本发明属于城市水系外源污染控制领域，尤其涉及一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带安装方法及系统。
背景技术：
城市水环境污染物质有来自于上游地区的外源污染和城市自身的内源污染。首先是河流上游多数农村地区存在的水土流失，化肥、农药的污染等成为主要的水体污染源。欧洲等国家经济水平高，人少地多，更多的采用河道清淤、直接曝气，进而恢复河道湿地的方式，这种方式投资大，但效果好，见效快；日本虽经济发达，但人多地少是最大的制约因素，因此日本对河流水质的净化技术主要采用间接净化，通过将上游水进行净化之后再排入下游城市河道之中，且为了节约用地，较多的使用地下的方式。
在中国，据专家估算，目前我国水体氮、磷污染物中来自工业、生活污水和农业污染的大约各占1/3(朱兆亮，2005)，地下水有将近50％已被农业污染，湖泊等地表水中氮、磷的50％以上来自农业污染。中国农业科学院土壤肥料研究所的研究结果显示：在中国水体污染严重的流域，农田、农村畜禽养殖和城乡结合部的生活排污是造成水体氮、磷富营养化的主要原因(张维理，2004)。
近代以来，我国针对农业污染对城市水系的影响也采取了一系列措施。例如，水利部董哲仁教授提出了“生态水工学”概念。同时，国内也开展了一大批河流生态治理项目，如上海苏州河治理项目、南京秦淮河整治工程、成都府南河治理工程、以及国家“863”重大项目——太湖水污染控制与水体修复技术及工程示范项目等。国内对于河道治理主要还是采用物理方式和化学方式，对于生物生态方式的运用处于起步阶段。现有采用生物生态方式实现水体净化的净化系统，往往采用单一的方案，如单纯的利用人工水草或者其他用来固定微生物的设施作为净化装置，净化效果不佳。如中国专利(cn204752322u)公开的一种人工净化带，包括浮球、弹性填料、陶粒生化球、坠子；弹性填料两端一端固定在坠子上，一端固定泡沫浮球上，中间串连陶粒生化球。实际使用时将本人工净化带放入自然水体中，弹性填料和陶粒生化球表面和内部会逐渐长出生物膜，水中污染物在生物膜的作用下逐渐被分解吸收，水体水质得到净化。
技术实现要素：
本发明的目的在于：利用微生物进行污水净化，通过不溶性固体将游离微生物固定在有限的空间区域以提高单位净化带的净化能力，并且将人工水草与传统水生植物进行组合搭配，美化的同时净化水质。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带安装方法，包括以下步骤：
1)在农业水体排出水道上依次铺设素土层、黏土层和石板层，形成安装基层；
2)将微生物生长架的底板固定安装在安装基层的石板层上，将陶粒生化球放置在微生物生长架的中心柱与边缘限位柱形成的容纳空间内，在中心柱顶部安装顶板；
3)在顶板上固定第二人工水草；
4)在相邻两个微生物生长架之间的石板层上种植水生植物；
5)在相邻两个微生物生长架之间的石板层上固定第一人工水草，第一人工水草和水生植物间隔布置。
一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，包括：安装基层、微生物生长架、第一人工水草和水生植物，安装基层的形状呈条形，安装基层铺设在农业水体排出水道上，安装基层上设置有多个平行布置的微生物生长架，微生物生长架包括底板、顶板、中心柱、边缘限位柱和陶粒生化球，底板固定安装在安装基层上，中心柱和边缘限位柱固定安装在底板上，中心柱和边缘限位柱平行布置，若干个边缘限位柱沿中心柱的周向布置，陶粒生化球放置在中心柱与相邻两个边缘限位柱形成的容纳空间内，多个陶粒生化球沿着中心柱的高度方向叠放，相邻两个微生物生长架之间设置有第一人工水草和水生植物，第一人工水草固定安装在安装基层上，水生植物设置在安装基层上的种植槽内。
作为上述技术方案的进一步描述：
顶板可拆卸的安装在中心柱的顶部。
作为上述技术方案的进一步描述：
顶板表面设置有第二人工水草，第二人工水草固定安装在顶板上。
作为上述技术方案的进一步描述：
第一人工水草和水生植物间隔布置，第一人工水草的高度小于水生植物的高度。
作为上述技术方案的进一步描述：
陶粒生化球表面设置有若干个凹槽，凹槽自陶粒生化球的表面向内凹陷。
作为上述技术方案的进一步描述：
安装基层由下至上依次设置有素土层、黏土层和石板层，素土层铺设在农业水体排出水道上，黏土层铺设在素土层上，石板层铺设在黏土层上。
作为上述技术方案的进一步描述：
种植槽设置在石板层上，种植槽内设置有栽培基质，水生植物底部设置在栽培基质内。
作为上述技术方案的进一步描述：
栽培基质包括砾石或粗砂。
作为上述技术方案的进一步描述：
水生植物为水蕴藻。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，在农业水体进入城市水系前，在农业水体排出到城市水系处的水道上设置净化带，利用固定安装在安装基层上的微生物生长架将微生物固定在有限的空间区域内，以提高微生物单位空间密度，使其保持较高活性并能够被反复利用。陶粒生化球为从外部到内部页岩陶粒粒径依次增大的页岩陶粒球，微生物在陶粒生化球表面附着，逐渐长出生物膜。陶粒生化球通过中心柱和边缘限位柱进行固定，充分保证了陶粒生化球与水体的接触面积，保证对水体的净化效果，避免污染城市水系。
