳能板2安装在立柱3上，浮板4上设置有种植篮6、微生物电池安装槽7、微生物电池9、蓄电池12、计时开关13和防水电缆11，种植篮6内种植挺水植物14，吸附装置5安装于浮板4之下，立柱3上安装有led灯组8，计时开关13、蓄电池12、微生物电池9、太阳能板2和led灯组8之间用防水电缆11连接组成微生物-太阳能照明系统。植物在光合作用过程中会存在一些叶片的荫蔽区导致植物部分叶片无法吸收光照，使植物对光的利用率降低，自然光反射板1将太阳的光反射到植物叶片的荫蔽区，使植物充分利用光能，提高植物的光合作用速率。生物-太阳能照明系统利用的电能来自太阳能板2对太阳自身光能、热能的转化和微生物电池9对有机物的氧化分解，在夜间对植物进行补光，相比持续性补光，间断性补光能更快加速植物生长，故使用led灯组8对植物进行间断性补光具体补光为自18：00开始补光20秒、间歇20秒直至补光达到4—5小时，使植物在夜间继续进行光合作用，加速植物对氮、磷、有机物等物质的吸收，有效地降低水中的bod和cod等、抑制藻类植物的繁殖，提高人工浮床的治理效率。

所述的浮板4呈三角形，浮板4上设有4个圆孔，分别为一个植物种植篮6和三个微生物电池安装槽7，直径分别为200mm和100mm，浮板4上镶嵌安装蓄电池(12)和防水电缆11，浮板厚100mm，种植篮深200mm。

所述的浮板4采用聚乙烯泡沫，板厚100mm，植物种植篮6深200mm，植物选用根系长为50—200mm、株高不超过1200mm的挺水植物14。

所述的吸附装置5为多孔、中空、底端镂空的立体三棱柱结构，由下至上用粒径为1-30mm的水泥化产物颗粒和沸石作为吸附剂混合填充，吸附装置5与浮板5采用刚性连接。选用为吸附剂可以采用专利号cn201110132519.1公开发明的一种除磷吸附剂，该除磷吸附剂将水泥或失效水泥水化，造粒后即得产物，也可以用混凝土废弃物造粒得到产物，其具有对磷高效吸附作用，吸附容量大>5pmg/g，除磷处理效率高>97%，出水磷浓度小于0.002mg/l，的优点，而且该吸附剂制备方法简单、成本低。

所述的微生物电池包括限位孔15、限流孔17、阳极18和阴极16，其最大直径为60mm，高度为250mm；微生物电池9用细绳穿过限位孔15固定在安装槽内，所述的阳极18置于水面10下，阴极16置于水面10上同时与水面10和空气接触。

所述的立柱3为绝缘材料胶接在浮板4上，立柱3的高度为600mm，立柱3距浮板4顶端350mm处采用耐腐蚀的金属材料相互相连接后形成6个缺口，自然光反射板1和太阳能板2镶嵌在6个缺口两面，自然光反射板1设在内面，太阳能板2设在外面。植物的光合作用是其生命活动的基础，植物进行光合作用主要通过叶片中叶绿素吸收太阳光来完成。光生态学表明，在太阳光谱中叶绿素a及叶绿素b吸收波段集中在红橙光(600nm—700nm)和蓝紫光400nm—480nm，因此红橙光和蓝紫光与植物光合作用最为直接相关。本发明设计的自然光反射板1可增加对植物的红橙光、蓝紫光辐照程度，从而显著促进植物根系发达、茎叶生长，加速水中污染物质的转移，改善水质。

所述的微生物-太阳能照明系统利用的电能来自太阳能板对太阳光的转化和微生物电池9对有机物的氧化分解，在夜间对植物进行补光。

所述的挺水植物14优选根系长为50—200mm、株高不超过1200mm的挺水植物。

沸石颗粒和水泥化产物径粒优选1—3mm。

led灯组8优选可促进植物生长的粉红色光的灯。