专利名称：高新双层复合型人工浮岛技术
技术领域：
本发明属于湖泊、河流、池塘等水域水的环境治理技术领域，尤其涉及一种双层复 合型人工浮岛。
背景技术：
近年来，由于工农业迅速发展，人口剧增，环境污染严重，我国许多水体的富营养 化程度加剧，造成水质严重恶化，直接影响了水体的质量和景观，并危害着牲畜和人类 的健康。因此，寻求一种既能削减水体富营养化程度，又能美化环境的方法，是建设和 谐社会的迫切需求。人工浮岛具有可移动式运行、无动力、无维护、使用寿命长等特点，是目前用 于富营养化水体水质净化的一种有效方法。它是以能漂浮在水面且不易分散的材质为载 体，于其表面上人为栽植各种适合水域生长的水生植物或陆生植物的水质净化系统。浮 岛中的水生植物利用自身的根系直接吸收N、P等营养物质，然后转化储存到植物茎叶， 通过多次的植物收割来有效的除去水体中的N、P等营养物质；同时，水生植物发达的根 系，承载着很多活跃的生物群体，通过植物与微生物包括嗜磷、不同氮细菌的协同作用 降解转化水中的N、P物质；而且浮岛植物可以将空气中的氧通过植物的茎和叶向根区输 送，使根区附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，促进硝化、反硝化反应进行，利于 水中营养物质的去除。申请号为200920086019.7的中国专利提到一种能适应高价值陆生植物在自然水 体中生长，并对氮磷等污染物去除的多功能植物浮床，该发明稳固性好，具有较好的抗 风浪能力；但是该发明的不足在于空间利用率小，种植植物较少，而且制作过程比较繁 琐。申请号为201010189597.0的中国专利介绍了一种箱式生物浮床及其使用方法，该发 明在上浮床编织网上种植水生植物，在下浮床网箱中养殖小型滤食性鱼类，在网箱底部 养殖贝类，可以较好的对水中的污染物进行吸收分解，但是一般水体中单位水箱内食物 有限，在箱体中养鱼会因为食物不足而导致鱼类死亡，造成额外污染。还有一种艾因木 浮岛，这种浮岛以再生塑料、纸屑等为原料制作，该浮岛较重，生产费用较高，而且目 前还处于实验阶段，难以推广应用。
发明内容
综上所述，为了克服了现有技术问题的不足，本发明提供了一种双层复合型人工浮 岛，它是将人工浮岛设计成两层结构，上层种植挺水植物，下层种植沉水植物，能充分 利用水体空间且不会产生二次污染，能够充分利用空间，有效利用水生植物、微生物和 基质的净化效果，而且避免了植物种类的单一性，弥补了现有技术的不足。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为
一种双层复合型人工浮岛，其中它包括上框架、下框架及支撑柱，上框架与下 框架通过支撑柱连接，上框架为上开口容器，其内装有上基质，下框架由空心管相互绑 扎而成，空心管两端管口通过塞子密封，空心管内设置有下基质，空心管上设置有种植 孔，空心管两侧设置有透水孔。
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本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的上框架与下框架之间设 置有塑料网，塑料网设置在上框架与下框架的四周。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的下框架通过铁片缠绕后再固 定在支撑板上，支撑板为木板，下框架通过支撑板与支撑柱连接。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的上框架的开口上、种植孔 上、透水孔上均覆盖有纱网。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的下框架的面积2上框架的面 积。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的上基质及下基质均由沸石、 陶粒、膨胀蛭石、玉米芯按照质量比为9: 76 1的比例配制。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的上框架上设置有平衡砝码。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的空心管为PVC管，或为竹筒。本发明的技术上方案还可以是这样实现的所述的上框架由木板相互固定而 成。本发明的有益效果为
