專利名稱：用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及城市河湖水質(zhì)凈化和水環(huán)境生態(tài)修復技術領域，具體為一種用于城市 河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島。
背景技術：
生物浮島是一種漂浮在水體上的類似筏子的人工浮體，又名人工浮床、生態(tài)島、生 態(tài)浮島等，營造生物浮島最主要的功能是凈化水體，為魚類、鳥類和浮游動物創(chuàng)建生境以及 增加景觀效應。生物浮島是德國的BESTMAN公司于二十世紀開發(fā)出來的，隨后許多國家也 展開了研究，尤其是日本、美國等發(fā)達國家。早期用于水處理的生物浮島大都采用單一的 水生植物或者多種水生植物進行水質(zhì)凈化，1979年德國建造了最早的用于水處理的生物浮 島，二十世紀90年代中期人工浮島被日本學者廣泛認識，并應用于湖泊治理。我國污染水域主要以有機污染物和氨氮污染為主，90%以上是因水體中N、P含量 過高引起的水體富營養(yǎng)化，并且不同水體有機污染物、N和P的分配不同，導致水體污染類 型不同。河湖水污染實質(zhì)上是生態(tài)系統(tǒng)退化問題，必須以生態(tài)的理念、思路、方法來探索切 實有效的河湖污染水域治理的新途徑。生物浮島的總體思路是采用浮床陸生植物作為先 鋒植物種植于河湖水面，通過其對湖水中P、N等營養(yǎng)鹽的吸收利用，大幅度減少水體中的 過剩營養(yǎng)物，以控制浮游植物的過量繁殖，使水體透明度得到大幅度提高，水質(zhì)得到改善， 從而為水生動植物的自然恢復、人工補種補養(yǎng)，為保證其正常生育和繁衍營造一個良好的 水環(huán)境條件，使一部分水生動植物得以自然恢復，一部分得到補充，最終使水生態(tài)系統(tǒng)得到 全面修復?，F(xiàn)有技術中的生物浮島，一般采用浮床載體式浮島，由浮島框架、浮體或者載體、 植物及浮島固定件等部分組成，生物浮島的浮體多采用泡沫板，并人為地在泡沫板上鉆出 若干個小孔，將植物栽種在小孔里面。中國專利200620071112. 7公開了“一種多功能真空提水面水生植物種植浮 床”，這種浮島具有結(jié)構(gòu)簡單，可任意組合的優(yōu)點。但單個浮體面積小，僅由植物吸收凈 化效果受限，浮島水下部分長期運行后會進入缺氧狀態(tài)，影響水質(zhì)凈化效果。中國專利 200520011391. 3公開了“多功能生物浮島水質(zhì)凈化裝置”，這種浮島具有綜合利用植物的吸 收、吸附，生物浮島的過濾吸附、接觸氧化等技術，微生物調(diào)控技術及水循環(huán)技術等的集成 優(yōu)點。但由于水面植物覆蓋率的限制，導致單位水面范圍內(nèi)水質(zhì)凈化效果有限。因此，亟待提供一種針對由有機污染物、N和P的分配不同所導致的不同污染類型 水體，具有凈化效率高、比表面積大的模塊化多層組合生物浮島。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種針對由有機污染物、氮 和磷的分配不同所導致的不同污染類型水體，具有凈化效率高、比表面積大的景觀式模塊 化多層組合生物浮島。
本發(fā)明的目的通過以下技術措施實現(xiàn)本發(fā)明是一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其中包 括組合生物浮島和水力提升裝置，其中所述組合生物浮島分為上層生物浮島和下層生物浮 島兩部分，中間由支架連接組成。上、下兩層生物浮島的箱體中均填充懸浮生物填料，并種 植水生植物。下層生物浮島上裝有浮體。安裝在下層中的潛水泵將水提升到上層，利用噴 頭形成景觀跌水，上層凈化后的水通過跌水噴頭形成自然跌水進入下層，對水體進行循環(huán) 凈化。本發(fā)明將植物凈化、生物膜和跌水復氧技術相結(jié)合，對城市河湖水體進行凈化，可以 有效削減水體中的COD、氨氮和磷酸鹽，同時改善景觀。上述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其特征在 于生物浮島分為上下兩層，下層漂浮于水面，上層通過高度為30cm的支架與下層鏈接，置 于下層生物浮島頂部，上下兩層面積比為1 3。