聚酯纤维增强型人工湿地的制作方法

本发明涉及水生态修复的技术领域，尤其是涉及一种聚酯纤维增强型人工湿地。

背景技术：

目前，人工湿地系统是一个完整的生态系统。它形成了内部的良好循环并具有较好的经济效益和生态效益,是正在不断得到研究应用和发展的污水处理新技术,具有投资低,出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积。

现有的，如授权公告号为的cn101874469b的中国发明专利，公开了一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床，包括一个或一个以上生态浮床单元组合互相连接固定成各种图案的组合式水体栽种植物花卉生态浮床，所述生态浮床单元包括种植篮，浮床框架及泡沫件，其中种植篮置于浮床框架放置种植篮篮口内，泡沫件套合在浮床框架内腔内，多个生态浮床单元连接成大面积水上种植植物花卉园或固定绿色生态浮岛，形成人工湿地系统。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：原有的人工湿地往往采用盆栽的栽培方式，有利于植物的安放和维护，但盆栽的方式由于种植介质不连续也导致浮岛种植面积利用率低，植物根系受到花盆的限制，使植物根系之间不能相互延伸，大大压缩了以分蘖生殖为主的植物生长空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种不易限制植物根系生长空间的聚酯纤维增强型人工湿地。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种聚酯纤维增强型人工湿地，包括若干相互连接的浮动湿地单元，所述浮动湿地单元包括层叠设置的聚酯纤维种植板以及承载板，聚酯纤维种植板贯穿有若干种植孔，相邻两个种植孔之间设有贯穿聚酯纤维种植板的贯穿槽，所述聚酯纤维种植板为丝状多孔结构，所述聚酯纤维种植板由聚酯纤维制成，所述承载板上开有若干贯穿承载板的网孔。

通过采用上述技术方案，使种植孔内中种植植物后，由于聚酯纤维具有良好的弹性且聚酯纤维种植板为丝状多孔结构，植物根系在聚酯纤维种植板内的孔隙内生长，植物根系在聚酯纤维种植板内相互延伸，不易受到限制，且由于相邻两个种植孔之间开有贯穿槽，植物分蘖生殖或植物根系在生长的过程中，相邻两个种植孔之间的聚酯纤维产生形变，种植孔的大小因受力而产生变化，种植孔内径扩大，方便植物在种植孔内生长，且由于植物根系在聚酯纤维种植板内的孔隙内生长，植物与聚酯纤维种植板之间的连接强度较为紧密，植物不易脱落，同时，植物根系由于重力的作用，穿过承载板与水体接触，使微生物附着于植物根系上增大微生物在人工湿地的附着面积，提高净化效果；聚酯纤维种植板孔隙的设置，减少了水体对人工湿地的冲击力，使浮动湿地单元的微生物不易被冲刷走，聚酯纤维种植板的浮力较大，起到浮体材料的作用，使浮动湿地单元漂浮在水体表面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述承载板为不锈钢丝网，所述承载板包括横丝和纵丝，所述横丝与纵丝之间相互垂直，任意一根横丝至多与三根纵丝固定连接，任意一根纵丝至多与两根横丝固定连接。

通过采用上述技术方案，使植物根系在前期生长的过程中，不锈钢丝网支撑聚酯纤维种植板，使植物在聚酯纤维种植板内生长，当植物根系生长一段时间后，由于重力的作用部分植物的根系穿过承载板伸入水体内，植物根系长时间生长后，植物根系的横截面会变大，不锈钢丝网网孔内植物根系将横丝和纵丝撑开，便于植物根系的密集成长；横丝与纵丝之间的固定连接使得不锈钢丝网的承载效果较好，且由于部分横丝与纵丝之间没有固定连接，植物根系在生长的过程中不易受到不锈钢丝网网孔的限制，植物根系生长不易受限；由于不锈钢丝网的具备耐腐蚀的特性，使浮动湿地单元能长期在水体中使用，延长浮动湿地单元的使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述承载板背向聚酯纤维种植板的一侧固定安装有微生物附着板，所述微生物附着板为丝状多孔结构。

通过采用上述技术方案，微生物附着板丝状多孔结构的设置，减少了水体对微生物附着板的冲击力，使微生物附着板上的微生物不易被冲刷走，增加浮动湿地单元对水体中污染物的降解效率，同时，植物根系与在微生物附着板的空隙之间交错生长，为微生物的附着提供了良好的生长环境，增大了微生物与微生物附着板之间的附着面积。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述承载板与聚酯纤维种植板之间固定有纤维填充板，纤维填充板朝向聚酯纤维种植板的一侧开有若干发育凹槽，所述发育凹槽与种植孔连通，发育凹槽内填充有种植土，所述纤维填充板由若干相互缠绕的聚酯纤维组成且为丝状多孔结构。

