一种植物复合净化水质的装置的制作方法

本发明属于水体净化技术领域，尤其涉及一种植物复合净化水质的装置。

背景技术：

在有关河流湖泊水相氮磷净化技术方面，根据原理可分为物理法、化学法和生物/生态法三大类。其中，代表性技术主要包括物理法的底泥疏浚、机械除藻和生态调水等；化学法的絮凝沉淀和化学除藻等；生物/生态法的微生物强化净化和植物净化等。然而，国内外多年研究与应用结果表明，安全有效的直接去除河流湖泊水相氮磷技术，主要为植物技术。其中最具代表性的是生态浮床技术。

但是，目前的植物去除水体技术仍然存在诸多缺陷，其不足主要包括以下内容：

1.现有的生态浮床使用聚苯乙烯发泡材料，存在易受机械损伤，使用周期短，回收难度较大等缺点。

2.聚苯乙烯发泡板浮床种植植物后，浮床下方没有可直接与空气交换的空间，从而影响了水相的自然富氧和微生物繁衍。

3.漂浮植物浮床，因植物生物量有限影响对水体氮磷的去除效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种植物复合净化水质的装置，针对无论何种形式的河流和湖泊水相污染，其绝大部分水相中的氮磷含量均较高，亦即因氮磷含量过高对水质造成的影响，已成为河流湖泊水污染的主要因子之一这一现状而设计的，其优点在于一是能克服同类技术的缺陷，二是能较大幅度地提高对氮磷的去除效率，三是能广泛应用于不同污染程度的河流湖泊的水体，四是能促进微生物的大量繁殖以加速水相中有机污染物的分解提供生境条件。

本发明采用如下技术方案：

一种植物复合净化水质的装置，他由镂空式薄层支架、浮力单元、植物定植单元、网兜单元四个基本单元组成；镂空式薄层支架和浮力单元选用塑料材料，植物定植单元包括塑料材料的定植基底和水生或陆生高等植物，网兜单元包括具有一定孔隙大小的网兜以及兜内的金鱼藻。

镂空式薄层支架由镂空式基础支架，以及安装在镂空式基础支架内的基体材料组成。基体材料为聚苯烯或聚乙烯塑料，镂空式基础支架上设置有调节浮力的圆柱状浮球置放孔、植物定植孔，减重孔、悬挂网兜单元的吊栓，以及用于镂空式薄层支架拼接组合的凹凸栓；悬挂网兜单元的吊栓安装在植物定植孔底部。

镂空式薄层支架是本发明的基本骨架，其作用主要是为其它单元的安装、固定提供支撑。

所述植物定植孔为1个大口径的孔，设置于镂空式基础支架的中部、4个减重孔，均布于植物定植孔四周、4个浮球置放孔，分别布置于镂空式基础支架的四角，4个悬挂网兜的吊栓，设置于植物定植孔底部，4组用于连接的凹凸栓，分别置于镂空式基础支架的四条边上。

镂空式基础支架的厚度在3-5cm，浮球置放孔的孔径为8-10cm，凹凸栓的其中一条边长为3-5cm，镂空式基础支架的支架颜色根据需要定制。

浮力单元，由u形铁丝和圆柱状的空心浮球组成，u形铁丝用于固定空心浮球，铁丝的材料可为不锈钢，空心浮球的材料可为聚丙烯塑料。浮力单元可直接置放于镂空式薄层支架上的浮球置放孔中，浮球置放孔可为中空的塑料桶或管，装置的浮力可根据需要采用不同容积规格的浮球进行调节，一般每个空心浮球容积为1-3升范围。

装置的浮力根据需要采用不同容积规格的浮球进行调节，每个空心浮球容积为1-3升；空心浮球为圆柱状，直径为8-10cm，高度为20-25cm。

本单元是装置在水中立方方位的主要保障。

植物种植单元，将适合孔径大小的植物，如美人蕉，在前培养和前处理的基础上(主要是将植物培育至在水体中可成活的程度)，选用的植株均为幼小植株，用海绵包裹根茎，直接种植于大口径的植物定植孔中，使植物根系散布在水体中，为水体复氧提供助力。减重孔作为减轻装置重量而不设置任何负载，另外减重孔可以增加水相与空气的接触面积，为水相复氧提供帮助。

塑料材料的定植基底为聚丙烯或聚苯乙烯塑料和水生或陆生高等植物，植物定植单元直接置于植物定植孔中，植物可随意种植和置换，大口径植物定植孔直径为10-15cm。

减重孔直径为3-5cm。

网兜单元为适度的塑料网和兜内的金鱼藻，塑料网的孔径大小为1.5cm，网兜单元吊挂在镂空式薄层支架上的吊栓上，金鱼藻的数量根据需要布置。

本发明的有益效果：

1.本发明的框架材料不使用现有生态浮床选用的聚苯乙烯发泡材料，可避免视觉污染以及其为脆性材料而易受机械损伤、降低影响使用周期等缺点。

2.镂空式薄层支架，经过巧妙设计并开模生产，产品极易安装，支架在放置其他单元后，还有足够的水面空间，有利于水相的自然复氧。

3.本发明可克服在人工湿地中，填料既是吸附去除氮磷的主要介质，同时又是植物的种植基质，植物根系很难从填料中脱离，造成的物理堵塞的问题。本发明装置采用网兜单元，是由于网兜可内置金鱼藻，金鱼藻是固氮植物能为水生或陆生植物提供氮素，另外金鱼藻为沉水植物，能在水中进行光合作用，为水相补充一部分氧气；水生或陆生植物的根系可为微生物的繁殖提供附着场所，有利于形成一个平衡的生态圈。