1、本发明为双层结构，并且每层各有各的特点，其中上层和下层均填充有基 质，种有植被，此种搭配有效利用了水体空间，增加了浮岛与污染物的接触面积。2、本发明设计下层面积大于等于上层，使上层不至于遮挡住进入下层的光线而 影响下层沉水植物的生长，这种结构更有利于上下层植物的共同生长，使它们更好的发 挥去污作用。3、本发明的基质按照一定比例采用沸石，陶粒，膨胀蛭石和玉米芯组成，有利 于促进微生物和植物的生长，缩短微生物挂膜时间，增强了对水中的N、P的去除作用。4、本发明结构简单、使用方便、成本低，易于制造。5、本发明对水体污染物存在一个较快的降解过程，能够在短时间内使受损水体 得到恢复，应用本发明一个月后，浮岛附近水体中污染物指标可看出明显降低，总磷去 除可达30-45%，总氮可达45-55%，氨氮去除率达40_50%，有机物去除率达35_50%， 水体生物多样性指标可增加4-6%。
图1为本发明的一种结构示意图； 图2为本发明图1的A-A剖视示意图； 图3为本发明的图1中下框架的结构示意图； 图4为本发明的空心管的端面结构示意图； 图5为本发明的又一种结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例一
如图1、图2、图3、图4所示，一种双层复合型人工浮岛，它包括上框架2、下框架 6及支撑柱3，上框架2及下框架6均为四边形，下框架6的面积大于上框架2的面积，上框架2的四角及中心设置有平衡砝码15，上框架2与下框架6通过支撑柱3连接，上框 架2与下框架6之间设置有塑料网4，塑料网4设置在上框架2与下框架6的四周；上框 架2为上开口容器，由木板相互拼装固定而成，其内装有上基质1，上框架2的开口上覆 盖有上纱网10;下框架6由空心管9相互绑扎，再通过铁片5缠绕，最后固定在支撑板 7上，空心管9为PVC管，空心管9两端管口通过塞子12密封，空心管9内设置有下基 质11，空心管9上设置有种植孔13，空心管9两侧设置有透水孔8，种植孔13及透水孔 8上覆盖有下纱网14。上基质1及下基质11均由沸石、陶粒、膨胀蛭石、玉米芯按照质 量比为9 7 6:1的比例配制。在制作时，上框架2用木板制成，用铁钉将木板钉起来做成上开口的 1.5mX 1.5m的正方形框架，其木板厚度约为2cm，框架高约15cm。下框架6用内径为 IOcm的长度为2m的PVC管相互绑扎制成，PVC管两端用木塞封闭。PVC管沿其长度 方向每隔6cm打一个直径5cm的种植孔13，种植孔13打在PVC管的正上方，PVC管的 两侧打上透水孔8，透水孔8直径为1cm，种植孔13及透水孔8上设置有下纱网14，在 PVC管内填充下基质11。PVC管并排绑扎成正方形，并用三条铁板缠绕，然后固定在三 块支撑板7上，支撑板7为木板。上框架2及下框架6制作完成之后，用四根支撑柱3将上框架2与下框架6连 接，上框架2与下框架6之间间隔70cm，然后在上框架2与下框架6四周围上塑料网4， 塑料网4将上框架2与下框架6之间的空间封住。再上框架2内填充上基质1，将纱网覆 盖在上框架2的开口上。上基质1及下基质11均由沸石、陶粒、膨胀蛭石、玉米芯按照 质量比为9 7 6 1的比例配制。使用时，在上基质1内种植挺水植物，如空心菜，水葱，莎草，香蒲，菖蒲， 芦苇，水芹菜，野慈姑，美人蕉，紫娇花等。在下框架6的种植孔13内种植沉水植物， 如菹草，黑藻，金鱼藻，伊乐藻，竹叶眼子菜，苦草等。种植完毕后，将本发明放进要净化的污水中，并固定，固定时，既要保证本发 明不被风浪带走，还要保证在水位剧烈变动的情况下，能够缓冲本发明之间的相互碰 撞。水下固定方式要视具体情况而定，一般采用重量式或锚固式。水稍浅的地方可以采 用锚固式。为了缓解因水位变动引起的本发明间的相互碰撞，一般在本发明和水下固定 端之间设置一个小型的浮子。固定完毕后，在上框架2的四个角及中心放上平衡砝码15，当需要本发明上浮 一些时，减少平衡砝码15的数量；当需要本发明下沉一些时，增加平衡砝码15的数量即可。本发明的上基质1及下基质11均由沸石、陶粒、膨胀蛭石、玉米芯按照质量比 为9: 7: 6:1的比例配制。其中，沸石对氨氮吸附较好；膨胀蛭石对磷吸附较好；陶粒 质轻多孔利于微生物生长；玉米芯可调节基质有机质含量利于植物和微生物生长，这样 可以更好的令植物和微生物生长，加快微生物在基质上的挂膜速度。实施例二
