本發(fā)明屬于水環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域,具體涉及一種自然能源動(dòng)力的可在原位高效凈化黑臭污染水體的立體式生態(tài)浮島強(qiáng)化系統(tǒng),并針對(duì)不同污染特征的水體提供不同的配置系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年來,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口數(shù)量的逐年增加,生活污水、農(nóng)業(yè)污水和工業(yè)廢水直接或間接地進(jìn)入自然水體當(dāng)中,引發(fā)地表水環(huán)境質(zhì)量普遍下降、水生態(tài)功能不斷受損、黑臭水體日益增多等系列水環(huán)境問題,急需切實(shí)、高效的水環(huán)境原位修復(fù)技術(shù)與裝備。
生態(tài)浮島是一種常規(guī)水環(huán)境修復(fù)技術(shù),但是傳統(tǒng)的生態(tài)浮島一方面因其主要依靠挺水植物發(fā)揮凈化功能,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且功能低下,難以應(yīng)用于黑臭水體等高負(fù)荷污染水環(huán)境條件;另一方面,大面積占據(jù)水面的浮島對(duì)沉水植物造成的光遮蔽和生長(zhǎng)脅迫,同時(shí)阻滯水流造成厭氧環(huán)境,從而破環(huán)水生態(tài)環(huán)境,影響水環(huán)境修復(fù)效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有地表水質(zhì)普遍超標(biāo)而自凈能力低下的問題,而提供一種自然能源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)曝氣增強(qiáng)水體凈化功能的立體式生態(tài)浮島及配置系統(tǒng)。
本發(fā)明生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島由水動(dòng)力模塊、空窗模塊和生物強(qiáng)化模塊拼接而成,以水動(dòng)力模塊作為整個(gè)浮島的中心,向外依次拼接空窗模塊和生物強(qiáng)化模塊;
其中水動(dòng)力模塊是在漂浮載體上設(shè)置有太陽(yáng)能噴泉,在漂浮載體的下表面連接管式微孔曝氣系統(tǒng)的一端,管式微孔曝氣系統(tǒng)的另一端與河床底部的沉墜固定箱籠相連接;空窗模塊是在漂浮載體上開有通孔,在通孔的垂直向下的水底定植有沉水植物;而生物強(qiáng)化模塊是在漂浮載體上定植有挺水植物,在挺水植物水下根部的下方掛設(shè)有人工水草。
本發(fā)明生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的配置系統(tǒng)一:每個(gè)水動(dòng)力模塊、空窗模塊和生物強(qiáng)化模塊中的漂浮載體為方形,以單個(gè)水動(dòng)力模塊作為方陣的中心,在水動(dòng)力模塊的四周拼接由多個(gè)空窗模塊組成的方框,再在由空窗模塊組成的方框外圍繼續(xù)拼接由多個(gè)生物強(qiáng)化模塊組成的方框。
本發(fā)明生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的配置系統(tǒng)二:每個(gè)水動(dòng)力模塊、空窗模塊和生物強(qiáng)化模塊中的漂浮載體為圓形,以單個(gè)水動(dòng)力模塊作為六邊形的中心,在單個(gè)水動(dòng)力模塊的四周拼接一圈(多個(gè))空窗模塊,再在一圈空窗模塊的外圍繼續(xù)拼接由多個(gè)生物強(qiáng)化模塊組成的六邊形框。
本發(fā)明生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島系統(tǒng)及配置包含以下效果和優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明合理配置水動(dòng)力模塊、空窗模塊、生物強(qiáng)化模塊三大功能模塊之間的空間格局,避免挺水植物浮島對(duì)沉水植物的遮蔽,及其對(duì)太陽(yáng)能板的遮蔽,同時(shí)保證曝氣系統(tǒng)產(chǎn)生的氣泡可在系統(tǒng)內(nèi)均勻分散。保護(hù)水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)功能及穩(wěn)定性,提高系統(tǒng)凈化效能。系統(tǒng)可根據(jù)水體功能和景觀功能的需求進(jìn)行不同水生生物的組合搭配。
