技术领域
[0001] 本
发明涉及
水环境、水生态和
水体富营养化治理领域，特别是涉及一种由悬浮型生物载体构建的生态浮床。
背景技术
[0002] 生态浮床(也称，生态浮岛、生物浮床等)诞生于上世纪80年代，最初由德国BESTMAN公司提出利用人工浮岛保护水边生态环境的设想；在日本的琵琶湖，作为给鱼类用的产卵床的人工浮床在上世纪70年代末就开始被使用。生态浮床具有水质
净化，创造生物栖息环境和
生物多样性，抑制藻类暴发和水体富营养化，以及改善景观和保护堤岸等综合性功能。因而，随着人们对环境问题的越来越关心，周围的自然环境特别是水边的自然景观状况也越来越受到重视，在此背景下，人们不仅将水的净化，还将创造多样性的
生态系统寄希望于人工浮床技术。
[0003] 生态浮床一般由四个部分组成，即浮床
框架、浮床体、水下固定装置以及水生植被。浮床的材料及构造对
植物生长、水体净化及平时运行管理具有重要影响，因而生态浮床材料及构建技术受到众多学者关注。自生态浮床技术应用以来，浮床材料与构建技术大致经历了以下几个阶段：第一代是以竹子构建的，它的特点是造价低，但效果差，寿命短；第二代是以聚苯乙烯
泡沫板构建的，其特点是制造工艺简单，且造价低，但泡沫本身属于白色污染，目前已基本没有应用；第三代主要以聚乙烯材料衍生制品或构件制成的床体，如有种植圈的浮体构件和种植篮等，但植物根系没有与定植的基质结合在一起；第四代是以生态通气材料制成的浮体，其特点是植物根系和浮床材料可溶为一体，且浮床材料本身为中空管状结构，能够形成很好的水体微动
力循环，产品主要是美国等发达国家生产，由于材料
专利壁垒及售价很高，目前国内基本无应用。
发明内容
[0004] 为了解决国内生态浮床技术含量低，国外发达国家专利壁垒高、产成品售价高的问题，本发明公开了一种由悬浮型生物载体构建的生态浮床(简称：悬浮型生物载体生态浮床，下同)。其特点是：①浮床体由悬浮型生物载体制作，具有孔隙率高、
比表面积大和
生物相容性好的功能或特性；②浮床体上的水生植物根系与浮床体材料可以融为一体，能够形成良好的水体微动力循环和输气、供
氧功能；③载体床的制作成本相对低廉，且不需要浮床框架提供
支撑或
浮力，具有良好的柔性、弹性和抗
风浪冲击能力等。
[0005] 本发明提供了一种悬浮型生物载体生态浮床，包括生物载体床、水下固定锚、缆绳和水生植物；所述生物载体床包括底网、盖网、生物载体笼和悬浮型生物载体；所述生物载体笼安装在所述底网与所述盖网之间，并以多个一组的方式，与所述底网和所述盖网组成所述生物载体床的主体结构；所述悬浮型生物载体安装在所述生物载体笼的内部；所述水下固定锚通过所述缆绳与所述生物载体床相连；所述水生植物种植在所述生物载体床上。
[0006] 进一步地，所述生物载体笼为网孔直径为10-20mm的塑胶网材质的网片，或其它材质的网片制成的筒状网笼，所述生物载体笼的直径为200-600mm。
[0007] 进一步地，所述底网和所述盖网为网孔直径10-20mm的塑胶网，或其它材质的网片制成的大小和几何形状一致的网片；所述生物载体笼以多个一组的方式安装在底网与盖网之间，且不超过或不超出底网与盖网的边缘。
[0008] 进一步地，所述悬浮型生物载体，为孔
密度为5-10PPI的聚
氨酯基的网状海绵型生物载体
块，以及填装有所述网状海绵型生物载体块的多孔悬浮球生物载体或空心
纤维球生物载体；所述网状海绵型生物载体块的尺寸为30-60mm；所述多孔悬浮球生物载体或空心纤维球生物载体的直径为40-100mm。
[0009] 进一步地，所述水生植物，包括挺水植物、湿生植物，以及由挺水、湿生植物构建的植物群落或植被；所述水生植物的种植方法是：(1)将所述水生植物的
种子，在适当季节安置或播撒在所述的生物载体床上；(2)在所述生物载体床的所述盖网上开孔，然后将所述水生植物活体的根或茎进行包扎或保护，其后把有保护的所述水生植物的株体安插在所述生物载体笼之间预留的缝隙或槽内。
