本發(fā)明涉及生態(tài)護(hù)坡領(lǐng)域，具體涉及一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)的研究主要停留在兩個(gè)方面：一是出于其護(hù)坡的安全穩(wěn)定性方面的研究，比如土工格柵反包生態(tài)袋、生態(tài)袋在堆放時(shí)每層都設(shè)有三維排水連接扣將生態(tài)袋體聯(lián)結(jié)成整體，形成穩(wěn)定的三角內(nèi)摩擦緊鎖結(jié)構(gòu)；二是生態(tài)袋的景觀綠化效果及植物修復(fù)凈化水體的研究，為了使生態(tài)袋護(hù)坡植物生長(zhǎng)茂密，以期取得較好的水體凈化效果，主要開(kāi)發(fā)在袋體表面涂抹草籽，在生態(tài)袋內(nèi)填充植物草種，活枝插播種植技術(shù)三種方式。但是這些研究對(duì)于污染水體的凈化處理效果不是特別理想。為了提高傳統(tǒng)生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)對(duì)于污染水體的凈化作用，本發(fā)明擬采用生態(tài)袋與農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌群聯(lián)合使用的技術(shù)，不僅解決了目前農(nóng)業(yè)廢棄物極大浪費(fèi)的問(wèn)題，而且為脫氮菌群提供了生物載體和新型碳源，同時(shí)利用了生態(tài)袋中植物及微生物生態(tài)凈水水質(zhì)的作用，有效解決水體的污染，并且改進(jìn)提升生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)的功能多樣性，提高其對(duì)受污染地表水體的水質(zhì)凈化效果研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)之不足，提供一種改進(jìn)的用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋及系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，同時(shí)可提高植物種子的利用率和成活率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋，包括袋體(5)，所述袋體(5)內(nèi)主要裝有農(nóng)業(yè)廢棄物、植物種子(2)和植生土(3)，所述農(nóng)業(yè)廢棄物上固定有脫氮菌(1)，所述植生土(3)中加入了中砂和粗砂，所述袋體(5)的一側(cè)栽有植物(4)。

進(jìn)一步的，所述農(nóng)業(yè)廢棄物、植物種子(2)、植生土(3)以及脫氮菌(1)按以下體積進(jìn)行配比：

所述農(nóng)業(yè)廢棄物的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的10％-15％；

所述脫氮菌(1)的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的5％-20％；

所述植物種子(2)的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的5％-15％；

所述植生土的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的80％-90％，其中所述中砂和粗砂的總體積為混合后植生土總體積的20％-40％。

進(jìn)一步的，所述農(nóng)業(yè)廢棄物包括稻草、玉米芯、絲瓜絡(luò)或秸稈。

進(jìn)一步的，將農(nóng)業(yè)廢棄物切割成小型的碎基質(zhì)，農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)經(jīng)過(guò)堿處理后，加入硝化反硝化菌的富集培養(yǎng)基中，待培養(yǎng)到可以觀察到農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)上均有微生物附著跡象，基質(zhì)由原來(lái)的顏色的淺黃色變?yōu)樽睾稚?，并粘附著薄薄的結(jié)構(gòu)緊密、淡黃色的菌膜，即脫氮菌成功固定在農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)上。

一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋的系統(tǒng)，包括混凝土層(8)，所述混凝土層(8)下端固定有基礎(chǔ)梁(9)，其中所述生態(tài)袋分為兩類(lèi)，分別為生態(tài)袋一(51)和生態(tài)袋二(52)；所述生態(tài)袋的袋體(5)由上袋體和下袋體組合而成，所述生態(tài)袋一(51)的袋體包括上袋體一(511)和下袋體一(512)，所述生態(tài)袋二(52)的袋體包括上袋體二(521)和下袋體二(522)；所述生態(tài)袋一(51)的上袋體一(511)主要由熨燙針刺無(wú)紡布構(gòu)成，生態(tài)袋一(51)的下袋體一(512)主要由人造鹿皮構(gòu)成，所述生態(tài)袋二(52)的上袋體二(521)和下袋體二(522)均主要由熨燙針刺無(wú)紡布構(gòu)成；

所述上袋體一(511)和上袋體二(521)上均栽有植物，而所述下袋體一(512)和下袋體二(522)上均未栽有植物；

生態(tài)袋一(51)和生態(tài)袋二(52)錯(cuò)位鋪砌在混凝土層(8)上，且上袋體一(511)和上袋體二(521)均朝上，且相鄰層位的生態(tài)袋之間錯(cuò)位半個(gè)袋寬，每層生態(tài)袋和每?jī)蓚€(gè)生態(tài)袋中間都夾有粗棉繩(7)，同一層的生態(tài)袋一(51)之間置有軟性材料墊(6)。

進(jìn)一步的，所述生態(tài)袋一(51)內(nèi)添加的脫氮菌(1)體積為生態(tài)袋一(51)總?cè)莘e的5％—10％，所述生態(tài)袋二(52)內(nèi)添加的脫氮菌(1)體積為生態(tài)袋二(52)總?cè)莘e的15％—20％。