上述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其特征在 于上層生物浮島由頂部敞開式輕質(zhì)水箱構(gòu)成，下層生物浮島由耐水材料網(wǎng)箱構(gòu)成，輕質(zhì)水 箱和網(wǎng)箱中填充比重小于1的懸浮生物填料為生物膜提供載體。上述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其特征在 于水力提升裝置置于下層生物浮島網(wǎng)箱內(nèi)，其出水口置于上層生物浮島頂部，通過跌水實 現(xiàn)富氧效果，實現(xiàn)了水體的三維流動和交換。上述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其特征在 于浮島中種植美人蕉、蘆葦、千屈菜、水葫蘆等水生植物。針對由有機污染物、氮和磷的分 配不同所導致的不同污染類型水體，選擇不同植物構(gòu)建模塊化浮島，增加生物浮島凈化功 能的選擇性。上述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其特征在 于將植物凈化、生物膜和跌水復氧技術相結(jié)合，對水體進行凈化。上述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其特征在 于水生植物可以作為飼料、肥料和燃料等加以回收利用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明將生物浮島分為上下兩層，在不影響其穩(wěn)定性的前提下，充分利用空間， 減少水面覆蓋率，提高了比表面積和凈化效率。2、本發(fā)明生物浮島由填充懸浮生物填料的輕質(zhì)水箱和耐水材料網(wǎng)箱構(gòu)成，為生物 膜提供了載體，強化了微生物凈化效果。3、本發(fā)明在生物浮島中安裝了水力提升裝置，使水體進入上層生物浮島，然后再 進入下層生物浮島，實現(xiàn)了水體的三維流動和交換，實現(xiàn)了跌水復氧，達到提高水體溶解氧 的目的。4、本發(fā)明針對由有機污染物、氮和磷的分配不同所導致的不同污染類型水體，選 擇不同植物構(gòu)建模塊化浮島，增加了生物浮島凈化功能的選擇性。5、本發(fā)明實現(xiàn)了植物凈化、生物膜和跌水復氧等多項技術的集成。


附圖是本發(fā)明的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島的平面結(jié)構(gòu)示意圖附圖中的標號說明如下1-下層生物浮島，2-上層生物浮島，3-潛水泵，4-輸水管，5-懸浮生物填料，6_網(wǎng) 箱，7-浮體，8-跌水噴頭，9-噴泉噴頭，10-水箱。
具體實施例方式本發(fā)明是一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，其中包 括組合生物浮島和水力提升裝置，其中所述組合生物浮島分為上層生物浮島2和下層生物 浮島1兩部分，中間由高度為30cm的支架連接組成。上層生物浮島2由頂部敞開式輕質(zhì)水 箱10構(gòu)成，水箱10中填充比重小于1的懸浮生物填料5，下層生物浮島1由耐水材料網(wǎng)箱 6構(gòu)成，網(wǎng)箱6中填充懸浮生物填料5，下層生物浮島1上裝置浮體7使組合生物浮島總體 比重小于1，讓組合生物浮島能夠浮在水中。下層生物浮島中安裝潛水泵3用于水力提升， 通過輸水管4提升到上層生物浮島2，利用噴頭9形成景觀跌水。上層生物浮島2凈化后的 水體通過跌水噴頭8形成自然跌水效果，并進入下層生物浮島3中，對水體進行循環(huán)凈化。實施例1 利用上述實施方式凈化模擬河水。組合生物浮島尺寸為上層生物浮島為 Φ 10cm，hl5cm的圓柱水箱；下層生物浮島為棱長為30cm的正方體塑料網(wǎng)箱，有效容積為 34L。在水力停留時間為24h，溫度24 32°C。在以上條件下凈化COD濃度為85 124mg/ L,氨氮濃度為12 16mg/L，總磷濃度為2. 8 3. 2mg/L的模擬河水。種植美人蕉的多層組 合生物浮島對COD的去除效果最好，去除率可達65%左右；種植蘆葦?shù)亩鄬咏M合生物浮島 對氨氮的去除效果最好，去除率可達60%左右，種植千屈菜的多層組合生物浮島對總磷的 去除效果最好，去除率可達15%左右。實施例2 利用上述實施方式凈化河水。組合生物浮島尺寸為上層生物浮島為Φ 10cm， hl5cm的圓柱水箱；下層生物浮島為棱長為30cm的正方體塑料網(wǎng)箱，有效容積為34L。在水 力停留時間為24h，溫度為23 30°C的條件下凈化COD濃度為75 92mg/L，氨氮濃度為 2. 5 4. 5mg/L,總磷濃度為0. 34 0. 88mg/L的河水。種植美人蕉的多層組合生物浮島對 COD的去除效果最好，去除率可達54%左右；種植蘆葦?shù)亩鄬咏M合生物浮島對氨氮的去除 效果最好，去除率可達51%左右，種植千屈菜的多層組合生物浮島對總磷的去除效果最好， 去除率可達12%左右。