通过采用上述技术方案，使植物根系在发育凹槽内生长发育，植物根系在纤维填充板内的孔隙间生长发育，植物根系横向发展不易受到限制，且植物根系与纤维填充板内的聚酯纤维相互缠绕，植物根系与纤维填充板之间的连接强度较高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述发育凹槽的直径大于种植孔的直径。

通过采用上述技术方案，使发育凹槽内填充的种植土量较多，便于植物的生长发育。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述种植孔朝向承载板的一端扩口设置。

通过采用上述技术方案，使植物根系在生长过程中，植物根系逐渐增多，种植孔扩口设置使得种植孔与发育凹槽之间的空间较大，便于植物根系的生长且透气性较好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述纤维填充板沿竖直方向的侧壁上包覆有种植挡板，所述种植挡板的密度大于纤维填充板的密度。

通过采用上述技术方案，使发育凹槽内的种植土不易从纤维填充板的侧壁溢出，延长种植土保存时间，使植物发于较为稳定，当植物根系在纤维填充板内横向生长的过程中，由于种植挡板的密度大于纤维填充板的密度，且因重力的原因，植物根系朝向种植挡板方向的发育受阻并朝向承载板生长，使植物根系穿过承载板与微生物附着板内的纤维材料混合生长，增大微生物附着板处的微生物的附着面积，提高净化效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述纤维填充板包括与承载板抵接的种植底板，所述种植底板的孔隙小于承载板的网孔直径。

通过采用上述技术方案，使种植底板用于降低填充孔内的种植土外泄的速度，使填充孔内的种植土留存时间较久，植物根系长期在种植土内吸收部分养分，便于植物的生长发育。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述聚酯纤维种植板的边缘绕周向方向设有导向斜面。

通过采用上述技术方案，使浮动湿地单元放置于水体中后，部分冲刷至浮动湿地单元上表面的水体一部分从聚酯纤维种植板渗入，一部分在导向斜面的导向下流会水体中，水体不易在浮动湿地单元的上表面积蓄。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述承载板上均匀焊接有若干固定环，所述固定环靠近承载板的边缘。

通过采用上述技术方案，工作人员可以根据实际需求使绳索穿过相邻两个承载板之间的固定环进行绑扎，浮动湿地单元相互之间拼接方便，由于固定环是焊接于承载板上的，固定环与定位环之间的连接强度较高，相邻两个浮动湿地单元相互间受力后不易被破坏。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.植物分蘖生殖或植物根系在生长的过程中，相邻两个种植孔之间的聚酯纤维产生形变，种植孔的大小因受力而产生变化，方便植物在种植孔内生长，植物不易脱落；

2.使植物根系在生长过程中，植物根系逐渐增多，种植孔扩口设置使得种植孔与发育凹槽之间的空间较大，便于植物根系的生长且透气性较好；

3.植物根系在生长的过程中不易受到不锈钢丝网网孔的限制，植物根系生长不易受限。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是本实施例的爆炸示意图。

图3是本实施例中聚酯纤维种植板的俯视示意图。

图中，1、聚酯纤维种植板；2、承载板；3、贯穿槽；4、微生物附着板；5、种植孔；21、横丝；22、纵丝；6、纤维填充板；61、发育凹槽；62、种植挡板；63、种植底板；64、导向斜面；65、固定环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种聚酯纤维增强型人工湿地，包括若干通过钢绞线相互连接的浮动湿地单元，浮动湿地单元上种植有水生植物，浮动湿地单元的横截面呈矩形，浮动湿地单元的长度为2000mm，宽度为1000mm，相邻两个种植孔5之间切割有贯穿聚酯纤维种植板1的贯穿槽3，贯穿槽3宽度为4mm。

结合图2和图3可知，浮动湿地单元自上而下依次包括聚酯纤维种植板1、纤维填充板6、承载板2以及微生物附着板4，聚酯纤维种植板1的边缘绕周向方向切割有导向斜面64，导向斜面64与水平面呈45°夹角，聚酯纤维种植板1上钻有若干均匀排布的种植孔5，种植孔5直径8cm，深度4cm，种植孔5贯穿聚酯纤维种植板1，纤维填充板6上开有若干与种植孔5对应的发育凹槽61，发育凹槽61为弧形凹槽且弧形开口朝向聚酯纤维种植板1的一侧，发育凹槽61与种植孔5连通，发育凹槽61的开口直径为12cm，深度为4cm；发育凹槽61内填充有种植土。种植孔5朝向承载板2的一端扩口设置。