[0010] 进一步地，在使用所述生物载体床治理水环境的初期，为使水体产生更快的治理效果，在所述生物载体笼上添加包括复合
微生物、益生微生物或溶藻菌微生物菌种的微生物制剂，或者，依据水质和生物检测结果，确定或添加工程需要的微生物菌种或菌群制剂；以及在所述生物载体床的周边，增加推流式的增氧曝气设备，以更好地发挥所述生物载体床的优势或效果。
[0011] 进一步地，在使用所述生物载体床治理水体富营养化的过程中，在水体蓝藻暴发阶段，或藻细胞密度、生物量指标不达标的情况下，在所述生物载体笼上添加食藻虫及溶藻菌制剂，以便更好地发挥所述生物载体床的优势或效果。
[0012] 进一步地，在经过一段时间运行，所述生物载体床的密度增加后，或初始安装中使用的所述生物载体块的浮力较低时，在所述生物载体床的所述盖网上，增加浮力框或浮力块等块体密度小于1的材料或结构体。
[0013] 本发明的有益效果是：
[0014] (1)采用塑胶网与悬浮型生物载体块(球)制作的生物载体床，具有生物相容性好、孔隙率高和孔隙直径大的特征与特性，所述生物载体块既有微生物和浮游动物增殖需要的空间，也有水生植物扎根需要的孔隙，微生物、浮游动物和水生植物根系可以共享生物载体床的通透性和通气性；与国外纤维型生物载体床相比，具有更好的生物相容性和抗堵塞性能。
[0015] (2)采用塑胶网与悬浮型生物载体块(球)制作的生物载体床，具有足够的柔性和弹力，能抗击风浪和保护堤岸，以及具有良好的耐
腐蚀性能；具有自然浮力且可以调节浮力大小(通过材料配比或增加浮力框、浮力块等)；节省浮床框架投资，且具有寿命长、成本低和易拆装、模块化的优势。
[0016] (3)本发明所述聚氨酯基网状海绵型生物载体块，优选或定制的网孔密度为5-10PPI。其中，网孔密度10PPI，换算成的平均网孔孔隙直径为2.54mm，比较适合于以轮虫为代表的浮游动物生长、庇护和培育；网孔密度5PPI，换算成的平均网孔孔隙直径为5.08mm，比较适合于以枝
角类中大型溞(食藻虫)为代表的浮游动物生长、庇护和培育；而大型溞(食藻虫)和轮虫类浮游动物，是抑制水体蓝藻暴发的优势物种，是蓝藻类及其它水华生物的“天敌”。
[0017] (4)本发明所述悬浮型生物载体块(球)，均为市售的
水处理及水生态修复专业常用的工程材料，具有取材容易和不受垄断专利技术控制的便利；在生态环境效益好的同时，具有良好的经济和技术指标。
[0018] (5)本发明具有良好生态及环境效益的机理或原理是：
[0019] A.采用大孔径的块状生物载体制作的浮床体，具有生物负载量高和水质净化能力强的特性。除了载体块内部具有大孔径的生物生存和增殖的空间外，载体块之间形成的大空隙，也是浮游动物和其它生物适宜生存及增殖的空间。在有植物根系泌氧和浮床体游荡、吸收、聚集营养物的情况下，微生物、浮游动物以及仔稚鱼等的培育、孵化或增殖，都将会有比较适宜的空间或环境，以及庇护功能等。
[0020] B.在生物载体床内部及植物根系周边，增殖产生的高密度微生物、浮游动物和仔稚鱼等
水生动物，在
风力推动下，浮岛震动、游荡，以及动物觅食、追赶等行动，都会不断地促使生物功能“扩散”，从而起到更大范围的水体净化、多样性增强和水生态系统健康，以及抑制藻类暴发和水体富营养化。
[0021] C.浮游动物，特别是本发明所着重培育的轮虫和大型溞(食藻虫)类浮游动物，是蓝藻及其它的水华生物的“天敌”，也是鱼类的饵料；而微生物菌群是有机物的分解者，也是藻类生长的“
抑制剂”(如，溶藻菌等)；水体中微生物和浮游动物增殖是水生态系统健康的标志，也是水体自净能力提升和水体富营养化控制的
基础。这些就是本发明具有更好的水体净化、富营养化控制和水生态系统健康等功能的机理或原理。