4.由于本发明使用时，所处环境一般为流动的水体，水流的自然冲刷，可以避免根系残体等有机物的积累，而导致如人工湿地植物填料物理堵塞的现象。

附图说明

图1为镂空式薄层支架结构俯视图；

图2为本发明栽种植物时的状态示意图。

图中，1-镂空式薄层支架、101-镂空式基础支架、102-基体材料、103-浮球置放孔、104-植物定植孔、105-吊栓、106-凹凸栓；1041-植物定植孔、1042-减重孔；1061-凹栓、1062-凸栓。

2-浮力单元、201-空心浮球、202-u形铁丝；

3-植物定植单元、301-海绵、302-植株；

4-网兜单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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

如图1-2所示，本发明的一种植物复合净化水质的装置，它由镂空式薄层支架1、浮力单元2、植物定植单元3、网兜单元4四个基本单元组成；镂空式薄层支架1和浮力单元2选用塑料材料，植物定植单元3包括塑料材料的定植基底301和水生或陆生高等植物，网兜单4元包括具有一定孔隙大小的网兜以及金鱼藻。

镂空式薄层支架1由镂空式基础支架101，以及安装在镂空式基础支架101内的基体材料102组成。基体材料102为聚苯烯或聚乙烯塑料，镂空式基础支架101上设置有调节浮力的圆柱状浮球置放孔103、植物定植孔104、悬挂网兜单元的吊栓105，以及用于镂空式薄层支架1拼接组合的凹凸栓106，凹凸栓106分为凹栓1061和凸栓1062。

镂空式薄层支架1是本发明的基本骨架，其作用主要是为其它单元的安装、固定提供支撑。

镂空基础支架101包括，1个大口径植物定植孔1041，设置于镂空式基础支架101的中部、4个减重孔1042，均布于植物定植孔1041四周，4个浮球置放孔105，分别布置于镂空式基础支架101的四角，4个悬挂网兜的吊栓105，设置于植物定植孔1041底部，4组用于连接的凹凸栓106，分别置于镂空式基础支架101的四条边上；悬挂网兜的吊栓105安装在植物定植孔104底部。

本发明的装置可直接在风浪较小的河流湖泊水面随意设置，任意装置之间都可通过凹凸栓106随意拼接，镂空式基础支架101的厚度在3-5cm左右，其中大口径植物定植孔1041用于定植植物，浮球置放孔103的孔径为8-10cm，凹凸栓106的其中一条边长为5-10(不是3-5cm)cm，镂空式基础支架101的支架颜色可根据需要定制。

浮力单元2，由u形铁丝202及圆柱状空心浮球201组成，u形铁丝202用于固定圆柱状空心浮球201，空心浮球201的材料可为聚丙烯塑料。浮力单元2可直接置放于镂空式薄层支架1上的浮球置放孔103中，装置的浮力可根据需要采用不同容积规格的浮球进行调节，一般每个空心浮球102的容积为1-3升。

空心浮球102为圆柱状，直径为8-10cm，高度为20-25cm(可视具体情况调整。)

本单元是调节装置在水中高低方位的主要保障。

镂空基础支架101是核心。

植物定植单元3，将适合孔径大小的植物，如美人蕉，在前培养和前处理的基础上(主要是将植物培育至在水体中可以成活)，选用的植株302均为幼小植株，用海绵301包裹根茎，直接种植于大口径的植物定植孔1041中，使植物根系散布在水体中，为水体复氧提供助力，减重孔1042作为减轻装置重量而不设置任何负载，另外减重孔1042可以增加水相与空气的接触面积，为水相复氧提供帮助。

网兜单元4为一定孔径的网兜单元4并内置金鱼藻，塑料网的孔径大小为1.5cm，网兜单元4吊挂在镂空式薄层支架上的吊栓105上，金鱼藻的数量可根据需要布置。

1.本发明对氮磷超积累植物种类和品种的筛选

为了降低成本以及保证后续应用的可操作性，本发明提出植物复合净化水质的装置；为了满足装置实际应用的需要，植物筛选试验在上海市不同河道水体中进行。夏季试验河道水体总氮和总磷分别为29.3mgl^-1和2.6mgl^-1和16.8mgl^-1和1.7mgl^-1，试验期间在5-10月份；冬季河道水体总氮和总磷为21.521.5mgl^-1和2.2mgl^-1，试验期间11月-4月份。根据试验结束时，株高、根长、分蕖、芽数、植株地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重、即植物在污染水体中的生长能力，以及植物各器官氮磷含量，筛选适宜于装置应用，并具有氮磷超级累能力的植物种类和品种。

在本发明中，对夏季湿生和水生植物高秆桔红花大花美人蕉、网叶美人蕉、藨草、花叶芦苇、水葱、宽叶香蒲、再力花、慈姑和芋艿水生植物9种植物供筛选工作。

试验结束时，根据植物生长情况和器官氮磷含量，筛选了高秆桔红大花美人蕉、花叶芦苇、网叶美人蕉和藨草4个品种，作为一种植物复合净化水质的装置应用的植物品种。

研究期间，植物筛选试验共筛选出夏季和冬季植物合计13个品种，作为本装置使用的植物品种。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。