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生态装置及生态系统

阅读：795发布：2020-05-11

IPRDB可以提供生态装置及生态系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种生态装置及生态系统，涉及水体净化的技术领域。该生态装置通过在箱体内设置水生植物、水生动物和底栖生物，并利用水生植物、水生动物和底栖生物之间相互依存的食物链关系以及三者对水质的改善净化作用，实现了水生植物、水生动物和底栖生物所形成的生态体系稳定存在，同时还实现了对河流水体或底泥的净化，且净化效果显著，可有效促进水环境可持续良性发展。本发明还提供了一种生态系统，包括生态浮床和上述生态装置，鉴于上述生态装置所具有的优势，使得该生态系统对于河流水体或底泥具有良好的净化作用，同时还具有一定的景观功能。，下面是生态装置及生态系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种生态装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体主要由顶板、底板以及侧板围设而成，所述侧板上开设有透水通孔；

所述箱体内设置有水生植物、水生动物和底栖生物。

2.根据权利要求1所述的生态装置，其特征在于，所述水生植物包括湿生植物和/或挺水植物；

优选地，所述湿生植物包括美人蕉、天胡荽、水生鸢尾或芦竹中的任意一种或者至少两种的组合；

优选地，所述挺水植物包括香蒲、菖蒲或荷花中的任意一种或者至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的生态装置，其特征在于，所述水生动物包括以所述水生植物的根系碎屑、浮游植物或浮游动物为饵料的水生动物；

优选地，所述水生动物包括罗非鱼、鲢鱼或草鱼中的任意一种或者至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的生态装置，其特征在于，所述底栖生物包括以所述水生动物的排泄物或底泥碎屑为饵料的底栖生物；

优选地，所述底栖生物包括螺类、蚌类或贝类中的任意一种或者至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的生态装置，其特征在于，所述箱体内由上至下设置有第一净化区、第二净化区和第三净化区，所述第一净化区和第二净化区之间通过第一隔板进行分隔，所述第一隔板上设置有第一通孔，所述第二净化区和第三净化区之间通过第二隔板进行分隔，所述第二隔板上设置有第二通孔；

所述箱体的顶板上开设有种植孔，所述水生植物通过所述种植孔栽种到顶板上，所述水生植物的根部通过所述种植孔进入到所述第一净化区内；

所述第二净化区设置内有水生动物，所述第三净化区内设置有底栖生物。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的生态装置，其特征在于，所述箱体的顶板上设置有太阳能电池板。

7.根据权利要求6所述的生态装置，其特征在于，所述箱体的外部设置有曝气装置，所述曝气装置位于所述箱体的底板上；

优选地，所述曝气装置与所述太阳能电池板电连接。

8.根据权利要求6所述的生态装置，其特征在于，所述箱体的外部设置有滚轮，所述滚轮位于所述箱体的底板上；

优选地，所述滚轮与所述太阳能电池板电连接。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的生态装置，其特征在于，所述箱体上设置有用于固定箱体位置的绳索；

优选地，所述绳索与箱体可拆卸连接。

10.一种生态系统，其特征在于，包括生态浮床和权利要求1-9任意一项所述的生态装置。

说明书全文

生态装置及生态系统

技术领域

[0001] 本发明涉及水体净化技术领域，尤其是涉及一种生态装置及生态系统。

背景技术

[0002] 随着社会经济快速发展，人类改造自然的能力空前增强，同时也引发一系列环境问题。其中，水环境是受到人类破坏最严重的领域，水环境污染和破坏已成为当今世界最严重环境问题之一。在上述背景下，水环境的治理修复与可持续发展问题，越来越受到人类关注。

[0003] 目前，水体净化技术主要分为物理、化学、生物三类。其中，物理净化技术指污染物质由于稀释、扩散、混合和沉淀等过程而降低浓度。化学净化技术指污染物质由于氧化还原、酸碱反应、分解化合和吸附凝聚等化学或物理化学作用而降低浓度。生物净化技术指生物活动尤其是微生物对有机物的氧化分解使污染物质浓度降低。物理和化学的净化技术处理复杂，容易造成二次污染，而生物净化技术更加环保无害。但是，当前国内外关于水体净化的单一生物技术应用较多，对于水体净化所取得的成效不是很显著。

[0004] 有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一个。

发明内容

[0005] 本发明的第一个目的在于提供生态装置，通过在箱体内设置水生植物、水生动物和底栖生物，使得该生态装置对河流水体或底泥具有良好的净化能力，缓解了现有技术中采用单一生物技术存在的净化效果不好的技术问题。

[0006] 本发明的第二个目的在于提供一种生态系统。

[0007] 本发明提供的一种生态装置，包括箱体，所述箱体主要由顶板、底板以及侧板围设而成，所述侧板上开设有透水通孔；

[0008] 所述箱体内设置有水生植物、水生动物和底栖生物。

[0009] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述水生植物包括湿生植物和/或挺水植物；

[0010] 优选地，所述湿生植物包括美人蕉、天胡荽、水生鸢尾或芦竹中的任意一种或者至少两种的组合；

[0011] 优选地，所述挺水植物包括香蒲、菖蒲或荷花中的任意一种或者至少两种的组合。

[0012] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述水生动物包括以所述水生植物的根系碎屑、浮游植物或浮游动物为饵料的水生动物；

