一种复合纤维生态浮岛及生态浮岛湿地的制作方法

1.本技术涉及河道污水处理领域，具体而言，涉及一种复合纤维生态浮岛及生态浮岛湿地。


背景技术：

2.现有生态浮岛多以塑料聚合物为浮体，仅仅通过植物的吸附作用净化水体，净化能力较弱。


技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种复合纤维生态浮岛及生态浮岛湿地，能够对周围环境干扰小，污染物被原位降解，具有低能耗，维护简单，处理效果好等优点。
4.为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种复合纤维生态浮岛，包括漂浮在水面上的浮岛载体，以及连接在所述浮岛载体上的纤维介质层，所述浮岛载体上设置有浮岛植物，所述浮岛植物的底部下挂有人工水草。
5.在可选的实施方式中，包括多个相同的子模块，多个所述子模块拼装连接为整体的浮岛结构。
6.在可选的实施方式中，所述浮岛载体上设置有植物种植孔，所述植物种植孔包括贯穿于所述浮岛载体厚度方向的通孔。
7.在可选的实施方式中，所述植物种植孔中安装有植物盆，所述植物盆内种植有挺水植物。
8.在可选的实施方式中，所述纤维介质层分别位于所述浮岛载体的上下两侧，所述挺水植物的根系能够与上侧的所述纤维介质层横向交联，且能够穿透下侧的所述纤维介质层并延伸至所述人工水草。
9.在可选的实施方式中，所述人工水草包括碳纤维生态草，所述植物盆的底部连接有挂杆，用于供所述碳纤维生态草挂接。
10.在可选的实施方式中，多个所述子模块之间通过连接绳拼接组装，所述浮岛载体上设置有供所述连接绳贯穿的横向孔道。
11.在可选的实施方式中，还包括固定组件，所述固定组件包括沉没于水底的配重块，以及连接在所述配重块与所述浮岛载体之间的绳索。
12.在可选的实施方式中，所述纤维介质层包括盘丝状复合纤维，所述复合纤维的比表面积不低于1500m2/m3，且孔隙率不低于90％。
13.第二方面，本实用新型提供一种生态浮岛湿地，包括前述实施方式中任一项所述的复合纤维生态浮岛。
14.通过将浮岛载体与纤维介质相耦合，并在浮岛植物底部设置人工水草，能够为水体中的微生物提供挂膜载体，通过具有较大比表面积的纤维介质，提供微生物足够的附着空间，使污染物得到原位降解，有效改善了水体中污染物的处理效果。
15.本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
17.图1为本技术中复合纤维生态浮岛在水面上的位置关系示意图；
18.图2为本技术中每个子模块的结构示意图；
19.图3为本技术中浮岛载体的结构示意图；
20.图4为本技术其中一种拼装后的复合纤维生态浮岛的结构示意图。
21.图标：
22.1-浮岛载体；11-植物种植孔；
23.2-纤维介质层；21-上部纤维层；22-下部纤维层；
24.3-浮岛植物；
25.4-碳纤维生态草；
26.5-挂杆；
27.6-配重块；
28.7-绳索。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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，或者是该申请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技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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技术中的具体含义。
32.本技术中的复合纤维生态浮岛，主要进行河道污水的生态处理，通过在现有生态浮岛的基础上，复合纤维介质以及碳纤维的形式，为微生物提供挂膜载体，从而实现污染物的原位降解，在实际运行中不需要任何耗能，维护简单，且通过生化降解的形式保证河道污水的处理效果。
33.参见图1-图4，本实用新型中的复合纤维生态浮岛，包括漂浮在水面上的浮岛载体
1，浮岛载体1作为浮岛主体，主要承载功能组件。
34.浮岛载体1上设置有浮岛植物3，赋予了生态浮岛生态涵养的功能，且能够避免阳光对浮岛载体1的直晒，延缓浮岛载体1基质材料的老化，提高浮岛载体1的使用寿命。同时能够通过浮岛植物3的根系为生态浮岛下部供氧，满足好氧微生物的生存环境要求。
35.在浮岛载体1上连接有纤维介质层2，浮岛植物3的底部下挂有人工水草，人工水草包括碳纤维生态草4。通过纤维介质层2以及碳纤维生态草4，构成了本技术中生态浮岛的复合纤维材料，通过复合纤维材料能够为微生物提供更多的生活空间以及挂膜载体，使复合纤维材料构成去除有机污染物的主体。
36.本技术中以浮岛载体1所包括的基质载体材料以及上述复合纤维材料为核心，以基质载体材料、纤维介质层2、碳纤维生态草4以及浮岛植物3根系上附着的微生物为去除污染物的主体。
37.复合纤维生态浮岛的组成主要包括浮岛植物3、纤维介质层2、浮岛载体1、固定组件以及下挂的碳纤维生态草4。
