[实用新型]一种沉水位置可调的滚轮式沉床

说明书

技术领域

本实用新型属于生态浮床领域，具体地说，涉及一种沉水位置可调的滚轮式沉床，更具体地说，涉及一种可以实现水生植物与微生物联合的沉水位置可调的滚轮式升降沉床。

背景技术

随着经济的高速发展，人口的急剧增长以及工业化和城市化进程的加快，氮、磷营养物质向水体的排放量日益增多，湖泊富营养化已经成为严重威胁水资源和水安全的最重要的社会和环境问题之一。

沉水植物是湖泊生态系统的初级生产者之一，它们不仅能够对水体和底泥中的氮、磷和难降解有机污染物进行吸收、转化，合成自身物质，对富营养化的水体起到净化作用；而且还能调节水生态系统的物质循环速度，增加水体生物多样性，控制藻类生长，从而有效提高水质，改善生态环境。因此，沉水植物的生态修复是控制水体富营养化的重要环节。光合作用是沉水植物最重要的代谢活动。在水中，由于水体溶解物、悬浮颗粒以及水深的影响，源自太阳的光能迅速衰减，加之在空气与水交界处的损失（10%左右），光照不足的现象在水体中最易发生，水体光强成为沉水植物生长的必需环境因子。沉水植物光合作用的光补偿点等光合特征，决定了沉水植物在水下可分布的最大深度和光合产量及竞争能力。一般认为，水底光强不足入射光的1%时，沉水植物就不能良好的生长。另外，光在水中的衰减依赖于波长，光强和光质均随水体深度而变化。随着水深增大，红光(660nm)与远红光(730nm)的比率会增加，这将影响水生植物的形态发生。对于水深较大、透明度低的重污染水体，由于受水下光照条件的影响，水生植物，特别是沉水植物直接在水底栽植往往难以成活，而且也不利于后期的维护和管理，死亡植物体在水底腐烂后容易成为二次污染源。与植物修复类似，微生物在水体修复过程中亦存在一些不足，如机理研究不够深入、修复效率不高、需菌量大、低温时修复效果不理想，还有部分菌有致病性或会产生某些有毒有害物质等，这在一定程度上限制了微生物修复的广泛应用。鉴于植物修复与微生物修复的优、缺点，将二者结合是发展的必然趋势，以实现低能耗、低费用、广应用、高效率的目标。植物与微生物联合的作用原理是：当植物生长时，通过根系为微生物提供必要的生活场所；同时，微生物的旺盛生长，增强了对污染物的降解，使植物有更加优越的生长空间。魏瑞霞等对唐山市南公园富营养化水体的修复即采取了这一思路，挑选了凤眼莲、美人蕉（Cannaindica Linn）、鸢尾（Iristectorum Maxi）等多种植物，并将微生物以人工填料的方式悬挂于浮床下方，不仅治理效果良好，而且还有美化环境的作用。该研究表明，当植物单独存在时，对COD、TN、NH4⁺-N和TP的最大去除率只有33%左右，而植物浮床-微生物组合对有机物的去除率最高可达62.7%，因此认为微生物的存在促进了植物对有机物的吸收利用，同时微生物也有降解有机物的作用，在这个过程中，植物与微生物是互利关系。在温度较低的季节，可采取固定化氮循环菌+其他微生物的方法弥补植物不能越冬的缺陷。李正魁等应用固定化氮循环细菌技术在冬秋季环境下净化湖泊水体氮污染的研究表明：富营养化湖水经固定化氮循环细菌净化后，总氮下降72%，氨氮下降85.6%，在冬季低温（7℃）条件下仍保持了较高的除氮能力，总氮和氨氮去除率分别达到了55.6%，58.9%。常会庆等用伊乐藻和固定化细菌共同作用研究富营养化水体中养分变化表明：两者相结合对水体中的几种形式的氮素都有不同程度的降低作用。将多种细菌混合后与植物联合治理富营养化水体，不仅可以根据不同生物的适应能力扩大应用范围，还可以提高治理效果。例如，胡绵好等利用凤眼莲与4种菌群的固定化氮细菌对浙江大学华家池校区富营养化水体进行了综合治理，结果表明，凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用和单独的凤眼莲处理对富营养化水体总氮和铵态氮去除率之间存在显著性差异。数据显示，凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体中总氮和铵态氮的去除率分别为77.2%和49.2%；而凤眼莲处理则只有73.7%和32.3%；但两者对富营养化水体中硝态氮的去除没有显著性差异。