[0013] 优选地，所述水生动物包括罗非鱼、鲢鱼或草鱼中的任意一种或者至少两种的组合。

[0014] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述底栖生物包括以所述水生动物的排泄物或底泥碎屑为饵料的底栖生物；

[0015] 优选地，所述底栖生物包括螺类、蚌类或贝类中的任意一种或者至少两种的组合。

[0016] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述箱体内部由上至下设置有第一净化区、第二净化区和第三净化区，所述第一净化区和第二净化区之间通过第一隔板进行分隔，所述第一隔板上设置有第一通孔，所述第二净化区和第三净化区之间通过第二隔板进行分隔，所述第二隔板上设置有第二通孔；

[0017] 所述箱体的顶板上开设有种植孔，所述水生植物通过所述种植孔栽种到顶板上，所述水生植物的根部通过所述种植孔进入到所述第一净化区内；

[0018] 所述第二净化区设置内有水生动物，所述第三净化区内设置有底栖生物。

[0019] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述箱体的顶板上设置有太阳能电池板。

[0020] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述箱体的外部设置有曝气装置，所述曝气装置位于所述箱体的底板上；

[0021] 优选地，所述曝气装置与所述太阳能电池板电连接。

[0022] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述箱体的外部设置有滚轮，所述滚轮位于所述箱体的底板上；

[0023] 优选地，所述滚轮与所述太阳能电池板电连接。

[0024] 进一步的，在上述技术方案的基础之上，所述箱体上设置有用于固定箱体位置的绳索；

[0025] 优选地，所述绳索与箱体可拆卸连接。

[0026] 本发明还提供了一种生态系统，包括生态浮床和上述生态装置。

[0027] 本发明提供的生态装置和生态系统具有以下技术效果：

[0028] (1)本发明提供的生态装置，通过在箱体内设置水生植物、水生动物和底栖生物，并利用水生植物、水生动物和底栖生物之间相互依存的食物链关系以及三者对水质的改善净化作用，实现了水生植物、水生动物和底栖生物所形成的生态体系的稳定存在，同时还实现了对河流水体或底泥的净化，且净化效果显著，可有效促进水环境可持续良性发展。

[0029] (2)本发明提供的生态系统，包括生态浮床和上述生态装置。鉴于上述生态装置所具有的优势，使得该生态系统对于河流水体或底泥具有良好的净化作用，同时还具有一定的景观功能。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1为本发明实施例1提供的生态装置结构示意图；

[0032] 图2为本发明实施例2提供的生态装置结构示意简图；

[0033] 图3为本发明实施例3提供的生态装置结构示意简图；

[0034] 图4为本发明实施例3提供的生态装置中太阳能电池板在顶板上的排布位置图。

[0035] 图标：1-箱体；11-顶板；12-底板；13-侧板；14-第一净化区；15-第二净化区；16-第三净化区；17-第一隔板；18-第二隔板；111-太阳能电池板；121-曝气装置；122-滚轮。

具体实施方式

[0036] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 根据本发明的第一个方面，提供了一种生态装置，箱体主要由顶板、底板以及侧板围设而成，侧板上开设有透水通孔；

[0038] 箱体内设置有水生植物、水生动物和底栖生物。

[0039] 本发明提供的生态装置，通过在箱体内设置水生植物、水生动物和底栖生物，并利用水生植物、水生动物和底栖生物之间相互依存的食物链关系以及三者对水质的改善净化作用，实现了水生植物、水生动物和底栖生物所形成的生态体系稳定存在，同时还实现了对河流水体或底泥的净化，且净化效果显著，可有效促进水环境可持续良性发展。

[0040] 具体的，箱体主要是由顶板、底板以及侧板围设而成的结构，该箱体的结构不作特殊限定，典型但非限制性的箱体结构为圆柱体、长方体、立方体、棱柱体、球体或半球体等。

[0041] 由于该生态装置是置于河流水体中，并利用箱体中的水生植物、水生动物和底栖生物对河流水体或底泥进行净化，故在箱体的侧板上开设有透水通孔，以便于河流水体流经生态装置对其进行处理。另外，透水通孔的设置也能减轻生态装置的重量，便于其在水中的移动。

[0042] 箱体一般采用轻质材料制作而成，典型当非限制性的例如PVC等塑料。

[0043] 水生植物是指能在水中生长的植物。水生植物对于河流水体中的污染物具有良好的调节作用，可实现水体的生态修复。

[0044] 具体可根据河流水体的目标污染物，选择适合的水生植物。典型但非限制性的水生植物的种类可为湿生植物、挺水植物或沉水植物等。

[0045] 例如，针对富营养化水体，作为本发明的一种可选实施方式，水生植物包括湿生植物和/或挺水植物，“和/或”是指水生植物包括湿生植物，或者水生植物包括挺水植物，亦或水生植物包括湿生植物和挺水植物。