進(jìn)一步的，所述軟性材料墊(6)包括海綿、棉氈、稻草墊或秸稈墊。

本發(fā)明的有益效果為：

1.與現(xiàn)有技術(shù)僅僅在生態(tài)袋內(nèi)填充植物草種不同，本發(fā)明填充固定化脫氮菌，通過(guò)固定化脫氮菌的可生物降解農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)，不僅有助于植物種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)，而且有助于水體的凈化作用。其中可生物降解農(nóng)業(yè)廢棄物不僅可以為脫氮微生物菌群提供附著生長(zhǎng)的重要載體，還可以作為新型無(wú)污染碳源，即微生物的緩釋碳源，為脫氮微生物的生長(zhǎng)提供充足的碳源。

2.本發(fā)明利用植物的輸氧功能，為脫氮菌群等微生物的生長(zhǎng)提供必要的氧分，微生物的生長(zhǎng)過(guò)程能降解一些難以被植物體吸收的有機(jī)大分子物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為易于被植物體吸收的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)以脫氮菌富集培養(yǎng)，獲得很好的生長(zhǎng)狀態(tài)，穩(wěn)固后期植物與微生物群落的共生體系，利用植物根系截留、吸收水體中污染物質(zhì)及微生物對(duì)于水體中有機(jī)物質(zhì)的降解消化，最大限度的凈化水體水質(zhì)。

3.本發(fā)明充分利用可生物降解農(nóng)業(yè)廢棄物，節(jié)約資源、經(jīng)濟(jì)安全，有效的克服了現(xiàn)有技術(shù)綠化效果差還有水質(zhì)凈化效果不佳的缺點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明利用人造鹿皮、粗棉繩超強(qiáng)的毛細(xì)吸水作用，在雨水豐沛的時(shí)候，儲(chǔ)存大量的水分，當(dāng)天氣干旱時(shí)，放出水分，同時(shí)利用浸沒(méi)在河水里的粗棉繩吸水，供生態(tài)袋植物以及各種生物用水所需。

4.本發(fā)明變廢為寶，將農(nóng)業(yè)廢棄物加以資源化利用，并聯(lián)合固定化脫氮菌群，強(qiáng)化水生植物與微生物的水質(zhì)凈化功能，促進(jìn)水環(huán)境生態(tài)恢復(fù)。同時(shí)集成利用粗棉繩的毛細(xì)作用和軟性材料墊的吸水性能，蓄水滿足干旱天氣生態(tài)袋生物所需，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋側(cè)面示意圖；

圖2是本發(fā)明一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋護(hù)坡系統(tǒng)的主視示意圖；

圖3是本發(fā)明一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋護(hù)坡系統(tǒng)的生態(tài)袋一立體示意圖；

圖4是本發(fā)明一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋護(hù)坡系統(tǒng)的生態(tài)袋二立體示意圖；

圖5是本發(fā)明的軟性材料墊示意圖；

圖6是本發(fā)明的粗棉繩示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1-脫氮菌、2-植物種子、3-植生土、4-植物、5-袋體、51-生態(tài)袋一、52-生態(tài)袋二、511-上袋體一、512-下袋體一、521-上袋體二、522-下袋體二、6-軟性材料墊、7-粗棉繩、8-混凝土層、9-基礎(chǔ)梁。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋，包括袋體5，袋體5主要由透氣和透水的材料組成。袋體5內(nèi)主要裝有農(nóng)業(yè)廢棄物、植物種子2、植生土3和保水劑，農(nóng)業(yè)廢棄物上固定有脫氮菌1。農(nóng)業(yè)廢棄物主要為稻草、玉米芯、絲瓜絡(luò)或秸稈等可生物降解的農(nóng)業(yè)廢棄物，其中，稻草、絲瓜絡(luò)、秸稈修剪成6mm-8mm長(zhǎng)度的碎基質(zhì)，玉米芯修剪成5×5×5mm³體積的小立方體碎基質(zhì)，且農(nóng)業(yè)廢棄物的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的10％-15％，脫氮菌1的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的5％-20％。將農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)經(jīng)過(guò)堿處理后，加入硝化反硝化菌的富集培養(yǎng)基中，待培養(yǎng)到可以觀察到農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)上均有微生物附著跡象，基質(zhì)由原來(lái)的顏色的淺黃色變?yōu)樽睾稚?，并粘附著薄薄的結(jié)構(gòu)緊密、淡黃色的菌膜，即脫氮菌成功固定在農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)上。

袋體5的一側(cè)栽有植物4。袋體內(nèi)的植物種子2為具有凈化水質(zhì)功能的、當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)水生植物的種子，例如適應(yīng)性和凈水效果較強(qiáng)的狗牙根等，能夠凈化水質(zhì)，且植物種子2的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的5％-15％。袋體上的植物4包括具有凈化水質(zhì)功能、容易適應(yīng)環(huán)境、當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)植物，例如蘆葦?shù)?。植?與植物種子2長(zhǎng)出的矮草叢系列構(gòu)建了植物體系，交錯(cuò)的根部為微生物的繁殖生長(zhǎng)輸送氧氣、提供棲息地，能夠促進(jìn)微生物的，生長(zhǎng)繁殖，更利于水質(zhì)的凈化。

