水体水下森林生态修复系统及修复方法技术方案

本申请涉及一种水体水下森林生态修复系统及修复方法，涉及水处理技术领域，水体水下森林生态修复系统包括基底，原水体底泥经无害化处理后掺入砂石、砾石或陶粒中的至少一种形成；多个植物平台，所述植物平台包括可拆卸固定的基座和种植台，所述基座与所述种植台上均设有用于水生植物生长的种植孔，所述基座位于所述基底上；切割机构，用于切断位于所述种植台与所述基座之间的所述水生植物的根系；曝气机构，用于向水体中增加含氧量；补光机构，能够发出朝向所述基座照射的光；修复方法包括改良基底、安装种植平台和调校。该申请具有提高水体修复生态稳定性的优点。体修复生态稳定性的优点。体修复生态稳定性的优点。

【技术实现步骤摘要】
水体水下森林生态修复系统及修复方法


[0001]本申请涉及水处理
，尤其是涉及一种水体水下森林生态修复系统及修复方法。

技术介绍

[0002]由于人类活动的影响，河流等水体受到不同程度的污染。当污染物在水体中积累到一定程度就会对水体
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水生植物
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水生动物系统产生危害，并可能直接或间接的影响人类自身健康。受污染的水体加上河流缺乏自净能力，常会出现河水黑臭，河底淤泥堆积，河面蓝藻漂浮，水质富营养化等问题。
[0003]相关技术见申请号为201621400150.2的专利，其公开了一种阻隔和减少河流底泥污染物的装置，包括自下而上依次叠加的土工布垫层、填充层、土工格栅层、沉水植物层位于上覆水面以下。
[0004]针对上述相关技术，植物生长能够吸附水环境中的有机污染物和无机盐，但是，当水体受到污染后色度加深或者阴雨天导致透光性下降，使得水生植物光合作用下降，植物易缺乏营养从而死亡形成腐殖质，进一步加剧水体营养化。

