[发明专利]一种透水混凝土与轻质混凝土为主体的丛林生物栅及其水质净化方法和应用

说明书

本发明属于生态工程与环境工程学科中原位生态修复和污染水体净化领域，具体涉及一种透水混凝土与轻质混凝土为主体的丛林生物栅及其水质净化方法和应用。所述丛林生物栅包括下沉基座、净水填料和发散型生物接触填料；所述净水填料通过网格框承重并包裹形成净水填料盘，所述下沉基座通过竖向支撑机构与发散型生物接触填料和净水填料盘连接；其中，所述下沉基座为透水混凝土下沉基座；所述净水填料为轻质混凝土填料。该生物栅应用于城市黑臭水体治理、富营养化污染控制、生物链修复等水体的复合型原位生态修复与水质净化领域。

技术领域

本发明属于生态工程与环境工程学科中原位生态修复和污染水体净化领域，具体涉及一种透水混凝土与轻质混凝土为主体的丛林生物栅及其水质净化方法和应用。

背景技术

黑臭水体的原位治理和水体的富营养化污染控制是当前水环境质量改善的重要内容。一般来说，水质恶化的地表水体会伴随着生态系统的受损和生物生态链的断裂，再加上岸坡与河床（湖床）的人工硬体介质的广泛使用，限制了水生生态系统生物链的自我修复与完善。因此，在水体治理、生态修复等工程实践中，通用引进人工介质类型的生态鱼礁和微生物富集载体，以强化净化水质和修复生态系统。

当前，应用于水质净化的生物栅主要由高分子材料、化学纤维、塑料等材质的生物接触填料，又称作仿生水草或藻菌生物膜材料，投放于水体用于水质净化。传统生物栅需要外加绳索、漂浮体、定位框等组成，制作结构复杂，成本较高。多孔混凝土、轻质混凝土等均匀广泛适用的建筑材料，如建筑保温、隔墙、岸坡硬质防护等工程领域。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种透水混凝土与轻质混凝土为主体的丛林生物栅及其水质净化方法和应用，该生物栅应用于城市黑臭水体治理、富营养化污染控制、生物链修复等水体的复合型原位生态修复与水质净化领域。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种透水混凝土与轻质混凝土为主体的丛林生物栅，所述丛林生物栅包括下沉基座、净水填料和发散型生物接触填料；所述净水填料通过网格框承重并包裹形成净水填料盘，所述下沉基座通过竖向支撑机构与发散型生物接触填料和净水填料盘连接；其中，所述下沉基座为透水混凝土下沉基座；所述净水填料为轻质混凝土填料。

优选地，所述竖向支撑机构为竖向聚甲醛串接棒。竖向塑料串接棒采用聚甲醛（POM）材质，直径为20mm，底部穿越多孔混凝土下沉基座并定位。基座以上部分间隔串接净水填料盘和发散型生物接触填料。最上端设终端锁定结构，防止低密填料上浮脱离丛林生物栅。

优选地，所述透水混凝土下沉基座的孔隙率为20%，抗压强度不小于10MPa。所述多孔混凝土制备的下沉基座内部具有连续贯通的孔隙结构，以孔隙率为20%为配合比设计目标，粒径15mm单一级配砾石、水泥、石膏、矿物掺合料（矿渣微粉或粉煤灰等）的配合比为83:12:2:3，减水剂用量为水泥用户量的0.5~1.0%，水灰比为0.22~0.24。制备下沉基座的多孔混凝土表观密度为1600~1800kg/m³，抗压强度不小于10MPa，由多孔混凝土拌合料预制为多孔洞的柱形形状，中部为直径为80mm的大孔洞和周边直径60mm的小孔洞作为鱼虾等水生生物的栖息繁衍空间。下沉基座周边均匀分布一定数量的小直径（20mm）孔洞，作为竖向塑料串接棒的定位孔洞，其直径略大于塑料串接棒外径。