權(quán)利要求
1.一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，通過以下技術措施 實現(xiàn)本發(fā)明包括組合生物浮島和水力提升裝置，其中所述組合生物浮島分為上層生物浮 島和下層生物浮島兩部分，中間由支架連接組成。上、下兩層生物浮島的箱體中均填充懸浮 生物填料，并種植水生植物。下層生物浮島上裝有浮體。安裝在下層中的潛水泵將水提升 到上層，利用噴頭形成景觀跌水，上層凈化后的水通過跌水噴頭形成自然跌水進入下層，對 水體進行循環(huán)凈化。本發(fā)明將植物凈化、生物膜和跌水復氧技術相結(jié)合，對城市河湖水體進 行凈化，可以有效削減水體中的COD、氨氮和磷酸鹽，同時改善景觀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物 浮島，其特征在于生物浮島分為上下兩層，下層漂浮于水面，上層通過高度為30cm的支架 與下層鏈接，置于下層生物浮島頂部，上下兩層面積比為1 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生 物浮島，其特征在于上層生物浮島由頂部敞開式輕質(zhì)水箱構(gòu)成，下層生物浮島由耐水材料 網(wǎng)箱構(gòu)成，輕質(zhì)水箱和網(wǎng)箱中填充比重小于1的懸浮生物填料為生物膜提供載體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合 生物浮島，其特征在于水力提升裝置置于下層生物浮島網(wǎng)箱內(nèi)，其出水口置于上層生物浮 島頂部，通過跌水實現(xiàn)富氧效果，實現(xiàn)了水體的三維流動和交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組 合生物浮島，其特征在于浮島中種植美人蕉、蘆葦、千屈菜、水葫蘆等水生植物。針對由有 機污染物、氮和磷的分配不同所導致的不同污染類型水體，選擇不同植物構(gòu)建模塊化浮島， 增加生物浮島凈化功能的選擇性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層 組合生物浮島，其特征在于將植物凈化、生物膜和跌水復氧技術相結(jié)合，對水體進行凈化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6所述的一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多 層組合生物浮島，其特征在于水生植物可以作為飼料、肥料和燃料等加以回收利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于城市河湖水質(zhì)凈化的景觀式模塊化多層組合生物浮島，組合生物浮島分為上、下兩層，中間由支架連接。上、下兩層生物浮島的箱體中均填充比重小于1的懸浮生物填料，并種植水生植物。下層生物浮島上裝有浮體。安裝在下層中的潛水泵將水提升到上層，利用噴頭形成景觀跌水，上層凈化后的水通過跌水噴頭形成自然跌水進入下層，對水體進行循環(huán)凈化。本發(fā)明將植物凈化、生物膜和跌水復氧技術相結(jié)合，對城市河湖水體進行凈化，可以有效削減水體中的COD 54％、氨氮51％、磷酸鹽12％左右，該浮島構(gòu)建靈活，可用于城市河流、湖泊的水質(zhì)凈化，同時改善河流、湖泊的景觀。
文檔編號C02F3/34GK102001755SQ20101056563
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者劉文杰, 葉捷, 姜超, 宋永會, 彭劍峰, 王魯萍, 高紅杰 申請人:中國環(huán)境科學研究院