技术实现思路

[0005]为了改善目前污水处理后水体生态稳定性差的问题，本申请提供一种水体水下森林生态修复系统及修复方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种水体水下森林生态修复系统采用如下的技术方案：一种水体水下森林生态修复系统，包括：基底，原水体底泥经无害化处理后掺入砂石、砾石或陶粒中的至少一种形成；多个植物平台，所述植物平台包括可拆卸固定的基座和种植台，所述基座与所述种植台上均设有用于水生植物生长的种植孔，所述基座位于所述基底上；切割机构，连接于所述种植台靠近所述基座的一侧，所述切割机构用于切断位于所述种植台与所述基座之间的所述水生植物的根系；曝气机构，连接于所述种植台内，用于向水体中增加含氧量；补光机构，连接于所述种植台靠近所述基座的一侧，能够发出朝向所述基座照射的光。
[0007]通过采用上述技术方案，基底中经无害化处理的底泥含有较少的污染物，可以经过后期逐渐降解或被水生植物吸收。底泥中增加砂砾或陶粒，增加透水性和透气性，有利于水生植物根部进行物质交换，及矿物盐、重金属、碳源等物质的转移速率。
[0008]使用时，部分种植台连同基座固定于水面下方的基底，部分种植台与基座分离浮于水面。水生植物种植在种植台的种植孔位置。当出现阴雨天气导致水下植物光合作用可能较弱或无法进行时，可以打开水面上方的种植台上的补光机构，通过补光机构对水面下方的水生植物进行光照，使得光合作用能够维持进行，减少水面下的植物因光合作用弱而
发生枯死的可能，保持水体净化的效果。
[0009]在水面下方的水生植物的根部位于基座中，基座位于基底上，水生植物生长过程中，根系向基底生长。水生植物的叶片进行光合作用时，增加水体的含氧量。此外，植物的叶片具有一定的遮光功能，起到对水体藻类的抑制生长作用。利用植物根系对矿物盐、重金属、碳源等物质进行吸收，附着在根系上的微生物分解有机质、促SS絮凝、转化并吸收水中的N、P元素。此外，根系的运输氧气和泌氧作用使得根系内部形成好氧区，根系周边形成厌氧区，周边土壤形成缺氧区。
[0010]动植物遗体等有机氮被微生物分解后形成氨。曝气机构对水体曝气增加水体含氧量，氨在有氧条件下，氨或铵盐在硝化细菌作用下氧化成硝酸盐。植物吸收铵盐和硝酸盐，进而同化成植物体内的蛋白质等有机氮。在缺氧和厌氧条件下，硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，进一步还原成氮气，减少水体富营养化。
[0011]由于季节温度变化，当水生植物出现枯萎趋势时，则利用切割机构将水生植物切断，根部与基座保留在基底中，保持根系部位生物菌种的环境保持基本不变；种植台连同上部的茎叶取出水体，以防止茎叶枯萎污染水体。然后重新在种植台上更换种植适应季节的水生植物，将种植台再次安装在基座上。这样可以保持水下种植台持续性的发挥作用，起到净化水体的效果。随着种植台水生植物的生长，新的根系延伸到基座上，原有的植物根系作为少量腐殖质在水体分解为碳源、NP盐，碳源经根系吸收，加工光合作用，转化为自身物质，并释放出氧气。根系处的生物环境可以正常过渡，生态稳定。
[0012]在水面上方的水生植物正常生长。植物根系能够伸入水中对水体内的N、P元素进行吸收，进一步降低水体富营养化的可能。当水下的种植台取出时，将原水面上的种植台沉入水下，保持整个系统持续性相对稳定的运行。
[0013]可选的，所述补光机构包括光源和用于启闭所述光源的开关，所述光源的光波长在400
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520nm和610
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720nm之间。
[0014]通过采用上述技术方案，在对水下植物进行补光时，610
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720的光能够促进水下植物叶绿素的合成，500
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520nm的光能够促进植物的茎叶生长，提高水下植物的生长活性和光合作用能力。减少因水下植物枯死而更换种植台的次数。
[0015]可选的，所述切割机构包括：安装座，连接于所述种植台靠近所述基座的一侧并位于所述种植孔周围；刀片，连接于所述安装座并能经过所述种植孔相对所述座体滑移；驱动部，连接于所述刀片并用于带动所述刀片移动切割所述水生植物。
[0016]通过采用上述技术方案，驱动部带动刀片移动经过种植孔时切割水生植物，有利于水生植物根系与茎叶部分快速分离。
[0017]可选的，所述驱动部包括拉绳和拉环，所述拉绳的一端与所述刀片连接，所述拉绳的另一端与所述拉环连接，所述拉环悬浮于水体；所述切割机构还包括限位组件，用于限制所述刀片相对所述座体移动。
[0018]通过采用上述技术方案，放置种植台时，限位组件限制刀片移动，此时可以通过拉环和拉绳下放。需要剪断植物时，由于拉环悬浮，打开限位组件后，方便拉动拉环使得刀片移动切断水生植物根部。
[0019]可选的，所述曝气机构包括气仓和接气管，所述气仓位于所述种植台内，所述气仓
上设有多个连通所述种植台表面的微孔；所述接气管连通所述气仓内腔和所述种植台表面，所述接气管连接有气源。
[0020]通过采用上述技术方案，气仓减小种植台的重量，有利于浮于水面种植台的浮停。气源通过接气管将气送入气仓，气体经过多个微孔逸出后在水中形成微小气泡，增加水中的含氧量，有利于水质的净化。此外，从水下的种植台逸出的微小气泡在向上移动的过程中，还能带动水中的杂物上浮到水面，加速水质的净化，能够使得水体变清澈的时间更短，有利于增加光线的传播深度。
[0021]可选的，多个所述种植台上的曝气机构之间通过柔性的导气管连接；优选的，多个所述种植台呈平行四边形阵列分布或正六边形阵列分布。
[0022]通过采用上述技术方案，导气管一方面能够进行气体传输，减少气源的供气点。另一方面，导气管将浮于水面的种植台与水下的种植台连接，在一定程度上能够限制水面上的种植台的位置，有利于水面上的种植台的补光机构顺利的对水面下的植物进行补光。
[0023]可选的，所述导气管的侧壁设有光纤；所述补光机构还包括第一导光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水体水下森林生态修复系统，其特征在于，包括：基底(2)，原水体底泥经无害化处理后掺入砂石、砾石或陶粒中的至少一种形成；多个植物平台，所述植物平台包括可拆卸固定的基座(3)和种植台(4)，所述基座(3)与所述种植台(4)上均设有用于水生植物生长的种植孔(41)，所述基座(3)位于所述基底(2)上；切割机构(6)，连接于所述种植台(4)靠近所述基座(3)的一侧，所述切割机构(6)用于切断位于所述种植台(4)与所述基座(3)之间的所述水生植物的根系；曝气机构(5)，连接于所述种植台(4)内，用于向水体中增加含氧量；补光机构(7)，连接于所述种植台(4)靠近所述基座(3)的一侧，能够发出朝向所述基座(3)照射的光。2.根据权利要求1所述的水体水下森林生态修复系统，其特征在于：所述补光机构(7)包括光源(71)和用于启闭所述光源(71)的开关，所述光源(71)的光波长在400
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520nm和610
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720nm之间。3.根据权利要求1所述的水体水下森林生态修复系统，其特征在于：所述切割机构(6)包括：安装座(61)，连接于所述种植台(4)靠近所述基座(3)的一侧并位于所述种植孔(41)周围；刀片(63)，连接于所述安装座(61)并能经过所述种植孔(41)相对所述座体滑移；驱动部(64)，连接于所述刀片(63)并用于带动所述刀片(63)移动切割所述水生植物。4.根据权利要求2所述的水体水下森林生态修复系统，其特征在于：所述驱动部(64)包括拉绳和拉环，所述拉绳的一端与所述刀片(63)连接，所述拉绳的另一端与所述拉环连接，所述拉环悬浮于水体；所述切割机构(6)还包括限位组件，用于限制所述刀片(63)相对所述座体移动。5.根据权利要求2所述的水体水下森林生态修复系统，其特征在于：所述曝气机构(5)包括气仓(51)和接气管(52)，所述气仓(51)位于所述种植台(4)内，所述气仓(51)上设有多个连通所述种植台(4)表面的微孔(511)；所述接气管(52)连通所述气仓(...

【专利技术属性】
技术研发人员：严博，
申请(专利权)人：四川达沃斯生态环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：