[0022] D.在使用所述生物载床治理水环境的初期，为使水体产生更快的治理效果，可在生物载体笼上添加包括复合微生物、益生微生物或溶藻菌微生物菌种的微生物制剂，也可以依据水质和生物检测结果，确定或添加工程需要的微生物菌种或菌群制剂；以及在所述的生物载体床的周边，增加推流式的增氧或曝气设备，以便进一步发挥本发明所述生物载体床的优势或效果。
[0023] E.在使用所述生物载体床治理水体富营养化的过程中，在水体蓝藻暴发阶段，或藻细胞密度、生物量指标不达标的情况下，可在本发明所述生物载体笼上添加食藻虫及溶藻菌制剂，以便更进一步的发挥本发明所述生物载体床的特点或优势。
附图说明
[0024] 图1是本发明一
实施例提供的悬浮型生物载体生态浮床示意图；
[0025] 图2是本发明一实施例提供的悬浮型生物载体生态浮床示意图。
[0026] 附图标记说明
[0027] 10：悬浮型生物载体生态浮床；
[0028] 110：底网；120：盖网；130：生物载体笼；131：多孔悬浮球生物载体；132：网状海绵生物载体块；133：空心纤维球生物载体；140绑扎带；150：缆绳；160：水下固定锚；170：水生植物。
具体实施方式
[0029] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0030] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0031] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032] 参见图1、图2所示，本发明实施例提供了2种悬浮型生物载体生态浮床10，其包括底网110、盖网120、生物载体笼130、多孔悬浮球生物载体131、网状海绵生物载体块132、空心纤维球生物载体133、绑扎带140、缆绳150、水下固定锚160、水生植物170。
[0033] 其中，底网110与盖网120相对设置，生物载体笼130位于底网110与盖网120之间；绑扎带140将多个生物载体笼130分别与底网110和盖网120绑扎成一体；多孔悬浮球生物载体131、网状海绵生物载体块132、空心纤维球生物载体133，混合或分别填装在生物载体笼
130的内部；缆绳150将底网120与水下固定锚160链接在一起；水生植物170种植在由底网
110、盖网120、生物载体笼130绑扎成的浮床体上。
[0034] 进一步地，参见图1、图2所示，生物载体笼130优选具有卷曲韧或弹性的塑胶网材质或其它材质的网片如具有耐久性和生物相容性好的非塑胶网材质，经卷曲后制成圆柱形网状载体笼；在填装多孔悬浮球生物载体131、网状海绵生物载体块132、空心纤维球生物载体133之后，两头加装网盖(封盖)，形成生物载体笼130；进一步地，生物载体笼130、底网110、盖网120所用的塑胶网，或其它材质的网孔孔径为10-20mm之间；进一步地，生物载体笼
130的形状优选为圆柱形，生物载体笼130的直径，宜在200-600mm之间。
[0035] 进一步地，参见图1、图2所示，底网110、盖网120可选用与生物载体笼130材料一致的塑胶网或其它材质的网片如具有耐久性和生物相容性好的非塑胶网材质，网片可以是一片，也可以是由多片缝制或绑扎而成。底网110和盖网120的大小尺寸相同，底网110安装在生物载体笼130的下方，盖网120安装在生物载体笼130的上方。底网110和盖网120为网孔直径10-20mm的塑胶网，或其它材质的网片制成的大小和几何形状一致的网片。进一步地，生物载体笼130可以密集放置，笼与笼直径之间不留空间；也可以疏松放置，笼与笼直径之间留出水生植物生长“槽”；进一步地，生物载体笼130的长度和一组生物载体笼130摆放的合计宽度，不得超出底网110和盖网120的边缘线。
