專利名稱：一種漂浮植物復合擋藻圍隔的制作方法
技術領域：
本發明屬于生態工程和環境工程領域，涉及一種擋藻圍隔，特別是涉及一種新型的漂浮植物復合擋藻圍隔。
背景技術：
圍隔廣泛用于油污攔截和藻類攔截等工程應用中，主要有兩種作用。第一，采用不透水材料，將漂浮或者懸浮在水體中的目標收集物，進行主動或者被動收集；第二，將漂浮、溶解或者懸浮在水體中的污染物限制于一定區域內，防止其擴散或轉移。隨著湖泊、水庫等水體富營養化的發展，越來越多的水源地出現藻類爆發等環境問題。而藻類爆發導致的水源地水質下降、供水設備堵塞、供水危機等事件的發生頻率越來越高。圍隔在水源地藻類爆 發應急中，由于其具有響應快速且環境安全，對水體不帶入任何化學物質等優勢，得到了較廣泛的運用。CN200520125530. 5公開一種擋藻圍隔，由至少一個圍隔單元組成，每個圍隔單元包括設置在圍隔單元上部的浮子帶和設置在圍隔單元下部的裙體組成，浮子帶和裙體通過縫紉連接在一起，在裙體的下部設置有配重鏈。浮子帶的內部有至少一個空腔，空腔內設置有浮子，裙體上設置有橫向加強帶和縱向加強帶，在橫向加強帶的兩端的前后面上分別設置有連接環，在裙體的兩側邊處設置有搭扣，相鄰兩個圍隔單元之間通過連接環的配合和搭扣的配合密封連接在一起。運用于水源地應急擋藻的圍隔，一般采用不透水的橡膠圍隔或者PVC塑料圍隔，但橡膠或者塑料圍隔長期放置于水源地，往往會出現異味；由于其一般采用水面浮筒式設計，在靜風條件下，可以獲得較好的隔藻效果，但是，在風浪較高的情況下，藻類往往隨著風浪，越過浮筒式圍隔的上端，進入圍隔內部，從而降低了圍隔擋藻的效果。而且，由于風浪的存在，這些軟性圍隔往往需要十分可靠的固定裝置，如采用打樁、鉚定等措施，甚至還需要在圍隔外圍，采用竹樁、水泥樁、竹排等消浪措施，方能保證圍隔的安全及隔藻的效果。而要保證上述措施的消浪效果，往往還需考慮水源地的波浪的物理特性，如水深、波長等。此外，單純用于水源地擋藻的橡膠或者塑料圍隔，其原理大都為物理方式，往往不具備降低水源地污染物水平、提高水源地水質等效果。
發明內容
針對現有技術中擋藻圍隔存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種既具有輔助消浪功能，又兼具水質凈化和藍藻捕獲功能的漂浮植物復合擋藻圍隔，其中漂浮植物群落與雙層圍隔，共同構成了一種便于在水源地適用，降低取水口藻類生物量，提高水源地水質的復合圍隔。具體而言，為實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于，所述的復合擋藻圍隔包括內層圍隔和外層圍隔，以及內、外層圍隔圍合空間內的漂浮植物群落，所述的內、外層圍隔分別固定在嵌入底泥中的內、外層圍隔固定樁上。所述的外層圍隔和內層圍隔以大于2倍波浪長度的距離平行布設。所述的外層圍隔和內層圍隔頂端均高于豐水位I. 5m以上。所述的內、外層圍隔固定樁，為硬質金屬樁或鋼筋混凝土樁，直徑大于100mm。圍隔固定樁嵌入底泥中，形成牢固的固定支撐，并作為圍隔材料的固定基礎。所述的外層圍隔，包括柔性大孔徑尼龍網狀掛片和水平尼龍掛繩，水平尼龍掛繩穿于尼龍網狀掛片上部的孔洞內，并固定在外層圍隔固定樁上。所述的柔性大孔徑尼龍網狀掛片，其孔徑小于漂浮植物個體直徑，優選孔徑為50mm，形成低水頭阻力的外層圍隔材料。 所述的內層圍隔，包括柔性小孔徑工程無紡布掛片和不銹鋼沖孔鋼板，不銹鋼沖孔鋼板固定于內層圍隔固定樁上，小孔徑柔性工程無紡布掛片掛于不銹鋼沖孔鋼板外側。所述的小孔徑柔性工程無紡布，其孔徑小于藍藻群體直徑，優選其孔徑為50目，能保證可接受的擋藻效果及最好的透水性。優選地，所述的內、外層圍隔之間設置圍隔間加強橫檔。圍隔間加強橫檔采用扁鐵、扁鋼、三角鐵或圓鋼，兩端分別固定在內層圍隔與外層圍隔上。優選地，所述的外層圍隔和內層圍隔下端，分別縫制網袋，網袋內包裹碎石構成石龍，垂直固定于水底。所述的漂浮植物群落，優選為水花生活性斷枝，投放于內、外層圍隔之間，密度為每平方米20Kg。發明人經現場試驗，證明該投放密度可在投放后I個月內，自然增殖為厚度約30cm的高密度漂浮植物層，達到最佳的擋藻和水質凈化效果，同時由于高密度水花生枝葉的高度咬合，起到消除風浪的作用。本發明的漂浮植物復合擋藻圍隔用于水源地擋藻，水源水首先通過外層圍隔柔性大孔徑尼龍網狀掛片，進入高密度漂浮植物群落，并被其捕獲攔截。風浪在進入漂浮植物群落后，得到削減，降低了對內層圍隔的沖擊強度。