用于水產養殖污染控制與生態修復的生態壩裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有水產養殖污染控制和生態修復功能的生態壩裝置。所述生態壩的基本組成單元是由填料浮床和植物浮床組合而成，填料浮床由浮床、填料和固定網構成，植物浮床設置于填料浮床內部水面。若干單元結構相互連接形成圍壩，并加以固定。生態壩圍繞養殖區構建，壩內養殖污染物經過生態壩時被微生物膜分解轉化，浮床植物根系吸收氮磷營養物質，達到污染控制的目的，同時生態壩上豐富的生態系統構成的食物鏈，使物質得到循環利用，提高餌料利用率。在受污染養殖水體構建生態壩，則可以通過生態修復作用使壩內水體的生態系統得以恢復。與現有技術相比，本發明提高水產養殖的養殖容量及環境容量，實現資源開發利用與生態環境保護的雙重功能。
【專利說明】用于水產養殖污染控制與生態修復的生態壩裝置
【技術領域】
[0001]在本發明涉及一種環境保護【技術領域】的裝置，尤其涉及一種用于水產養殖污染控制和生態修復的生態壩裝置。
【背景技術】
[0002]我國是水產養殖大國，養殖產量占世界水產養殖總量的70%左右，90%以上的產量出自池塘、淺海、湖泊、水庫等水域的養殖。淺水湖泊是我國東部沿海地區與長江中下游地區主要的湖泊類型，也是天然淡水養殖的主要水域資源，主要以魚類為主，發展到魚蝦貝類多種名特優新產品。然而，近些年來淺水湖泊水體富營養化頻發，其中一個主要原因就是水產養殖污染。
[0003]自20世紀80年代以來，在淺水湖泊中普遍開展生產性圍網養殖，取得了顯著的經濟效益，但由于缺乏科學指導和規劃，過度地開發集約化養魚導致大量外源性營養物質輸入，超出水體的自凈能力，對湖泊資源利用和環境保護帶來了許多不良影響。由于圍網養殖帶來的生態負作用較大，我國將嚴格控制湖泊圍網養殖規模，推廣湖泊自然放養。太湖、巢湖、滇池“三湖”流域在2008年年底前將全面取消湖泊圍網養殖。網箱養殖是又一類典型的養殖方式，它是指利用合成纖維或金屬網片裝配成一定形狀的箱體，設置于天然水體中,通過箱體內外水體的不斷交換,使箱內形成魚類生長的適宜環境。由于養殖密度高、投餌量大，魚類進食后留下的殘餌以及排泄物的量也大，盡管箱體內水質因不斷與外面交換而保持良好，但排出的污染物總量卻很大，長期的養殖生產對附近水體質量影響很大，特別是一些地方只考慮短期的利益而盲目發展，嚴重超過養殖容量，造成大面積水域污染，已嚴重影響到當地居民生活與生產用水。
[0004]概括起來，養殖水體污染主要表要表現在以下方面:(1)營養污染物。水產養殖大多采用投飼外源性餌料，高密度養殖勢必采用過量投餌，特別是網圍、網箱養魚直接投餌施肥技術迅速推廣，其中喂食飼料、糞便和排泄物中含有的營養物質氮、磷、有機物對水環境的富營養化影響嚴重。由于顆粒飼料質量差，網箱設置不當，加之規模過大，盲目加大魚種投放量等，導致網箱區和網箱外大范圍水質惡化。研究表明，不論養殖的對象怎樣，網箱區、網圍區的總磷、氮、碳一般均高于對照區，透明度和溶氧低于對照區，并且對附近較大水域的水質產生影響。(2)化學藥品污染物。在水產養殖過程中經常使用殺菌劑、殺寄生蟲劑等防治水產動物疾病；使用殺藻劑、除草劑控制水生植物；此外，還使用消毒劑、環境改良劑等投入品。相關藥品和投入品的使用量越來越大，造成抗藥性、殘留、毒性等生態風險性越來越強。同時，水產疾病防治技術的滯后及養殖戶用藥知識匱乏，導致大部分養殖戶不能仔細分析病因，濫用藥物使養殖水域出現藥物殘留進而對水域生態系統造成危害。
[0005]因此，在發展水產養殖的同時保護生態環境具有重要的現實意義。而我國養殖者越來越重視生態養殖， 即將一種養殖生物排出的廢物變為另一種養殖生物的營養，通過不同營養生態位生物間的組合，使進入養殖系統的營養物質得到多次或反復利用，從而使系統內能量和物質的利用效率得到提高。這種生態養殖模式既提高了養殖效益，又提高了養殖生態環境效益。但由于我國的生態養殖模式簡單，生態系統不完善，對水域污染仍很嚴重。
【發明內容】
[0006]本發明針對目前水產養殖污染問題，提供一種用于水產養殖污染控制和生態修復功能的生態壩裝置。
[0007]所述的生態壩裝置其單元結構包括填料浮床和植物浮床，填料浮床由浮床、填料和固定網構成，填料一端固定在填料浮床固定網，另一端垂直延伸固定在湖底固定網，植物浮床置于填料浮床內部水面，若干單元結構相互連接形成圍壩，并加以固定。