2、本发明中，第一人工水草包括仿水草辫帘式填料，表面可以形成生物膜，水生植物和第一人工水草对河流中氮、磷元素进行吸收，消除水体的富营养化，增加了河流的自净能力。此外水生植物的生长还为微生物生长提供所需氧气，有利于生物膜的生长。
3、本发明中，微生物生长架的顶板上设置有第二人工水草，第二人工水草装饰和隐藏微生物生长架，配合高度不齐的第一人工水草和水生植物，实现造景，美化环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统的结构示意图。
图2为一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统中微生物生长架的结构示意图。
图3为一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统中水生植物的种植示意图。
图例说明：
1、安装基层；11、素土层；12、黏土层；13、石板层；2、微生物生长架；21、底板；22、顶板；23、中心柱；24、边缘限位柱；25、陶粒生化球；251、凹槽；3、第一人工水草；4、水生植物；5、第二人工水草；6、栽培基质；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带安装方法，包括以下步骤：
1)在农业水体排出水道上依次铺设素土层11、黏土层12和石板层13，形成安装基层1；
2)将微生物生长架2的底板21固定安装在安装基层1的石板层13上，将陶粒生化球25放置在微生物生长架2的中心柱23与边缘限位柱24形成的容纳空间内，在中心柱23顶部安装顶板22；
3)在顶板22上固定第二人工水草5；
4)在相邻两个微生物生长架2之间的石板层13上种植水生植物4；
5)在相邻两个微生物生长架2之间的石板层13上固定第一人工水草3，第一人工水草3和水生植物4间隔布置。
一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，包括：安装基层1、微生物生长架2、第一人工水草3和水生植物4，安装基层1的形状呈条形，安装基层1铺设在农业水体排出水道上，安装基层1上设置有多个平行布置的微生物生长架2，微生物生长架2包括底板21、顶板22、中心柱23、边缘限位柱24和陶粒生化球25，底板21固定安装在安装基层1上，中心柱23和边缘限位柱24固定安装在底板21上，中心柱23和边缘限位柱24平行布置，若干个边缘限位柱24沿中心柱23的周向布置，陶粒生化球25放置在中心柱23与相邻两个边缘限位柱24形成的容纳空间内，多个陶粒生化球25沿着中心柱23的高度方向叠放，相邻两个微生物生长架2之间设置有第一人工水草3和水生植物4，第一人工水草3固定安装在安装基层1上，水生植物4设置在安装基层1上的种植槽内。
顶板22可拆卸的安装在中心柱23的顶部，便于更换和安装陶粒生化球25。
顶板22表面设置有第二人工水草5，第二人工水草5固定安装在顶板22上。第二人工水草5装饰和隐藏微生物生长架2，美化环境。
第一人工水草3和水生植物4间隔布置，第一人工水草3的高度小于水生植物4的高度，避免第一人工水草3过高，影响水生植物4进行光合作用。
陶粒生化球25表面设置有若干个凹槽251，凹槽251自陶粒生化球25的表面向内凹陷，凹槽251有利于微生物更好的附着在陶粒生化球25表面，便于繁衍形成群落。
安装基层1由下至上依次设置有素土层11、黏土层12和石板层13，素土层11铺设在农业水体排出水道上，黏土层12铺设在素土层11上，石板层13铺设在黏土层12上，形成稳固的基层结构，保证净化带的结构稳固。
种植槽设置在石板层13上，种植槽内设置有栽培基质6，水生植物4底部设置在栽培基质6内。栽培基质6包括砾石或粗砂。水生植物4为水蕴藻。
工作原理：在农业水体进入城市水系前，在农业水体排出到城市水系处的水道上设置净化带，在由素土层、黏土层和石板层组成的安装基层上，设置若干个微生物生长架。利用微生物生长架将微生物固定在有限的空间区域内，以提高微生物单位空间密度，使其保持较高活性并能够被反复利用。陶粒生化球为从外部到内部页岩陶粒粒径依次增大的页岩陶粒球，微生物在陶粒生化球表面附着，逐渐长出生物膜。陶粒生化球通过中心柱和边缘限位柱进行固定，充分保证了陶粒生化球与水体的接触面积，保证对水体的净化效果。第一人工水草包括仿水草辫帘式填料，表面可以形成生物膜，水生植物和第一人工水草对河流中氮、磷元素进行吸收，消除水体的富营养化，增加了河流的自净能力。此外水生植物的生长还为微生物生长提供所需氧气，有利于生物膜的生长。微生物生长架的顶板上设置有第二人工水草，第二人工水草装饰和隐藏微生物生长架，配合高度不齐的第一人工水草和水生植物，实现造景，美化环境。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在农业水体排出水道上依次铺设素土层(11)、黏土层(12)和石板层(13)，形成安装基层(1)；