由于漂浮植物的促沉作用，降低水體的顆粒物及顆粒態營養鹽含量，同時由于漂浮植物的吸收利用，降低水體溶解態營養鹽含量。經過外層圍隔和漂浮植物群落后，水體藻類、顆粒態營養鹽、溶解態營養鹽再通過內層圍隔柔性小孔徑工程無紡布的攔截、促沉、吸收及形成于無紡布上的固定生物膜的吸收降解，最終達到“消浪-擋藻-水質凈化”的綜合效果。本發明的漂浮植物復合擋藻圍隔，通過內、外雙層圍隔以及其中的漂浮植物群落，既能達到輔助消浪，穩定擋藻圍隔的作用，同時又具有水質凈化功能和藻類捕獲功能。所采用的漂浮植物復合圍隔結構，通過圍隔固定樁將內、外雙層圍隔嵌入底泥，尤其具有浮島消浪、漂浮植物藻類捕獲及水質凈化的功能，用于水源地擋藻，能有效降低取水口藻類生物量，提高水源地水質。下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。本發明的保護范圍并不以具體實施方式
為限，而是由權利要求加以限定。
圖I為本發明漂浮植物復合擋藻圍隔的剖視結構示意圖。
圖2為本發明漂浮植物復合擋藻圍隔的俯視結構示意圖。圖3為本發明漂浮植物復合擋藻圍隔中內層圍隔結構示意圖。圖4為本發明漂浮植物復合擋藻圍隔中外層圍隔結構示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明的具體實施方式
詳細說明如后。如圖1、2所示，一種漂浮植物復合擋藻圍隔，包括內層圍隔固定樁I、外層圍隔固
定樁2、圍隔間加強橫檔5、外層圍隔6、內層圍隔7以及高密度漂浮植物群落3。外層圍隔6和內層圍隔7分別固定在外層圍隔固定樁2和內層圍隔固定樁I上，以大于2倍波浪長度的距離平行布設，其所構成的圍合空間形成供漂浮植物生長和自然擴增的漂浮植物帶。內、外層圍隔7、6之間設置圍隔間加強橫檔5。圍隔間加強橫檔5采用扁鐵、扁鋼、三角鐵或圓鋼，兩端分別固定在內層圍隔7與外層圍隔6上。所述的內、外圍隔固定樁I、2均嵌入底泥中，形成牢固的固定支撐，并作為圍隔材料的固定基礎。內、外圍隔固定樁1、2為硬質金屬樁或鋼筋混凝土樁，直徑大于100_，截面形狀為圓形或者方形。如圖3所示，上述內層圍隔7包括柔性小孔徑工程無紡布掛片8和不銹鋼沖孔鋼板；不銹鋼沖孔鋼板用不銹鋼螺絲固定于相鄰兩根內層圍隔固定樁I上，上端高于豐水位I. 5m ;上述不銹鋼沖孔鋼板沖孔直徑為10cm，孔距為11cm。柔性小孔徑工程無紡布掛片掛于不銹鋼沖孔鋼板外側，其孔徑小于藍藻群體直徑，典型孔徑為50目，具有高度透水性。如圖4所示，上述外層圍隔6包括柔性大孔徑尼龍網狀掛片10和水平尼龍掛繩。柔性大孔徑尼龍網狀掛片10其孔徑小于漂浮植物個體直徑，典型孔徑為50mm，形成低水頭阻力的外層圍隔材料，該柔性大孔徑尼龍網狀掛片10穿孔固定于水平尼龍掛繩上，水平尼龍掛繩直徑為3mm，固定在相鄰兩根外層圍隔固定樁2上，柔性大孔徑尼龍網狀掛片10頂端高于豐水位I. 5m。所述的外層圍隔6和內層圍隔7，在尼龍網狀掛片及工程無紡布掛片下端，分別用耐腐蝕尼龍網縫制的網袋，網袋內包裹碎石構成石龍9，垂直固定于水底。內、外層圍隔7、6所構成的圍合空間內為高密度漂浮植物群落3，所述的漂浮植物為水花生活性斷枝，投放密度為每平方米20Kg。發明人經現場試驗，證明該投放密度可在投放后I個月內，自然增殖為厚度約30cm的高密度漂浮植物層，達到最佳的擋藻和水質凈化效果，同時由于高密度水花生枝葉的高度咬合，起到消除風浪的作用。將本發明的復合擋藻圍隔用于水源地擋藻，在取水口外側500m半徑處建設總長為1200m的漂浮植物復合擋藻圍隔，圍隔面積23. 5萬平方米，圍隔區水力停留時間約為2天。雙層圍隔高度為3m，雙層圍隔水平間距為10m，大于2倍波長。在雙層圍欄間，建立了以水花生為主要生物種群的漂浮植物攔截帶，寬為10m。漂浮植物復合擋藻圍隔投入使用后I個月，漂浮植物覆蓋度達到100%，厚度為30cm。在復合擋藻圍隔投入使用后4個月，對圍隔擋藻及水質改善效果進行了測定，結果表明
