一种组合式生物浮床水质提升系统的制作方法

本实用新型涉及一种组合式生物浮床水质提升系统，属于水利工程、环境工程技术领域。

背景技术：

生物浮床采用了轻质材料提供浮力使水生植物固定并浮于水面生长，植物在生长过程中吸收水中的氮磷元素，起到水质净化的目的，此外还能起到美化环境作用。生物浮床通常体积较大，目前使用的浮床结构由于设置欠合理，在工厂组装成成品后存在运输困难的问题，如果到现场组装则难以实现批量化生产，降低生产效率。其次，目前使用的刚性浮床结构消能性较差，在水中长时期受到风荷载、水荷载的条件下容易损坏。再次，目前的生物浮床浮体材料主要选用聚氯乙烯，聚氯乙烯对光和热的稳定性差，经过暴晒易分解，且有毒，容易对水体和环境造成二次污染，虽然部分生物浮床采用了高分子材料，但是由于强度低，移动、复植过程中容易碎裂。最后，现阶段生物浮床对水体污染物的去除主要通过水生植被的根系吸收，在北方地区冬季植被越冬时对水体污染物的吸收能力降低。

本实用新型旨在提供一种组合式生物浮床水质提升系统以解决目前生物浮床运输组装不便、施工可操作性差、浮体材料对环境污染、寿命短、易碎以及生物浮床冬季净水效率低等方面的不足。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术所存在的问题，提供了一种组合式生物浮床水质提升系统，构成组合式生物浮床的浮床单体的数量可以灵活搭配，使浮床规格可调，施工可操作性强，并且环保无污染，冬季也可进行净水，提升了净水效率。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种组合式生物浮床水质提升系统，包括组合式生物浮床，所述组合式生物浮床包括若干个浮床单体，相邻的浮床单体之间通过柔性连接件连接；所述浮床单体包括：

浮框，所述浮框由顶部土工格栅、底部土工格栅和侧面土工格栅围成；

多个复合浮体，所述复合浮体置于浮框内部，各复合浮体相互连接围出多个植被种植区，每个植被种植区上方的顶部土工格栅上形成有若干个植被种植口；

种植载体，所述种植载体嵌设在所述种植口内。

可选的，所述柔性连接件包括：

连接轴，所述连接轴竖向固定在所述浮框的外围；

连接件，所述连接轴上套装有连接件，所述连接件上设置连接孔，所述连接孔的轴线垂直于所述连接轴，相邻两个浮框上的连接件通过穿过连接孔的螺栓或绳体连接。

可选的，所述浮框的表面设置加强板，所述加强板固定在构成浮框的顶部土工格栅、底部土工格栅格栅或侧面土工格栅上，所述连接轴固定在所述加强板上。

可选的，所述复合浮体包括由内向外依次包裹的内芯、保护网、加筋层、外保护层和土工格栅层，相邻的复合浮体通过卡扣将复合浮体表面的土工格栅进行连接。

可选的，所述内芯、保护网、加筋层用汽钉均匀连接固定，所述外保护层喷涂固化在所述加筋层的表面。

可选的，所述内芯选用发泡聚苯乙烯，保护网选用尼龙丝网，加筋层选用土工格栅，外保护层选用聚氨酯材料。

可选的，所述种植载体包括种植篓、种植袋和轻质基质，所述轻质基质填装在种植袋中，所述种植袋置于所述种植篓内，所述种植袋选用植物根系可透过生长的土工布制成。

可选的，所述种植篓的上部肋筋通过卡扣与种植口周围的顶部土工格栅肋筋连接，所述种植篓的底部插入所述底部土工格栅的栅格中。

可选的，所述组合式生物浮床水质提升系统还包括根系保护网和/或水下净化系统和/或固定装置；

所述根系保护网悬挂在所述组合式生物浮床的下方，以与组合式生物浮床的底部共同围出根系保护区；所述水下净化系统包括均布吊挂在根系保护网下方的挂式生物填料和/或净化袋；所述固定装置包括固定在河床上的若干个固定器，所述生物浮床的外围通过定位绳与固定器连接。