植生土3中加入了中砂和粗砂，植生土的體積為生態(tài)袋總?cè)莘e的80％-90％，中砂和粗砂的總體積為混合后植生土總體積的20％。其充分發(fā)揮了當(dāng)?shù)刂采恋淖饔?，更利于植物的生長(zhǎng)和適應(yīng)，同時(shí)中砂和粗砂保證了一定雨水的滲透率，空氣流通的孔隙度，利于袋體5內(nèi)的微生物菌群生活。且植生土3中加有保水劑，保水劑可以為粒狀海綿與紙張的調(diào)和物。

本發(fā)明中可生物降解的農(nóng)業(yè)廢棄物可以是稻草基質(zhì)、絲瓜絡(luò)基質(zhì)或玉米芯基質(zhì)等。這些基質(zhì)不僅價(jià)格廉價(jià)，取材方便，而且是亟待開(kāi)發(fā)的新型碳源。避免了農(nóng)業(yè)廢棄物的浪費(fèi)，并充分地作為反硝化碳源的備選材料，安全性極好，持續(xù)供碳能力強(qiáng)，適合反硝化。本發(fā)明的可生物降解農(nóng)業(yè)廢棄物的存在形式為：經(jīng)過(guò)細(xì)裁剪處理的，基本長(zhǎng)度在6mm-8mm之間或者基本體積在5×5×5mm³左右的碎基質(zhì)。

如圖2至圖6所示，一種用于護(hù)坡的農(nóng)業(yè)廢棄物混合固定化脫氮菌的生態(tài)袋的系統(tǒng)，包括混凝土層8，混凝土層8下端固定有基礎(chǔ)梁9，其中生態(tài)袋分為兩類(lèi)，分別為生態(tài)袋一51和生態(tài)袋二52。生態(tài)袋的袋體5由上袋體和下袋體組合而成，生態(tài)袋一51的袋體包括上袋體一511和下袋體一512，生態(tài)袋二52的袋體包括上袋體二521和下袋體二522。生態(tài)袋一51的上袋體一511主要為由聚丙烯PP或者聚酯纖維PET為原材料制成的熨燙針刺無(wú)紡布，具有抗紫外，抗老化、無(wú)毒、不助燃、裂口不延伸的特點(diǎn)。生態(tài)袋一51的下袋體一512主要由人造鹿皮構(gòu)成，具有超強(qiáng)的吸水能力。生態(tài)袋一51內(nèi)添加的農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)為500g，且固定在農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)的脫氮菌為生態(tài)袋一51總?cè)莘e的5％—10％。

生態(tài)袋二52的上袋體二521和下袋體二522都是由聚丙烯PP或者聚酯纖維PET為原材料制成的熨燙針刺無(wú)紡布，具有耐酸堿、抗腐蝕、抗凍融、抗老化、裂口不延伸的特點(diǎn)。生態(tài)袋二52內(nèi)添加的農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)為1000g，且固定在農(nóng)業(yè)廢棄物碎基質(zhì)的脫氮菌為生態(tài)袋二52總?cè)莘e的15％—20％。

上袋體一511和上袋體二521上均栽有植物，而下袋體一512和下袋體二522上均未栽有植物。生態(tài)袋一51和生態(tài)袋52內(nèi)添加的植物種子2均為50g。

對(duì)生態(tài)袋一51和生態(tài)袋二52進(jìn)行填充完畢后，均勻攪拌，裝置在袋體中?，F(xiàn)場(chǎng)裝置后用手提縫紉機(jī)縫合或用扎口袋等其他方法縫合起來(lái)，也可以在工廠裝土后封合。植物種子可根據(jù)不同季節(jié)、地域、溫度或其他需要自由調(diào)配。

采用水泥石柱作為基礎(chǔ)梁9打好基地，澆灌混凝土層8，用于保證生態(tài)袋護(hù)坡的基地穩(wěn)定性。在混凝土層8上，錯(cuò)位鋪砌生態(tài)袋，且上袋體一511和上袋體二521均朝上，每?jī)蓚€(gè)生態(tài)袋首尾接縫位置裝配聯(lián)接扣，相鄰層位的生態(tài)袋之間錯(cuò)位半個(gè)袋寬。每層生態(tài)袋和每?jī)蓚€(gè)生態(tài)袋中間都夾有粗棉繩7。粗棉繩7主要由棉花組成，毛細(xì)現(xiàn)象極好，能夠充分吸收水體，并且有粗棉繩7浸入河流水體中，用于枯水位時(shí)吸水作用。同一層的生態(tài)袋一51之間，縱向夾著軟性材料墊6，用以增強(qiáng)生態(tài)袋的蓄水能力。粗棉繩7直徑在20-30mm之間，用于毛細(xì)吸水，當(dāng)天氣干旱時(shí)，給各生態(tài)袋提供水分。常水位以上安置生態(tài)袋一51，常水位以下安置生態(tài)袋二52。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。