[0008]所述生態壩裝置的填料浮床單元采用輕質、高強度、耐老化的管材拼接制成環形框架，其幾何形狀根據需要設計，管材具備一定浮力，并配置浮球，足夠支撐填料及附屬設施。填料浮床周邊超過水面不低于30cm,以減輕風力對區域內浮床植物的影響。填料浮床底部平面設置填料固定網，用于懸掛彈性生物填料，網格尺寸一般為20cm。填料浮床由固定于湖底樁基上的固定繩連接，避免漂移。
[0009]所述的生態壩裝置，其填料浮床單元連接的上方搭建橋架，寬度不小于30-40cm，便于人工栽種和采摘植物。
[0010]所述的生態壩裝置的植物浮床由浮板單元相互連接組成，浮板單元設置一定數量的種植籃，用于種植水生植物；植物浮床置于填料浮床單元區域的水面，在不適宜種植的季節可以將其取出。
[0011]所述生態壩裝置的填料選用輕質、高強度、耐老化、易于微生物附著的材料，填料直徑15-20cm，填料間隔不小于20cm，填料延伸至湖底并固定于湖底樁基；可以根據需要在垂直填料之間水平增設填料，形成立體網狀。
[0012]所述的生態壩裝置可避免壩外水面聚集的藻類和其它漂浮雜物進入壩內區域，而水面以下的固定化生物填料則保持生態壩內、外水體具有良好的水力交換條件。
[0013]所述的生態壩裝置圍繞養殖區構建，壩內養殖污染物經過生態壩時被微生物膜分解轉化，浮床植物根系吸收氮磷營養物質，達到污染控制的目的，同時生態壩上豐富的生態系統構成的食物鏈，使物質得到循環利用，提高餌料利用率。
[0014]所述的生態壩裝置在受污染養殖水體構建生態壩，可實現壩內水域的生態修復的目的，壩外養殖污染物經過生態壩時得到分解轉化，而壩內水生態系統得到逐步恢復。
[0015]所述的生態壩裝置的植物浮床種植適合當地經濟需求的水生經濟植物，也可以是花卉等具有景觀價值的水生植物，既可以凈化水質，同時可以體現經濟補償作用，也成為水
產養殖的附加產品。
[0016]所述的若干單元結構相互連接形成圍壩形狀可以根據養殖區域的景觀特征設計，美化水體環境，成為昆蟲、鳥類等的棲息場所。
[0017]本發明的生態壩裝置是由填料浮床和植物浮床組合而成，其中植物浮床置于填料浮床內部水面，填料浮床懸掛填料垂直延伸到湖底固定，若干單元結構圍合形成生態壩。生態壩圍繞養殖區構建，壩內養殖污染物經過生態壩時被微生物膜分解轉化，浮床植物根系吸收氮磷營養物質，達到污染控制的目的，同時生態壩上豐富的生態系統構成的食物鏈，使物質得到循環利用，提高餌料利用率。在受污染養殖水體構建生態壩，則可以通過生態修復作用使壩內水體的生態系統得以恢復。與現有技術相比，本發明提高水產養殖的養殖容量及環境容量，實現資源開發利用與生態環境保護的雙重功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的用于水產養殖污染控制和生態修復功能的生態壩裝置的結構示意圖；其中，I——填料浮床；2——植物浮床；3——植物；4——填料固定網；5——橋架；6——浮球；7——填料；8——固定繩；9——固定樁基；10——養殖區；11——湖區
圖2為生態壩對養殖水體的污染控制模式示意圖；其中，I——生態壩；2——養殖區；3—湖區
圖3為生態壩對養殖水體的生態修復模式示意圖。其中，I——生態壩；2——養殖區；3-修復區。
【具體實施方式】
[0019]下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0020]實施例1
如圖2所示，生態壩對某大閘蟹養殖污染的控制。
[0021]構建(圍網)養殖區域，長20米，寬10米，以1.5米間隔設立竹樁，超過水面I米，鋪設圍網，底部設置地籠。
[0022]圍繞養殖區構建生態壩單元，填料浮床單元長2米，寬I米，固定化彈性填料長度為1.5米，植物浮床單元浮板長lm，寬0.5m，設置8個植物種植藍，采用4塊浮板連接；
在圍網養殖區內將36個生態壩單元相互連接組成長方形圍壩，生態壩外圍長20米，寬10米，壩內水域長16米，寬6米，長邊各14個浮床，寬邊各4個。
[0023]浮床種植空心菜、水芹菜等經濟作物。
[0024]水產養殖區域內投放的餌料，除了一部分被養殖物利用外，剩余部分沉積到湖泊底部，在底泥微生物的分解代謝下，以污染物的形式向養殖區域外部擴散，同時，養殖區養殖物的代謝產物也作為污染物向外擴散。當氮、磷、有機物等污染物經過生態壩，固定化生物填料上面的微生物將有機污染物一部分分解為二氧化碳和水，一部分轉化為細胞體，微生物細胞體進一步通過生態系統食物鏈進行遷移轉化，最終又被養殖物所利用；氮、磷等營養物質一部分被植物根系吸收，進而通過植物收割而轉移，另一部分通過生態系統食物鏈轉移，也被養殖物所利用。