38.现有生态浮岛多以塑料聚合物为浮体，仅仅通过植物的吸附作用净化水体，净化能力较弱。本技术中的复合纤维生态浮岛在传统浮岛载体1的基础上，采用生态浮岛与纤维介质层2耦合的形式，并结合下挂在生态浮岛底部的碳纤维生态草4，极大改善了微生物的生存空间，为微生物提供更多的生长载体以及挂膜载体。
39.纤维介质层2与碳纤维生态草4具有较大的比表面积，为微生物附着提供足够的空间，与传统处理方法相比，对周围环境干扰少，污染物被原位降解，具有低能耗，维护简单，处理效果好等优点。
40.在其中一种实施例中，复合纤维生态浮岛包括多个相同结构的子模块，通过将生态浮岛分割为多个子模块，能够利于复合纤维生态浮岛的制造加工，每个子模块均包括上文已述的功能组件，在完成每个子模块的加工后，通过拼装的形式将子模块按照特定的平面形状连接为整体的浮岛结构。
41.本实施例中采用生态浮岛与盘丝状复合纤维耦合制作成1m*1m的复合纤维生态浮岛子模块，子模块内部留置用于固定的孔道。
42.复合纤维生态浮岛子模块之间通过连接绳拼接组装，构建稳固，多个子模块拼装为需要的复合纤维浮岛形状，连接绳优选油丝绳的形式，浮岛载体1上设置有供油丝绳贯穿的横向孔道，用油丝绳穿过孔道将子模块组装为设计所需的例如图4中的形状。
43.浮岛载体1上设置有植物种植孔11，植物种植孔11包括贯穿于浮岛载体1厚度方向的通孔。复合纤维生态浮岛拼装完成后，在浮岛载体1的植物种植孔11内放置植物盆，并在植物盆内种植挺水植物，然后在生态浮岛底部下挂碳纤维生态草4。
44.为了保证碳纤维生态草4能够有效地得到挂接，在植物盆的底部连接有挂杆5，通过设置挂杆5，能够使碳纤维生态草4得到有效附着，构成水体内微生物稳定可靠的挂膜载体。
45.在其中一个优选的实施例中，纤维介质层2包括位于浮岛载体1上侧的上部纤维层21，以及位于浮岛载体1下侧的下部纤维层22。
46.其中，挺水植物的根系能够与上部纤维层21横向交联，且能够穿透下部纤维层22并延伸至碳纤维生态草4。
47.通过该种设置方式，能够分别使上部纤维层21及下部纤维层22构成好氧微生物及厌氧微生物的生长载体，同时能够使横向交联的植物根系为附着在上部纤维层21的微生物供氧，使向下穿透的植物根系为附着在碳纤维生态草4上的微生物供氧，从而能够使浮岛植物3所产生的氧气更加充分地提供至不同部位的微生物。
48.本实用新型中的生态浮岛是漂浮在湿地水面上的，为了能够对整体生态浮岛进行固定，防止其随意漂流，在生态浮岛下部设置有固定组件，采用重物固定方式固定。
49.具体地，固定组件包括沉没于水底的配重块6，以及连接在配重块6与浮岛载体1之间的绳索7。其中，配重块6包括位于河底的重量不低于40kg的定位石，定位石至少包括分别位于生态浮岛两侧的两块，绳索7包括连接在定位石与浮岛载体1之间的304不锈钢绳索7。复合纤维生态浮岛整体可根据水位上浮，能适宜不同水位高度。
50.本实用新型在传统原位净化的基础上，耦合了人工湿地的自然复氧、植物吸收、菌种强化作用，通过覆盖的浮岛植物3有效避免了阳光直晒，延缓浮岛基质载体材料的老化，提高基质载体材料的使用寿命。
51.浮岛基质载体材料可选天然植物纤维，盘丝状复合纤维可选聚酯纤维。进一步地，浮岛基质载体材料优选天然植物纤维椰棕丝为主材，利用椰棕丝本身多孔、比表面积大的特点，能够充分发挥微生物的生物分解作用，附着在椰棕丝上的微生物可对污染物进行分解，尤其对有机污染物有较明显的去除作用。
52.聚酯纤维等形式的盘丝状复合纤维能够为微生物提供更加适宜的生长附着基，盘丝状复合纤维的比表面积应不低于1500m2/m3，且孔隙率不低于90％。
53.生态浮岛中基质载体材料及纤维介质层2的空隙率能够使植物根系穿透整体浮岛直达水体，并在基质载体材料内部横向及纵向植根，植物根系在水下穿透生长率达100％，复合纤维生态浮岛载体1表面100％面积可使植物分根、落籽生长。
54.本实用新型中的植物种植孔11为设置在复合纤维生态浮岛上的直通孔，即同时贯穿上下两侧的纤维介质层2以及浮岛载体1，可使植物根系有效延伸至纤维介质层2所构成的微生物固化层，植物根系可高效地与微生物固化层交联。
55.通过该种设置方式，一方面可有效提高植物的抗倒伏能力，另一方面可通过根系泌氧作用为微生物固化层附着的微生物提供氧气，促进微生物固化层内的生物膜生长，在微生物固化层内形成连续的好氧、缺氧、厌氧区域，为硝化、反硝化等微生物反应提供适宜的生长环境，实现污染物的高效降解。显著增强水体自净能力，促进微污染河道水体修复。
56.另外通过碳纤维生态草4的布置，增加微生物作用，有效克服了秋冬季植物枯萎的弊端，从而在四季均能保持较好的处理性能。
57.本实用新型还提供了一种包括上述复合纤维生态浮岛的生态浮岛湿地，通过生态浮岛与纤维介质耦合的形式，使生态浮岛的生物挂膜作用更强，生态净化效果更高。
58.同时与碳纤维生态草4结合使用，强化净化水体，解决冬季植物枯萎后，净化能力大幅下降的问题，有效保证生态浮岛湿地中的水质维系在相对良好的水平状态。
59.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例中的特征可以相互结合。
60.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。