一种复合小型生态系统

摘要

本实用新型提出一种复合小型生态系统，属于点源污染治理技术领域。所述复合小型生态系统包括网格结构(1)，在所述网格结构(1)内部构成的空间内，自上而下设置覆盖层(2)、第一填料层(3)、第二填料层(4)；所述第一填料层(2)和所述第二填料层(3)分别填充不同的填料；在所述第二填料层(3)下方设置生态基质层(5)。复合小型生态系统由植物和多种填料构成，利用植物根系对有机物的截留吸收作用和填料的过滤吸附作用，同时给底栖动物形成良好的栖息环境，微生物附着在生物膜上，形成一个完整的小型生态系统，能更有针对性的降解污水中的有机物质，且节约土地空间。

说明书

技术领域

本实用新型属于点源污染治理技术领域，尤其涉及一种复合小型生态系统。

背景技术

环境污染可分为″点源污染″与″面源污染″。点源污染主要包括工业废水和城市生活污水污染，通常有固定的排污口集中排放，非点源污染正是相对点源污染而言，是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点，在降水(或融雪)冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等)并引起水体的富营养化或其它形式的污染(Novotny和Olem，1993)。

点污染源是指具有确定空间位置的、集中在一点或可当作一点的小范围内排放污染物的发生源。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种复合小型生态系统，可以应用于直立挡墙点污染源的环境治理。

复合小型生态系统由植物和多种填料构成，利用植物根系对有机物的截留吸收作用和填料的过滤吸附作用，同时给底栖动物形成良好的栖息环境，微生物附着在生物膜上，形成一个完整的小型生态系统。

本实用新型的技术方案具体实现如下：

一种复合小型生态系统，所述复合小型生态系统包括网格结构。

所述网格结构可以是高密度的类生物膜结构网格。

更具体的，在所述网格结构内部构成的空间内，自上而下设置覆盖层、第一填料层、第二填料层；

所述第一填料层和所述第二填料层分别填充不同的填料；

在所述第二填料层下方设置生态基质层。

作为各层次的具体填料实现，

所述覆盖层填充植物土壤填料，在所述植物土壤填料上种植挺水植物。

在所述第一填料层填充卵石颗粒填料。

在所述第二填料层填充可吸附填料。

所述生态基质层为悬挂于所述第二填料层下方的绳状填料。

所述覆盖层、第一填料层、第二填料层的横截面积自上而上依次降低。

所述复合小型生态系统还包括拉绳；

通过所述拉绳将所述复合小型生态系统固定于垂直驳岸上。

所述拉绳为弹簧拉绳；

通过所述弹簧拉绳将所述复合小型生态系统固定于垂直驳岸的弹簧滑竿上。

所述复合小型生态系统的所述覆盖层、第一填料层、第二填料层均位于水面以上；

所述生态基质层位于水面以下。

通过所述弹簧拉绳和弹簧滑竿，随水位的高低自动调节所述系统的高度。

本实用性的创新之处至少包括：

1、复合小型生态系统由陆地搬至河道溢流口的直立挡墙上，更有针对性的降解污水中的有机物质，且节约土地空间。

2、系统集植物的截留吸收作用、填料的过滤吸附作用、底栖动物的滤食作用以及微生物的分解作用于一体，对污水的降解作用更明显。

3、以滑竿的安装方式可使系统的作用位置更灵活，不需担心由于水位高差的变化而使植物水淹或缺水，雨季时也不需担心对系统造成巨大冲击力而被损坏。

本实用新型的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型一个实施例的一种复合小型生态系统的立体结构示意图；

图2是图1所述一种复合小型生态系统的内部结构示例图；

图3是图1所述一种复合小型生态系统的应用场景示例图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做出进一步的描述。

参照图1，是本实用新型一个实施例的一种复合小型生态系统的立体结构示意图。

在图1中，所述复合小型生态系统包括网格结构。

作为具体的网格结构的例子，所述网格结构可以是高密度的类生物膜结构。

生物膜是与外部世界接壤并具有特定结构的细胞和细胞器的膜，与生物膜的原理类型，高密度的类生物膜网格结构可以容纳多种生物质填料，包括土壤颗粒、鹅卵石颗粒以及吸附材料等，具有良好的透气、透水和生物质交互功能，在环保领域应用广泛。

关于用于环保领域例如污水处理的(类)生物膜(网格)结构可参见如下文献：

[1]王利.某动车段污水处理调试方案设计[J].铁路节能环保与安全卫生，2021，11(02)：20-22+50.

[2]张奕.孔隙结构中生物膜的形成及群落组装[D].华中农业大学，2020.

[3]宋旭，林陶，夏品华，严定波，杨羽，马莉，汤向宸.沉水植物附植生物膜藻类组成及重金属累积特征[J].湖泊科学，2019，31(05)：1268-1278.

[4]陈志刚.黑臭河水污染治理中的固定生物膜技术分析[J].科技创新与应用，2015(33)：162.