如图5所示，重复实施例一，有以下不同点上框架2制作成直径1.5m，高0.15m 的圆柱状箱框，下框架6由PVC管制作成直径为2m圆形框架。上框架2与下框架6之 间用塑料网4密封，制作完毕后本发明成圆台状。
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实施例三
重复实施例一，有以下不同点将四个如实施例一所述的本发明，在四个上框架2 之间用木板及绳子相互固定成四边形，四个下框架6用木板相互固定层四边形，这样就 组合成为一个上框架2为3mX3m，下层4mX4m的组合人工浮岛，这样在使用时就比较 稳定，人工浮岛不会在水面来回飘动。要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术 领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技 术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
权利要求
1.一种双层复合型人工浮岛，其特征在于它包括上框架(2)、下框架(6)及支 撑柱(3)，上框架(2)与下框架(6)通过支撑柱(3)连接，上框架(2)为上开口 容器，其内装有上基质(1)，下框架(6)由空心管(9)相互绑扎而成，空心管(9) 两端管口通过塞子(12)密封，空心管(9)内设置有下基质(11)，空心管(9)上设 置有种植孔(13)，空心管(9)两侧设置有透水孔(8)。
2.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的上框架(2)与 下框架(6)之间设置有塑料网(4)，塑料网(4)设置在上框架(2)与下框架(6) 的四周。
3.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的下框架(6)通 过铁片(5)缠绕后再固定在支撑板(7)上，支撑板(7)为木板，下框架(6)通过 支撑板(7)与支撑柱(3)连接。
4.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的上框架(2)的 开口上、种植孔(13)上、透水孔(8)上均覆盖有纱网。
5.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的下框架(6)的 面积2上框架(2)的面积。
6.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的上基质(1) 及下基质(11)均由沸石、陶粒、膨胀蛭石、玉米芯按照质量比为9: 7 6:1的比例配 制。
7.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的上框架(2)上 设置有平衡砝码(15)。
8.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的空心管(9)为 PVC管，或为竹筒。
9.根据权利要求1所述的双层复合型人工浮岛，其特征在于所述的上框架(2)由 木板相互固定而成。
全文摘要
本发明涉及一种双层复合型人工浮岛，它包括上框架、下框架及支撑柱，上框架与下框架通过支撑柱连接，下框架的面积大于上框架的面积，上框架为上开口容器，其内装有上基质，下框架由空心管相互绑扎而成，空心管两端管口通过塞子密封，空心管内设置有下基质，空心管上设置有种植孔，空心管两侧设置有透水孔。本发明是将人工浮岛设计成两层结构，上层种植挺水植物，下层种植沉水植物，能充分利用水体空间且不会产生二次污染，能够充分利用空间，有效利用水生植物、微生物和基质的净化效果，而且避免了植物种类的单一性，弥补了现有技术的不足。下框架面积大于等于上框架，使上框架不至于遮挡住进入下框架的光线而影响下层沉水植物的生长。
文档编号C02F3/34GK102010068SQ20111000688
公开日2011年4月13日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者付长营, 张东阳, 张瑞芹, 杨小超, 王志斌, 胡现彪, 高镜清 申请人:郑州大学