纤维填充板6朝向承载板2的一侧为种植底板63，种植底板63与承载板2抵接，纤维填充板6侧壁上包覆有一圈种植挡板62，聚酯纤维种植板1、纤维填充板6、种植挡板62以及微生物附着板4均为由高分子纤维复合材料制成的丝状多孔结构；纤维填充板6、种植挡板62以及微生物附着板4均具有若干相互连通且使植物根系穿过的孔隙，种植挡板62、纤维填充板6以及微生物附着板4的密度依次减小；承载板2上开有若干贯穿承载板2的网孔。

聚酯纤维种植板1与纤维填充板6之间通过钢丝绑扎、种植挡板62与纤维填充板6一体成型，纤维填充板6与微生物附着板4均通过钢丝绑扎于承载板2的两侧，钢丝图中未显示。

本实施例的承载板2为不锈钢丝网，不锈钢丝网的网孔密度大于微生物填充板的孔隙密度，不锈钢丝网包括纵横交错的横丝21和纵丝22，横丝21与纵丝22之间相互垂直，任意一根横丝21至多与三根纵丝22固定连接，任意一根纵丝22至多与两根横丝21固定连接，相邻两根横丝21或纵丝22之间至多有一个固定连接处，未固定连接的横丝21与纵丝22之间易滑动。

不锈钢丝网表面通过焊接方式固定有四个固定环65，固定环65分别位于不锈钢丝网的四个角且靠近不锈钢丝网的边缘，每一个固定环65至少焊接有两根不锈钢丝网的经线和纬线。

本实施例的实施原理为：

相邻两个种植孔5之间开有贯穿槽3的设置，使植物分蘖生殖或植物根系在生长的过程中，相邻两个种植孔5之间的聚酯纤维产生形变，方便植物在种植孔5内生长；聚酯纤维种植板1孔隙的设置，减少了水体对人工湿地的冲击力，使浮动湿地单元的微生物不易被冲刷走，聚酯纤维种植板1的浮力较大，起到浮体材料的作用，使浮动湿地单元漂浮在水体表面；纤维填充板6内填充凹槽的设置，植物根系在纤维填充板6内的孔隙间生长发育，植物根系横向发展不易受到限制，且植物根系与纤维填充板6内的高分子纤维相互缠绕，植物根系与纤维填充板6之间的连接强度较高；不锈钢丝网中，纵丝22和横丝21的设置，使植物根系在生长的过程中不易受到不锈钢丝网网孔的限制，植物根系生长不易受限；扩口设置的种植孔5，使得种植孔5与发育凹槽61之间的空间较大，便于植物根系的生长且透气性较好；种植挡板62的设置，当植物根系在纤维填充板6内横向生长的过程中，植物根系朝向种植挡板62方向的发育受阻并朝向承载板2生长，不易穿过种植挡板62；微生物附着板4的设置，增大了微生物与微生物附着板4以及位于承载板2下方的植物根系表面的附着面积，减少了水体对微生物附着板4的冲击力。

当人们需要对水体进行净化时，工作人员根据水体的规模及污染程度选择浮动湿地单元上栽植的植物种类，然后在铺设前，首先在浮动湿地单元的种植孔5以及填充凹槽内培育植物幼苗，使植物幼苗的根系充分发育，并在纤维填充板6内相互盘结，植物不易倾倒，然后工作人员根据水体环境绑扎不同数量浮动湿地单元形成聚酯纤维增强型人工湿地，浮动湿地单元通过钢丝穿过相邻两个浮动湿地单元的固定环65进行固定，当聚酯纤维增强型人工湿地在水体内正常工作过程中，植物根系在填充凹槽内生长，部分植物根系横向生长，与纤维填充板6内的纤维相互缠绕，大量植物根系因为重力以及朝向水源生长的特性，植物根系穿过种植底板63以及不锈钢丝网与微生物附着板4相互盘结且部分植物根系继续向水体下方生长，大量微生物在相互盘结的植物根系以及微生物附着板4处进行消化与反硝化反应，且相互盘结的植物根系以及微生物附着板4对水体中污染物进行截流过滤，实现对水体进行净化效果；且在植物生长一端时间后，植物根系的横截面会变大，不锈钢丝网网孔内植物根系将横丝21和纵丝22撑开，便于植物根系的密集成长，当植物分蘖生殖或植物根系在生长的过程中，相邻两个种植孔5之间的聚酯纤维产生形变，种植孔5的大小因受力而产生变化，种植孔5内径扩大，方便植物在种植孔5内生长；当工作人员需要对聚酯纤维增强型人工湿地进行固定时，在水体下方放置一些定位石，通过钢丝穿过固定环65，将聚酯纤维增强型人工湿地固定于水体中。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。