[0036] 进一步地，所述网状海绵生物载体块131，优选聚氨酯基网状海绵型生物载体；优选网状海绵型生物载体块131的孔密度为5-10PPI，块型尺寸的边长为30-60mm；进一步地，所述多孔悬浮球生物载体132，优选内部安装有聚氨酯基网状海绵的多孔悬浮球型生物载体，所述多孔悬浮球的优选直径为40-100mm；进一步地，所述空心纤维球生物载体133，优选外部为涤纶丝，内置空心球的空心纤维球型生物载体；所述空心纤维球生物载体133的优选直径为40-100mm。
[0037] 进一步地，参见图1、图2所示，水下固定锚160与缆绳150连结，缆绳150与底网110连结；缆绳150的长度大于或等于所在水域最高水位时的水深。水下固定锚160优选
钢筋
混凝土材料制作的固定锚，水下固定锚160
单体重量大于生物载体床的总浮力；缆绳150可以是不锈
钢丝绳，也可以是耐生物腐蚀的线绳、丝绳或胶绳等。水下固定锚160及缆绳150的功能是固定生物载体床，并保障生物载体床在水域的一定范围内可游动。
[0038] 进一步地，参见图1、图2所示，水生植物170优选具有自然繁殖或发芽能力的植物种子，植株或簇；进一步地，水生植物170的种植方法是：①将优选的具有繁殖能力的水生植物的种子，在适当季节安置或撒播在由底网110、盖网120和生物载体笼130绑扎成的生物载体床上(参见图1)；②将盖网120开孔，然后将水生植物170植株的根或茎进行包扎或保护，其后把有保护的所述水生植物的植株，安装在所述生物载体笼130之间预留的缝隙或槽内(参见图2)。
[0039] 本发明——悬浮型生物载体生态浮床10，在具体实施水环境治理，或实施水生态修复时，具体的施工及实施治理的方式为：
[0040] 1)首先，在地面制作生物载体笼130、底网110、盖网120；将多孔悬浮球生物载体131、网状海绵生物载体块132、空心纤维球生物载体133，填装入生物载体笼130之内，加装网盖120；参见图1、图2所示的结构形式，将填装有生物载体的生物载体笼130，与底网110、盖网120缝制或绑扎成一整体，形成适合搬抬或运送的生物载体床或浮床体。
[0041] 2)将一个或多个生物载体床(浮床体)搬运或运送至水边，再用船只送至水面
指定或预定
位置，将水下固定锚160抛在水中的预
定位置，然后将缆绳150与单个或多个浮床体上的底网110链接在一起；根据设计或均衡布置需要，将几个或多个生物载体床组合成不同的形态或形状的“组合体”，并留足管理和维护通道；依次安装其它“组合体”，达到设计的美观和水面
覆盖率要求。
[0042] 3)依据美观或水质治理需要，以及抗风浪或护岸要求等，优选适合的水生植物品种，并将水生植物种植在生物载体床上。
[0043] 4)在水体内安装或组建完成后，在水环境治理的初期，为使水体产生更快的治理效果，可在生物载体笼130上添加包括复合微生物、益生微生物或溶藻菌微生物菌种的微生物制剂，也可以依据水质和生物检测结果，确定或添加工程需要的微生物菌种或菌群制剂；以及在所述的生物载体床的周边，增加推流式的增氧或曝气设备，以便进一步发挥本发明所述生物载体床的优势或效果。
[0044] 5)在治理水体富营养化的过程中，水体蓝藻暴发阶段或藻细胞密度、生物量指标不达标的情况下，可在生物载体笼130上添加溶藻菌或食藻虫制剂，以便更进一步的发挥本发明所述生物载体床的特点或优势。
[0045] 6)在经过一段时间运行，或初始安装中使用的生物载体的浮力较低时，可以在所述的生物载体床的所述盖网上，增加浮力框或浮力块等块体密度小于1的材料或结构体。
[0046] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0047] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