可选的，所述挂式生物填料选用碳素纤维生态草，所述净化袋包括挂袋和填装在挂袋内的净化填料，所述挂袋选用半透膜或土工布制成。

本申请的有益效果包括但不限于：

本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统由组合式生物浮床、根系保护网、水下净化系统和固定装置构成，其中，(1)构成组合式生物浮床的浮床单体的数量可以灵活搭配，使浮床规格可调，易于组装，适用于各种场景、不同环境要求生产，施工可操作性强；(2)相邻的浮床单体之间通过柔性连接件连接，在组合式生物浮床随着波浪起伏时，浮床受到的扭矩通过柔性连接件抵消，使浮床单体与浮床单体之间的连接更加安全牢固；(3)浮床单体包括浮框、设置在浮框内的复合浮体和种植载体，复合浮体包括由内向外依次包裹的内芯、保护网、加筋层、外保护层和土工格栅层，构成复合浮体的各层结构相互配合，提高了复合浮体的强度，解决了单纯聚苯乙烯材料移动过程中易碎的问题，而且环保无污染；同时，浮框与复合浮体相组合，使浮床具有抗折、抗弯、吸能的特性，强度高。(4)在组合式生物浮床中种植水生植物，可以通过植物根系吸收水体中的氮磷，水下净化系统可吸附水体中的氮磷，同时为微生物提供寄生，提高水体自净能力，冬季也可进行净水，提升了净水效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统中浮床单体及相关部件的结构示意图；

图3为本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统的中复合浮体围出的植被种植区的结构示意图；

图4为本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统中柔性连接件的结构示意图；

图5为本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统的中复合浮体的结构示意图；

图中，100、组合式生物浮床；110、浮床单体；111、浮框；1112、顶部土工格栅；1113、底部土工格栅；1114、侧面土工格栅；112、复合浮体；1121、内芯；1122、保护网；1123、加筋层；1124、外保护层；1125、土工格栅层；1126、汽钉；113、种植载体；114、植被种植区；120、柔性连接件；121、连接轴；122、连接件；123、连接孔；124、加强板；200、根系保护网；300、水下净化系统；310、挂式生物填料；320、净化袋；410、固定器；420、定位绳；500、水生植物。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1及图2中所示，本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统，包括组合式生物浮床，组合式生物浮床100上种植水生植物500，并且还提供整个系统的主要浮力。具体的，组合式生物浮床100包括若干个浮床单体110，相邻的浮床单体110之间通过柔性连接件120连接。柔性连接件120具有水平方向和竖直方向的运动自由度，使浮床单体110与浮床单体110之间可以在水平方向和竖直方向上产生一定的相对位移，在组合式生物浮床100随着波浪起伏时，浮床受到的扭矩通过柔性连接件120抵消，使浮床单体110与浮床单体110之间的连接更加安全牢固。如此设置，组合式生物浮床100可以灵活搭配浮床单体110的数量，规格可调，易于组装，可根据不同场景、不同环境要求生产组装。

如图2中所示，浮床单体110包括浮框111、设置在浮框111内的复合浮体112和种植载体113。如图3中所示，多个复合浮体112置于浮框111内部，各复合浮体112相互连接围出多个植被种植区114，用于种植水生植物500。

其中，复合浮体112提供浮床的浮力，浮框111限定复合浮体112的位置，使各复合浮体112组合在一起，保证整个系统的完整性。

具体的，再次参考图2，浮框111由顶部土工格栅1112、底部土工格栅1113和侧面土工格栅1114围成，围出组合式生物浮床100的框架，可以是长方形、正方形、三角形或者其他形状。浮框111与复合浮体112相组合，使浮床具有抗折、抗弯、吸能的特性。

进一步的，如图4中所示，在其中一实施方式中，实现浮床单体110与浮床单体110之间柔性连接的柔性连接件120包括连接轴121以及连接件122。具体的，连接轴121竖向固定在浮框111的外围；连接轴121上套装有连接件122，连接件122上设置连接孔123，连接孔123的轴线垂直于连接轴121，相邻两个浮框111上的连接件122通过穿过连接孔123的螺栓或绳体连接。

其中，竖向设置的连接轴121可以使相邻的两个浮床单体110之间在水平方向上绕着连接轴121相对运动，而垂直于连接轴121的连接孔123内插设的螺栓可以使相邻的浮床单体110之间在竖直方向上绕着螺栓产生相对运动。

为了提高连接轴121与浮框111连接的强度，防止浮框111局部受力集中出现损坏，在优选的实施方式中，浮框111的表面设置加强板124，加强板124固定在构成浮框111的顶部土工格栅1112、底部土工格栅1113格栅或侧面土工格栅1114上，连接轴121固定在加强板124上，分散浮框111的受力。