2、本發(fā)明中挺水植物種植籃為鏤空用以垂落植物根系。在光照良好的情況下,植物根區(qū)復(fù)氧環(huán)境可作為光合細(xì)菌和好氧微生物菌劑固著載體,同時(shí)促進(jìn)根系下方垂落的新型微生物載體表面富集微生物形成生物膜,可同步發(fā)揮挺水植物根系過濾和功能微生物降解功能,兼具豐富物種多樣性功能。
3、本發(fā)明在生態(tài)浮島內(nèi)增設(shè)以太陽(yáng)能為動(dòng)力的水面噴泉及水下微孔曝氣系統(tǒng),打破浮島內(nèi)部水體層結(jié)結(jié)構(gòu),增加水體溶解氧量,避免水流阻滯條件下生物殘?bào)w厭氧分解引發(fā)的黑臭問題,促進(jìn)好養(yǎng)微生物活性及污染物降解效率,同時(shí)也起到提升系統(tǒng)景觀性的作用。
4、本發(fā)明中浮島底部的卵礫石籠,可同步實(shí)現(xiàn)浮島拼盤和管式微孔曝氣系統(tǒng)的固定,同時(shí)填充的卵礫石除了發(fā)揮固著功能微生物菌劑的載體作用外,還可起到為魚類及底棲動(dòng)物提供棲息地等功能。
5、本發(fā)明在傳統(tǒng)生態(tài)浮島系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用水生生物的生態(tài)位優(yōu)化組合,擴(kuò)大功能單元與水中污染物接觸面積,充分發(fā)揮系統(tǒng)的多介質(zhì)和多生物組分的凈化功能,并通過自然能源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)改善浮島內(nèi)部水文環(huán)境,形成立體式增強(qiáng)型水體凈化生態(tài)浮島系統(tǒng)的,顯著提高水體的自凈能力,可用于高污染負(fù)荷的黑臭水體凈化處理,擴(kuò)展傳統(tǒng)浮島應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明可以通過功能模塊在空間上的不同組合方式,營(yíng)造不同的凈化和景觀效果,適合不同水流流態(tài)及污染程度、污染類型的水體。
附圖說明
圖1為生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為具體實(shí)施方式九中生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的配置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為具體實(shí)施方式十中生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的配置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:本實(shí)施方式生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島由水動(dòng)力模塊A、空窗模塊B和生物強(qiáng)化模塊C拼接而成,以水動(dòng)力模塊A作為整個(gè)浮島的中心,向外依次拼接空窗模塊B和生物強(qiáng)化模塊C;
其中水動(dòng)力模塊A是在漂浮載體8上設(shè)置有太陽(yáng)能噴泉1,在漂浮載體8的下表面連接管式微孔曝氣系統(tǒng)3的一端,管式微孔曝氣系統(tǒng)3的另一端與河床底部的沉墜固定箱籠4相連接;空窗模塊B是在漂浮載體8上開有通孔,在通孔的垂直向下的水底定植有沉水植物6,沉水植物6置于營(yíng)養(yǎng)杯7中;而生物強(qiáng)化模塊C是在漂浮載體8上定植有挺水植物9,在挺水植物9水下根部的下方掛設(shè)有人工水草11。
本實(shí)施方式向外依次拼接空窗模塊和生物強(qiáng)化模塊是指空窗模塊圍在水動(dòng)力模塊外圍,生物強(qiáng)化模塊圍在空窗模塊外圍。水動(dòng)力模塊、空窗模塊和生物強(qiáng)化模塊之間通過漂浮載體進(jìn)行拼接。
本實(shí)施方式水動(dòng)力模塊以太陽(yáng)能板為基本骨架外接輕質(zhì)載體以助于漂浮水面,依靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)在水面形成小型噴泉,水下連接管式微孔曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣復(fù)氧,管式曝氣系統(tǒng)底端與河床底部的沉墜固定箱籠連接,箱籠內(nèi)填充可負(fù)載功能微生物的卵礫石。
