[发明专利]一种用于沉水植物定植的自动升降生态沉床

说明书

本发明提供了一种用于湖泊、河道、池塘水质净化和生态重建/恢复时沉水植物定植的自动升降生态沉床，包括太阳能供电系统、电子监控调节系统、沉水植物生长系统、浮力系统和电解池，其中沉水植物生长系统和浮力系统形成生态沉床本体；所述的太阳能供电系统为太阳能发电装置，其与电子监控调节系统、浮力系统和电解池连接供电；所述的沉水植物生长系统设置在浮力系统的上部，包括定植的沉水植物；所述的电子监控调节系统包括电子监控设备和中央控制器；所述的浮力系统包括浮力本体和充气装置，浮力本体设置于沉水植物生长系统下部并与沉水植物生长系统连接；所述的电解池与太阳能供电系统连接。

技术领域

本发明涉及水质净化和生态修复技术领域，尤其是涉及一种用于沉水植物定植的自动升降生态沉床。

背景技术

近年来，随着我国工农业的迅速发展和城市化进程的加快，工业废水和生活污水排放量日益增加，水资源开发力度增强，水污染状况加剧，许多地区的水生态系统都遭到严重的破坏，水质恶化、水体富营养化、生物群落退化等水环境问题十分普遍。水环境问题已经成为我国当前面临的主要环境问题之一。沉水植物连片稳定生长时被形象的比喻为″水下森林″，它不仅可以吸收氮、磷等营养元素遏制水体富营养化，其自身对藻类也有抑制作用，沉水植物还可以通过光合作用对水体增氧。

在实际环境中沉水植物的生长受到很多环境因子的影响，当水体污染严重，透明度低时，水下的光照小于沉水植物的光补偿点，水生植物则不能良好的生长，此时光照强度便成为沉水植物生长的主要限制因子，减弱其净化水质的功能。

目前，生态浮床技术作为一种新型富营养化水体原位修复和控制技术，已经得到了广泛的研究和应用，但其在应用中还存在着一些问题和缺陷。当前常用的浮床载体为塑料、竹子等，这类材料不仅抗腐蚀、稳定性方面表现较差，导致浮床的使用寿命十分有限，而且还会带来二次污染。同时，污染水体的水流情况，风浪大小都会对生态浮床系统产生影响，一般来说，大风大浪不仅会破坏床体系统，还会缩短水力停留时间，导致处理效果下降。此外，浮床还缺乏对深层水体的净化能力。

基于沉水植物种植的生态沉床充分考虑了沉水植物在水体净化中的重要作用，但已有的生态沉床在设计过程中仍然存在许多不足之处。例如，公开号为CN101356881A，公开日为2009年2月4日的中国专利公开的《可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法》和公开号为CN201648116U，公开日为2010年11月24日中国专利公开的《沉水式水生植物浮床》，床体均采用金属材料，床体造价高且上浮时对浮力系统要求高；公开号为CN201777934U，公开日为2011年3月30日的中国专利公开的《一种连续可调式沉水植物种植网床》和公开号为CN101356881A，公开日为2009年2月4日中国发明公开的《可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法》均采用毛竹作为浮力系统，毛竹腐烂后反而会向水体中释放营养物质，造成二次污染；公开号为CN202272773，公开日为2012年6月13日的《沉水位置可调的网箱式生态沉床》，公开号为CN201777934U，公开日为2011年3月30日的《一种连续可调式沉水植物种植网床》和公开号为CN201999795U，公开日为2011年10月5日的《一种连续沉降式沉水植物生态网床》中，均通过连接于水底固定桩的拉线调节床体在水下的位置，增大了施工难度和成本，并且不利于后期维护；公开号为CN201420662632.X，公开日为2015年3月11日的中国发明公开的《一种升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置》采用UPVC材质的沉床主体和浮力系统框架，并不再使用固定桩，而以抽灌水的方式实现沉床主体的沉浮，但并未解决抽水动力问题，也未实现根据光补偿点自动调节沉床深度问题，需要人为控制调节，增加了经济和人力成本；公开号为CN108751416A，公开日为2018年11月6日的中国发明专利公开的《一种新型立体生态浮床净化系统》以及公开号为CN108812276A，公开日为2018年11月16日的《一种水资源净化生态浮床》并未涉及光补偿点问题，无法实现自动调节。因此，目前亟需一种采用环保材料作为床体并可根据光补偿点自动调节深度的生态沉床来解决以上问题，从而为水环境改善和生态修复提供新的技术支撑。

发明内容