一种立体滤解系统及其制备方法和应用

本发明属于生态环境保护，具体涉及一种立体滤解系统及其制备方法和应用。

背景技术：

1、河湖水体是生态系统的重要组成部分，且与人类生存息息相关。随着科技的不断发展，人类活动对河湖环境的影响日益凸显。河流滨水区域是陆地生态系统与水体生态系统之间的过渡带，是生物栖息和生物活性较高的区域，也是拦截陆向污染物、稳定和净化水体的重要场所，滨水带是与人类工作生活关系最密切的区域，对河流生态系统的健康程度起到重要的作用。当前，上海及全国城市中，受土地发展限制和人类活动的影响，河流渠道化硬质化、河道自然岸坡破损等现象较为普遍，造成滨水带生物活性降低、水体自净能力下降，生态拦截、净化与稳定功能的严重退化。针对上述问题，业界一般采用生物膜技术、浮床技术、曝气技术、湿地技术等进行修复，但这些技术均存在成本高、修复针对性单一、需要足够大的空间且需要多种技术结合实施才能达到效果等不足。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种立体滤解系统及其制备方法和应用，本发明提供的立体滤解系统设计简单，占地小，成本低廉，运行维护成本低；不影响水体的正常水利功能，能够稳定增加驳岸滨水带生物活性和多样性，净化和稳定水质，提高水体滨水带生态功能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种立体滤解系统，包括框架结构、填充于所述框架结构中的填料和植物体系；

3、所述框架结构包括沿水流方向依次连接的一级框架结构和二级框架结构；所述一级框架结构由若干一级框架单体组成，所述一级框架单体为第一长方体，所述第一长方体的宽和高独立的为0.4～0.5m；所述二级框架结构由若干二级框架单体组成，所述二级框架单体为第二长方体，所述第二长方体的宽和第一长方体的宽一致；所述一级框架结构的顶面较二级框架结构的顶面高0.2～0.5m；