本實(shí)施方式基于生態(tài)位空間優(yōu)化原理,構(gòu)建一種立體式的新型生態(tài)浮島。該浮島在水平軸向上將挺水植物與沉水植物進(jìn)行鑲嵌配置,避免不同生活型植物的空間及資源競(jìng)爭(zhēng)壓力;在垂直軸向上挺水植物根系下部外接微生物載體材料,負(fù)載功能微生物菌劑;同時(shí)利用太陽(yáng)能動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水面噴泉和水下微孔曝氣系統(tǒng),改善浮島內(nèi)部水流流態(tài)及溶解氧不足問題,構(gòu)建一種自然能源動(dòng)力強(qiáng)化的挺水植物-沉水植物-功能微生物空間優(yōu)化配置的立體型新型生態(tài)浮島強(qiáng)化系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是在水動(dòng)力模塊A中漂浮載體8的上表面鋪設(shè)有太陽(yáng)能板2。
具體實(shí)施方式三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是在沉墜固定箱籠4中填充有卵礫石5。
具體實(shí)施方式四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式三不同的是卵礫石5的粒徑為5~8cm。
具體實(shí)施方式五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是挺水植物9固定種植在定植籃10中。
具體實(shí)施方式六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式五不同的是定植籃10的直徑為10~15cm。
具體實(shí)施方式七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同的是所述的挺水植物9為蘆葦、鳶尾、菖蒲、香蒲或美人蕉。
具體實(shí)施方式八:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是所述的沉水植物6為輪葉黑藻、苦草、龍須眼子菜或金魚藻。
具體實(shí)施方式九:本實(shí)施方式生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的配置系統(tǒng):生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島中每個(gè)水動(dòng)力模塊A、空窗模塊B和生物強(qiáng)化模塊C中的漂浮載體8為方形,以單個(gè)水動(dòng)力模塊A作為方陣的中心,在水動(dòng)力模塊A的四周拼接由多個(gè)空窗模塊B組成的方框,再在由空窗模塊B組成的方框外圍繼續(xù)拼接由多個(gè)生物強(qiáng)化模塊C組成的方框。
本實(shí)施方式將多個(gè)生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島拼接成方形整體,適合處理寬度較大,地勢(shì)平坦的河流。
具體實(shí)施方式十:本實(shí)施方式生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島的配置系統(tǒng):生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島中每個(gè)水動(dòng)力模塊A、空窗模塊B和生物強(qiáng)化模塊C中的漂浮載體8為圓形,以單個(gè)水動(dòng)力模塊A作為六邊形的中心,在單個(gè)水動(dòng)力模塊A的四周拼接一圈(多個(gè))空窗模塊B,再在一圈空窗模塊B的外圍繼續(xù)拼接由多個(gè)生物強(qiáng)化模塊C組成的六邊形框。
本實(shí)施方式適合處理寬度較小、地形起伏大、天然浮島較多的河流。
實(shí)施例:本實(shí)施例生態(tài)位優(yōu)化配置型太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島由水動(dòng)力模塊A、空窗模塊B和生物強(qiáng)化模塊C拼接而成,以水動(dòng)力模塊A作為整個(gè)浮島的中心,向外依次拼接空窗模塊B和生物強(qiáng)化模塊C;
其中水動(dòng)力模塊A是在漂浮載體8上設(shè)置有太陽(yáng)能噴泉1,在漂浮載體8的下表面連接管式微孔曝氣系統(tǒng)3的一端,管式微孔曝氣系統(tǒng)3的另一端與河床底部的沉墜固定箱籠4相連接,沉墜固定箱籠4中填充有卵礫石;空窗模塊B是在漂浮載體8上開有通孔,在通孔的垂直向下的水底定植有沉水植物金魚藻6,金魚藻6置于營(yíng)養(yǎng)杯7中;而生物強(qiáng)化模塊C是在漂浮載體8上定植有挺水植物菖蒲9,在菖蒲9水下根部的下方掛設(shè)有尺寸為長(zhǎng)×寬=240×12cm的碳纖維人工水草11。
本實(shí)施例太陽(yáng)能動(dòng)力生態(tài)浮島拼接成的配套系統(tǒng)如圖2所示的方形,整體生態(tài)浮島配置系統(tǒng)的尺寸為長(zhǎng)×寬×高=20×10×3m。