以上现有技术可作为本实用新型技术方案的一部分引入。

在所述网格结构1内部构成的空间内，自上而下设置覆盖层2、第一填料层3、第二填料层4；

所述第一填料层2和所述第二填料层3分别填充不同的填料；

在所述第二填料层3下方设置生态基质层5。

在图1基础上，参见图2。图2是图1所述一种复合小型生态系统的内部结构示例图，示出了不同层级使用的不同填料类型。

在图2中，所述覆盖层2填充植物土壤填料21，在所述植物土壤填料 21上种植挺水植物210。

挺水植物(emerged plant)：即植物的根、根茎生长在水的底泥之中，茎、叶挺出水面；其常分布于0-1.5米的浅水处，其中有的种类生长于潮湿的岸边。这类植物在空气中的部分，具有陆生植物的特征；生长在水中的部分(根或地下茎)，具有水生植物的特征。

常见有：芦、蒲草、荸荠、莲、水芹、茭白荀、荷花、香蒲等。挺水植物是指生长在浅水区的植物。它的根或地下茎生长在泥土中，通常有发达的通气组织，茎和叶绝大部分挺立水面。此类植物有香蒲、慈姑、芦苇等。

根据种植的挺水植物210的类型不同，可以填充适合于该植物的土壤填料。

在所述第一填料层3填充卵石颗粒填料31。

卵石颗粒填料31的一个具体例子为鹅卵石。

作为具体的应用场景，由于鹅卵石的密度(单位重量)较大，因此，所述第一填料层3填充的卵石颗粒填料31的重量，低于所述第二填料层4以及覆盖层2的填料重量，以确保所述复合小型生态系统能够在弹簧拉绳的作用下浮于水面。

更具体的，在所述第二填料层4填充可吸附填料41。

可吸附填料41可为多孔物质的多介孔材料，让水/汽/其他生物质能更好地被多介孔材料吸附，由此达到了较好的吸附效率。

在具体的制造中，可吸附填料41易生产制作，加上模具处理使产品表面粗糙，且多微孔，固其比表面积大，能改善填料表面润湿性能，更有利于微生物挂膜，可大大提高水处理系统中微生物挂膜速度和牢度。

可吸附填料41的一个具体例子可参见CN106423066A。

进一步的，所述生态基质层5为悬挂于所述第二填料层4下方的绳状填料51。

绳状填料51是将填料填入绳状腔体中构成。这里的填料可以是吸水填料，其中可包含污水处理吸附剂。

一个具体的绳状填料51的填料成分包括下列重量份数的物质：

PA25-30份，醋酸丁酯19-26份，正丁醇5-14份，丙烯酸异丁酯23-30份，丙烯酸树脂25-36份，UV树脂5-12份，氧化锌2-5份，磷酸三丁脂1.8-2.3 份，羟乙基纤维素10-12份，无机增稠剂5-20份，增韧剂5-10份，云母粉6-8 份，乙醇3-9份，氧化铁3-6份，亚磷酸酯类抗氧剂4-11份。

参见图1-图2可知，所述覆盖层2、第一填料层3、第二填料层4的横截面积自上而上依次降低。

最后参见图3。图3是图1所述一种复合小型生态系统的应用场景示例图。

在图3中，所述复合小型生态系统还包括拉绳6；通过所述拉绳6将所述复合小型生态系统固定于垂直驳岸7上。

更具体的，所述拉绳6为弹簧拉绳；

通过所述弹簧拉绳将所述复合小型生态系统固定于垂直驳岸7的弹簧滑竿8上。

在具体应用时，所述复合小型生态系统的所述覆盖层2、第一填料层3、第二填料层4均位于水面9以上；所述生态基质层5位于水面9以下。

通过所述弹簧拉绳和弹簧滑竿，随水位的高低自动调节所述系统的高度。

所述弹簧滑竿可以是一个拉杆，用于固定所述弹簧拉绳的一端，弹簧拉绳另一端连接所述复合小型生态系统。

具体的，在实际应用中，当水位上升时，浮力增大，所述弹簧拉绳缩短，拉起所述复合小型生态系统上升；当水位下降时，浮力减少，所述弹簧拉绳伸长，放下所述所述复合小型生态系统，使得其下降到浮力平衡位置。

需要注意的是，图3仅示出了一侧的弹簧拉绳和弹簧滑竿，实际上，垂直驳岸具备两侧，另一侧的弹簧拉绳和弹簧滑竿未示出。

显然，上述实施例中弹簧拉绳和弹簧滑竿的安装方式可使系统的作用位置更灵活，不需担心由于水位高差的变化而使植物水淹或缺水，雨季时也不需担心对系统造成巨大冲击力而被损坏。

综上所述，本实用新型提出的复合小型生态系统由植物和多种填料构成，利用植物根系对有机物的截留吸收作用和填料的过滤吸附作用，同时给底栖动物形成良好的栖息环境，微生物附着在生物膜上，形成一个完整的小型生态系统。

系统组成：网格里分层放不同的填料，填料上种植挺水植物，网格下方 5-10公分悬挂生态基质(绳状填料)。

安装方式：以弹簧滑竿的方案固定在直立挡墙上，可随水位的高低自动调节系统的高度。

相对于现有技术，本实用新型提出的复合小型生态系统由陆地搬至河道溢流口的直立挡墙上，更有针对性的降解污水中的有机物质，且节约土地空间；同时，系统集植物的截留吸收作用、填料的过滤吸附作用、底栖动物的滤食作用以及微生物的分解作用于一体，对污水的降解作用更明显；而以滑竿的安装方式可使系统的作用位置更灵活，不需担心由于水位高差的变化而使植物水淹或缺水，雨季时也不需担心对系统造成巨大冲击力而被损坏。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但是对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。