[0025]本實施例的實施，使得養殖污染得到有效控制，生態壩內外水體水質差異明顯，同時也受水力條件和氣候條件影響；生態壩生態效應明顯，固定化彈性填料附著大量微生物膜，呈黃褐色，通過觀察存在大量原生動物、后生動物，附著有大型浮游水生動物，生態壩附近聚集較多數量的大閘蟹，并有大閘蟹依附植物浮床進行推殼；餌料投放量較平常減少50%，但大閘蟹生長狀態良好；各類水生植物總體長勢良好。
[0026]實施例2 如圖3所示，生態壩對某養殖污染水體的生態修復。[0027]某大閘蟹養殖湖水水深1.5米，經過長期養殖后，水質降到V類水，透明度60cm，沉水植物大量死亡，水生態系統惡化；
構建圍網生態修復區域，長20米，寬10米，以1.5米間隔設立竹樁，超過水面I米，從湖底至竹樁鋪設圍網；
構建生態壩單元，浮床長2米，寬I米，固定化填料長度為1.8米；36個生態壩單元相互連接組成長方形圍壩，生態壩外圍長20米，寬10米，壩內水域長16米，寬6米；生態壩區域內不再投放餌料。
[0028]浮床種植選擇了以下5種水生植物:千屈菜、水生常綠鳶尾、黃花鳶尾、紫葉美人蕉、水芹菜。
[0029]生態壩外圍區域是養殖區，受污染水產養殖水在經過生態壩的過程中，固定化生物填料上面的微生物將有機污染物一部分分解為二氧化碳和水，一部分轉化為細胞體，微生物細胞體進一步通過生態系統食物鏈進行遷移轉化，最終又被養殖物所利用；氮、磷等營養物質一部分被植物根系吸收，進而通過植物收割而轉移，另一部分通過生態系統食物鏈轉移，最終餌料污染物通過食物鏈被大閘蟹再次利用。而生態壩內部區域則免受餌料投放的污染和大閘蟹的代謝活動，處于休養生息的過程，在生態壩的作用下，內部水域受到水動力擾動較小，內部污染逐步得到凈化，水體透明度增加，水生植物，尤其是沉水植物逐步恢復，生態系統得以修復。
[0030]在本實施例運行中，生態壩生態修復區內水體中的濁度、CODsfa, N、P營養鹽濃度都明顯低于養殖區；當養殖區水質波動時，生態壩中的水質比較穩定；固定化填料微生物生長一直保持良好狀態，生態系統組成豐富；春季氣溫升，隨著植物生長，生態壩對水體中營養鹽的去除效果明顯增加， 沉水植物生長良好。植物浮床種植的水生植物長勢良好，并有水鴨在浮床上產蛋。
【權利要求】
1.用于水產養殖污染控制與生態修復的生態壩裝置，其單元結構包括填料浮床和植物浮床，填料浮床由浮床、填料和固定網構成，固定網分別設在填料床底部平面以及湖底，之間懸掛固定填料，植物浮床置于填料浮床內部水面， 若干單元結構相互連接形成圍壩。
2.根據權利要求1所述生態壩裝置，其特征是，填料浮床單元采用輕質、高強度、耐老化的管材拼接制成環形框架，其幾何形狀根據需要設計，管材具備一定浮力，并配置浮球，足夠支撐填料及附屬設施，填料浮床周邊超過水面不低于30cm，以減輕風力對區域內浮床植物的影響，填料浮床底部平面設置填料固定網，用于懸掛彈性生物填料，網格尺寸一般為20cm,填料浮床由固定于湖底樁基上的固定繩連接，避免漂移。
3.根據權利要求1所述的生態壩裝置，其特征是，相鄰填料浮床單元連接的上方搭建橋架，寬度不小于30-40cm，便于人工栽種和采摘植物。
4.根據權利要求1所述的生態壩裝置，其特征是，植物浮床由浮板單元相互連接組成，浮板單元設置一定數量的種植籃，用于種植水生植物；植物浮床置于填料浮床單元區域的水面，在不適宜種植的季節可以將其取出。
5.根據權利要求1所述的生態壩裝置，其特征是，植物浮床種植適合當地經濟需求的水生經濟植物，也可以是花卉等具有景觀價值的水生植物，既可以凈化水質，同時可以體現經濟補償作用，也成為水產養殖的附加產品。
6.根據權利要求1所述生態壩裝置，其特征是，填料選用輕質、高強度、耐老化、易于微生物附著的材料，填料直徑15-20cm，填料間隔不小于20cm，填料延伸至湖底并固定于湖底固定網；可以根據需要在垂直填料之間水平增設填料，形成立體網狀。
7.根據權利要求1所述的生態壩裝置，其特征是，若干單元結構相互連接形成圍壩形狀可以根據養殖區域的景觀特征設計，美化水體環境，成為昆蟲、鳥類等的棲息場所。
【文檔編號】C02F3/34GK103704113SQ201310675290
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】張振家, 李春杰, 劉志明 申請人:蘇州展業環保工程有限公司