具体的，如图5中所示，复合浮体112包括由内向外依次包裹的内芯1121、保护网1122、加筋层1123、外保护层1124和土工格栅层1125，相邻的复合浮体112通过卡扣将复合浮体112表面的土工格栅层1125进行连接，以使复合浮体112围出稳定的植被种植区114。为了使各层稳定连接，在其中一具体实施方式中，内芯1121、保护网1122、加筋层1123用汽钉1126均匀连接固定，外保护层1124喷涂固化在加筋层1123的表面，土工格栅层1125是为了方便与浮框111固定。

优选的，内芯1121选用发泡聚苯乙烯，保护网1122选用80目尼龙丝网，加筋层1123的目的是提高复合浮体的强度优选用土工格栅，外保护层1124选用聚氨酯材料。发泡聚苯乙烯材料具有相对密度小、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振等优点，内芯1121采用聚苯乙烯材料制作可耐寒、防冻、防晒、耐老化，寿命长，有效避免了二次污染。构成复合浮体112的各层结构相互配合，提高了复合浮体112的强度，解决了单纯聚苯乙烯材料移动过程中易碎的问题，而且环保无污染。

为了方便放置水生植物500，在每个植被种植区114上方的顶部土工格栅1112上形成有若干个植被种植口，种植载体113嵌设在种植口内。实际应用时，根据工艺设计植被搭配层次及密度，在顶部土工栅格上剪切出适合种植载体113放入的植被种植口。

在其中一具体实施方式中，种植载体113包括种植篓、种植袋和轻质基质，轻质基质填装在种植袋中，种植袋置于种植篓内，种植袋选用植物根系可透过生长的土工布制成，既防止栽培基质进入水中造成水质污染，又能使植物根系顺利穿过扎入水中。种植篓为栅格状的容器，以支撑种植袋。具体的，轻质基质包括营养土和椰壳的混合物。

放置水生植物500时，将种植篓移入顶部土工栅格上的植被种植口，并用力推使种植篓底部的格栅拉筋插入底部土工格栅1113的栅格中。种植篓上部的肋筋与顶部土工格栅1112的肋筋用不锈钢c型卡扣卡紧，防止因大风、波浪起伏的颠簸移动位置。

进一步的，种植篓的上部肋筋通过卡扣与种植口周围的顶部土工格栅1112肋筋连接，种植篓的底部插入底部土工格栅1113的栅格中。

进一步的，本实用新型提供的组合式生物浮床水质提升系统，还包括根系保护网200、水下净化系统300和固定装置。根系保护网200的作用是防止种植在组合式生物浮床100上的水生植物500的根系生长超过浮床的保护空间后被水体中的鱼类撕咬；水下净化系统300的作用是通过吸附作用实现水质净化，同时为微生物提供寄生，提高水体自净能力，冬季也可进行净水；固定装置的作用是将组合生物浮床与河床连接，保证浮床位置不变。

具体的，根系保护网200悬挂在组合式生物浮床100的下方，以与组合式生物浮床100的底部共同围出根系保护区，保护水生植物500根系不被鱼咬。为了方便固定，防鱼网分成多个区域，每个区域的防鱼网用不锈钢c型卡固定在组合式生物浮床100的底部。

水下净化系统300包括均布吊挂在根系保护网200下方的挂式生物填料310和/或净化袋320，挂式生物填料310和净化袋320易于更换。

生物填料包括用于污水处理的弹性填料、半软性填料或生物绳，在其中一具体实施方式中选用碳素纤维生态草作为挂式生物填料310长度为1-2m。

净化袋320包括挂袋和填装在挂袋内的净化填料，挂袋选用半透膜或土工布制成。净化袋320中装填的净化填料选用纳米反应器和球状碳素纤维的混合物，纳米反应器具有多孔结构，比表面积大、吸附能力强，能够提高净水效果。球状碳素纤维基质为纳米反应器提供载体，扩展其与水体的接触面积，有利于净水效率提升，吸附污染物，有利于微生物寄生。

挂式生物填料310安装在尼龙绳上，尼龙绳的顶端与防鱼网连接，尼龙绳的底端与净化挂袋连接，挂式生物填料310和净化袋320联合作用，提高水体自净能力，同时作为漂浮基质，浮力强，可以进一步提供系统所需的浮力。

固定装置包括固定在河床上的若干个固定器410，组合式生物浮床100的外围通过定位绳420与固定器410连接。具体的，可将定位绳420的上端与组合式生物浮床100外围侧面土工格栅1114上的连接件122连接。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。