4、所述植物体系中的部分植物种植于所述填料表面，剩余部分植物种植于所述框架结构垂直投影包围的河底。

5、优选的，所述填料包括天然沸石、火山岩和人工陶粒中的一种或多种，所述填料的平均粒径为2～8cm；

6、所述填料中铺设有环管，所述环管设置有若干透气孔和垂直于所述环管向上的若干透气管，相邻透气管的水平距离为0.8～1.2m。

7、优选的，所述环管和透气管的材质分别为聚氯乙烯；

8、所述透气管中种有植物。

9、优选的，所述一级框架结构和二级框架结构的横截面为长方形。

10、优选的，所述二级框架的高大于等于0.5m小于等于待处理河流的深度。

11、优选的，所述一级框架结构靠近河岸一侧与二级框架结构靠近河岸一侧的直线距离为大于等于0小于等于一级框架结构的宽度。

12、优选的，所述一级框架单体和二级框架单体独立的包括外围支撑骨架、加强筋、连接所述外围支撑骨架和加强筋的透水网和护边角铁；

13、所述外围支撑骨架的材质包括不锈钢管、镀锌管、螺纹钢管或聚氯乙烯板材；

14、所述透水网的材质为镀锌铁丝网或不锈钢网；

15、所述加强筋和外围支撑骨架的材质一致，相邻加强筋的距离为0.4～0.5m。

16、本发明还提供了上述技术方案所述立体滤解系统的制备方法，包括以下步骤：

17、分别对一级框架单体和二级框架单体进行组装，将得到一级框架结构和二级框架结构连接，得到框架结构；

18、向所述框架结构中填充填料后于所述框架结构垂直投影包围的河床种植沉水植物，于所述填料表面种植挺水植物，构建植物体系，得到所述立体滤解系统。

19、优选的，填充填料过程中铺设环管，利用三通设置垂直向上的透气管；

20、在所述透气管中和填料表面种植挺水植物。

21、本发明还提供了上述技术方案所述立体滤解系统或上述技术方案所述的制备方法制备得到的立体滤解系统在滨水带修复中的应用。

22、本发明提供了一种立体滤解系统，包括框架结构、填充于所述框架结构中的填料和植物体系；所述框架结构包括沿水流方向依次连接的一级框架结构和二级框架结构；所述一级框架结构由若干一级框架单体组成，所述一级框架单体为第一长方体，所述第一长方体的宽和高独立的为0.4～0.5m；所述二级框架结构由若干二级框架单体组成，所述二级框架单体为第二长方体，所述第二长方体的宽和第一长方体的宽一致；所述一级框架结构的顶面较二级框架结构的顶面高0.2～0.5m；所述植物体系中的部分植物种植于所述填料表面，剩余部分植物种植于所述框架结构垂直投影包围的河底。在本发明中，内部填料具有富集和吸附作用，对岸上排污口排污预处理、河道水体污染物有拦截净化作用，可去除水体的部分氨氮和总磷等污染物。填料的存在为微生物、浮游生物和底栖动物等提供聚集、栖息和繁衍的场所，形成局部微环境生态结构，为受损滨水带增加生物活性，改善水体局部生境提供条件。植物系统作为微生境的组成成分，利用其生长发育及根际微生物的作用，在提高对水污染物吸收作用的同时，其根系代谢所产生的反应也为水体有益微生物群落总量和多样性做出了贡献，在处理和稳定水质、提高生态功能的方面起到了重要的作用。本发明提供的立体滤解系统构建于滨水岸带与河流间，为河道生态系统中的动植物提供栖息场所，为微生物提供反应场地，以局部微生态的修复为基础，进而带动整个河流生态系统健康发展。同时，本发明提供的立体滤解系统能够对外源排口污染进行预处理，对河道内源污染进行净化，从而达到保护、净化河道水质的目的。本发明提供的立体滤解系统可用于水泥直立挡墙，也可用于受损自然土质驳岸，起到保护河岸带、减少水土流失等作用。

技术特征：

1.一种立体滤解系统，其特征在于，包括框架结构、填充于所述框架结构中的填料和植物体系；

2.根据权利要求1所述立体滤解系统，其特征在于，所述填料包括天然沸石、火山岩和人工陶粒中的一种或多种，所述填料的平均粒径为2～8cm；

3.根据权利要求2所述立体滤解系统，其特征在于，所述环管和透气管的材质分别为聚氯乙烯；

4.根据权利要求1所述立体滤解系统，其特征在于，所述一级框架结构和二级框架结构的横截面为长方形。

5.根据权利要求1或4所述立体滤解系统，其特征在于，所述二级框架的高大于等于0.5m小于等于待处理河流的深度。

6.根据权利要求1或4所述立体滤解系统，其特征在于，所述一级框架结构靠近河岸一侧与二级框架结构靠近河岸一侧的直线距离为大于等于0小于等于一级框架结构的宽度。

7.根据权利要求1或4所述立体滤解系统，其特征在于，所述一级框架单体和二级框架单体独立的包括外围支撑骨架、加强筋、连接所述外围支撑骨架和加强筋的透水网和护边角铁；

8.权利要求1～7任一项所述立体滤解系统的制备方法，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，填充填料过程中铺设环管，利用三通设置垂直向上的透气管；

10.权利要求1～7任一项所述立体滤解系统或权利要求8或9所述的制备方法制备得到的立体滤解系统在滨水带修复中的应用。

技术总结本发明属于生态环境保护技术领域，具体涉及一种立体滤解系统及其制备方法和应用。本发明提供的立体滤解系统构建于滨水岸带与河流间，内部填料具有富集和吸附作用，对岸上排污口排污预处理、河道水体污染物有拦截净化作用，可去除河道水体的部分氨氮和总磷等污染物。填料为微生物、浮游生物和底栖动物提供聚集、栖息和繁衍的场所，形成局部微环境生态结构，为受损滨水带增加生物活性，改善水体局部生境提供条件。植物系统作为微生境的组成成分，利用其生长发育及根际微生物的作用，在提高对水污染物吸收作用的同时，其根系代谢所产生的反应也为水体有益微生物群落总量和多样性做出了贡献，在处理和稳定水质、提高生态功能的方面起到了重要的作用。技术研发人员：乔红霞,刘福兴,付子轼,王俊力,毕玉翠受保护的技术使用者：上海市农业科学院技术研发日：技术公布日：2024/10/17