2)将微生物生长架(2)的底板(21)固定安装在所述安装基层(1)的所述石板层(13)上，将陶粒生化球(25)放置在所述微生物生长架(2)的中心柱(23)与边缘限位柱(24)形成的容纳空间内，在所述中心柱(23)顶部安装顶板(22)；
3)在所述顶板(22)上固定第二人工水草(5)；
4)在相邻两个所述微生物生长架(2)之间的所述石板层(13)上种植水生植物(4)；
5)在相邻两个所述微生物生长架(2)之间的所述石板层(13)上固定第一人工水草(3)，所述第一人工水草(3)和所述水生植物(4)间隔布置。
2.一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，包括：安装基层(1)、微生物生长架(2)、第一人工水草(3)和水生植物(4)，所述安装基层(1)的形状呈条形，所述安装基层(1)铺设在农业水体排出水道上，所述安装基层(1)上设置有多个平行布置的所述微生物生长架(2)，所述微生物生长架(2)包括底板(21)、顶板(22)、中心柱(23)、边缘限位柱(24)和陶粒生化球(25)，所述底板(21)固定安装在所述安装基层(1)上，所述中心柱(23)和所述边缘限位柱(24)固定安装在所述底板(21)上，所述中心柱(23)和所述边缘限位柱(24)平行布置，若干个所述边缘限位柱(24)沿所述中心柱(23)的周向布置，所述陶粒生化球(25)放置在所述中心柱(23)与相邻两个所述边缘限位柱(24)形成的容纳空间内，多个所述陶粒生化球(25)沿着所述中心柱(23)的高度方向叠放，相邻两个所述微生物生长架(2)之间设置有所述第一人工水草(3)和所述水生植物(4)，所述第一人工水草(3)固定安装在所述安装基层(1)上，所述水生植物(4)设置在所述安装基层(1)上的种植槽内。
3.根据权利要求2所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述顶板(22)可拆卸的安装在所述中心柱(23)的顶部。
4.根据权利要求2所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述顶板(22)表面设置有第二人工水草(5)，所述第二人工水草(5)固定安装在所述顶板(22)上。
5.根据权利要求2所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述第一人工水草(3)和所述水生植物(4)间隔布置，所述第一人工水草(3)的高度小于所述水生植物(4)的高度。
6.根据权利要求2所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述陶粒生化球(25)表面设置有若干个凹槽(251)，所述凹槽(251)自所述陶粒生化球(25)的表面向内凹陷。
7.根据权利要求2所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述安装基层(1)由下至上依次设置有素土层(11)、黏土层(12)和石板层(13)，所述素土层(11)铺设在所述农业水体排出水道上，所述黏土层(12)铺设在所述素土层(11)上，所述石板层(13)铺设在所述黏土层(12)上。
8.根据权利要求7所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述种植槽设置在所述石板层(13)上，所述种植槽内设置有栽培基质(6)，所述水生植物(4)底部设置在所述栽培基质(6)内。
9.根据权利要求8所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述栽培基质(6)包括砾石或粗砂。
10.根据权利要求2所述的一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统，其特征在于，所述水生植物(4)为水蕴藻。
技术总结
本发明公开了一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带安装方法，包括以下步骤：1)在农业水体排出水道上依次铺设素土层、黏土层和石板层，形成安装基层；2)将微生物生长架的底板固定安装在安装基层的石板层上，将陶粒生化球放置在微生物生长架的中心柱与边缘限位柱形成的容纳空间内，在中心柱顶部安装顶板；3)在顶板上固定第二人工水草；4)在相邻两个微生物生长架之间的石板层上种植水生植物；5)在相邻两个微生物生长架之间的石板层上固定第一人工水草，第一人工水草和水生植物间隔布置。本发明还公开了一种应用于农业水体净化的悬浮式微生物净化带系统。本发明公开的一种悬浮式微生物净化带安装方法及系统，充分净化农业水体，美化环境。
技术开发人、权利持有人：郑飞;梁霄;鲁肖楠;张默文;詹谨剑;曹一鸣;刘超;王卓成