圍隔外側樣點水體的懸浮物含量為31. 28 土 2. 54mg/L,圍隔內4個樣點則為21. 96±3. OOmg/L,復合擋藻圍隔對水體懸浮顆粒物含量削減率為29. 8%。圍隔外側水體透明度為O. 64±0· 13m,內側水體則為O. 81 土 O. 06m，水體透明度提高27. 5%。復合擋藻圍隔對顆粒態物質具有顯著的去除作用。其中，顆粒態氮的去除率為48. 4%，顆粒態磷的去除率為31. 3%。對離子態氮磷的改善，主要體現在對磷酸鹽和銨態氮的去除上，其中，對磷酸鹽的去除率達到24. 6%，對氨氮的去除率為29. 9%。復合擋藻圍隔對顆粒有機物(POC)的改善效果為31. 7%。圍隔外葉綠素a濃度為19. 3 土 2. I μ g/mL，圍隔內濃度為14. 9 土 I. I μ g/mL，其去除率為23. 0%。鏡檢結果顯示，圍隔內外藻類總數量達到了顯著差異，其中，圍隔外總藻類數量平均值為3092±474萬個/L，而圍隔內為2453萬個/L 土 218萬個/L，去除率為20.7%。而圍隔內外的藍藻數量差異更達到了統計極顯著水平，去除率則達到38.4%。從藻 類種群組成分析，圍隔外藍藻數量占總藻類數量的90. 0%，而圍隔內則僅為69. 8%,由此可以說明圍隔對藍藻的去除率高于總藻類的去除率，也即圍隔對藍藻的攔截具有一定的選擇性。
權利要求
1.一種漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于，所述的復合擋藻圍隔包括內層圍隔(7)和外層圍隔(6)，以及內、外層圍隔(7、6)圍合空間內的漂浮植物群落(3)，所述的內、外層圍隔(7、6)分別固定在嵌入底泥中的內、外層圍隔固定樁(1、2)上。
2.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的外層圍隔(6)和內層圍隔(7)以大于2倍波浪長度的距離平行布設，外層圍隔(6)和內層圍隔(7)頂端均高于豐水位I. 5m以上。
3.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的內、外層圍隔固定樁(1、2)，為硬質金屬樁或鋼筋混凝土樁，直徑大于100_。
4.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的外層圍隔(6)，包括柔性大孔徑尼龍網狀掛片(10)和水平尼龍掛繩，水平尼龍掛繩穿于柔性大孔徑尼龍網狀掛片(10)上部的孔洞內，并固定在外層圍隔固定樁(2)上。
5.根據權利要求5所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的柔性大孔徑尼 龍網狀掛片(10)，其孔徑小于漂浮植物個體直徑。
6.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的內層圍隔(7)，包括柔性小孔徑工程無紡布掛片(8)和不銹鋼沖孔鋼板，不銹鋼沖孔鋼板固定于內層圍隔固定樁(I)上，小孔徑柔性工程無紡布掛片(8)掛于不銹鋼沖孔鋼板外側。
7.根據權利要求7所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的小孔徑柔性エ程無紡布(8 )，其孔徑小于藍藻群體直徑。
8.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于，所述的內、外層圍隔(7、6)之間設置圍隔間加強橫檔(5)。
9.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于所述的外層圍隔(6)和內層圍隔(7)下端，分別縫制網袋，網袋內包裹碎石構成石龍(9)，垂直固定于水底。
10.根據權利要求I所述的漂浮植物復合擋藻圍隔，其特征在于，所述的漂浮植物群落(3)采用水花生活性斷枝，投放密度為每平方米20Kg。
全文摘要
一種漂浮植物復合擋藻圍隔，包括內層圍隔和外層圍隔，以及內、外層圍隔圍合空間內的漂浮植物群落，所述的內、外層圍隔分別固定在嵌入底泥中的內、外層圍隔固定樁上。內、外層圍隔以大于2倍波浪長度的距離平行布設，外層圍隔包括孔徑50mm的柔性大孔徑尼龍網狀掛片，內層圍隔包括孔徑50目的柔性小孔徑工程無紡布掛片，頂端均高于豐水位1.5m以上。漂浮植物群落優選為水花生活性斷枝，投放密度為每平方米20Kg。本發明的漂浮植物復合擋藻圍隔，通過內、外雙層圍隔以及其中的漂浮植物群落，具有浮島消浪、漂浮植物藻類捕獲及水質凈化的功能，用于水源地擋藻可降低取水口藻類生物量，提高水源地水質。
文檔編號C02F3/32GK102852124SQ20121038693
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者張路 申請人:中國科學院南京地理與湖泊研究所