[0046] 优选地，湿生植物包括美人蕉、天胡荽、水生鸢尾或芦竹中的任意一种或者至少两种的组合；

[0047] 优选地，挺水植物包括香蒲、菖蒲或荷花中的任意一种或者至少两种的组合。

[0048] 通过对水生植物具体种类的限定，使得其可充分吸收水体中的氮磷，在满足适自身生长需求的同时，对于目标水体或底泥的净化效果更为显著。

[0049] 水生动物主要是指能在水中生活的动物。水生植物的代谢作用可以使水体中的有机污染物逐步被分解成CO2、水、硝酸盐等稳定无害的物质，使原来的污染物浓度逐渐降低或消失，达到清洁水体的作用。根据水体的目标污染物，兼顾栽种的水生植物品种，选择适合的水生动物。

[0050] 例如，针对富营养化水体，作为本发明的一种可选的实施方式，水生动物包括以水生植物的根系碎屑、浮游植物或浮游动物为饵料的水生动物；

[0051] 优选地，水生动物包括罗非鱼、鲢鱼或草鱼中的任意一种或者至少两种的组合。

[0052] 通过对水生动物具体种类的限定，使得其可以水生植物的根系碎屑、浮游植物或浮游动物为饵料，进一步提升水体净化效果。

[0053] 一般而言，水生动物的投放密度为2-3尾/m2。

[0054] 底栖生物主要是指栖息于海洋或内陆水域底内或底表的生物。根据水体的目标污染物，兼顾栽种的水生植物品种和投放的水生动物品种，选择适合的底栖生物。

[0055] 例如，针对富营养化水体，作为本发明的一种可选的实施方式，底栖生物包括以水生动物的排泄物或底泥碎屑为饵料的底栖生物。

[0056] 优选地，底栖生物包括螺类、蚌类或贝类中的任意一种或者至少两种的组合。

[0057] 需要说明的是，水生植物、水生动物和底栖生物之间构成的生态群落稳定，同时对于水体或底泥的净化具有良好的效果。

[0058] 还可对箱体的内部结构作进一步优化。作为本发明的一种优选实施方式，箱体内部由上至下设置有第一净化区、第二净化区和第三净化区，第一净化区和第二净化区之间通过第一隔板进行分隔，第一隔板上设置有第一通孔，第二净化区和第三净化区之间通过第二隔板进行分隔，第二隔板上设置有第二通孔；

[0059] 箱体的顶板上开设有种植孔，水生植物通过种植孔栽种到顶板上，水生植物的根部通过种植孔进入到第一净化区内；

[0060] 第二净化区设置内有水生动物，第三净化区内设置有底栖生物。

[0061] 具体的，按照上下空间位置的不同，箱体内部设置成第一净化区、第二净化区和第三净化区，在第一净化区、第二净化区和第三净化区内分别设置有水生植物、水生动物和底栖生物。第一净化区位于箱体的上部，第二净化区位于箱体的中部，第三净化区位于箱体的底部。

[0062] 第一净化区与第二净化区通过第一隔板分隔开来，通过第一隔板上的第一通孔实现第一净化区与第二净化区之间的部分连通，即第一净化区的水生植物的根系碎屑等物质可通过第一通孔进入到第二净化区，从而作为水生动物的饵料。第二净化区与第三净化区通过第二隔板分隔开来，通过第二隔板上的第二通孔实现第二净化区与第三净化区之间的部分连通，即第一净化区的水生植物的根系碎屑以及第二净化区的水生动物的排泄物等物质，可通过第二通孔进入到第三净化区，从而作为底栖生物的饵料。

[0063] 对于第一净化区、第二净化区与第三净化区每个区域的体积不作具体限定，可根据实际水体的深度以及待加入水生植物、水生动物和底栖生物的种类以及数量进行确定。

[0064] 同时，第一隔板上第一通孔的孔径大小以及开孔数量，以及第二隔板上第二通孔的孔径大小以及开孔数量可根据实际需要进行设定。

[0065] 将水生植物置于箱体的顶板外侧，使得其能够获得充足的日照，促进自身良好的生长。鉴于水生植物的习水特性，该生态装置置于水体时，箱体位于水中的深度应确保水生植物的部分根部或者全部根部浸入水中即可。

[0066] 顶板上种植孔的孔径不作具体限定，典型但非限制性的种植孔的孔径为4cm、5cm、6cm、8cm或10cm，水生植物的种植密度为5-10株/孔。

[0067] 作为本发明的一种可选的实施方式，箱体的顶板上设置有太阳能电池板。

[0068] 太阳能电池板可吸收太阳光，将光能转化为电能进行储存。

[0069] 作为本发明的一种可选的实施方式，箱体的外部设置有曝气装置，曝气装置位于箱体的底板上。

[0070] 通过曝气装置可向生态装置中的水生动物提供氧气，又能将底泥扬起，并利用底泥中微生物对水体中的污染物进行分解，从而促进水体的净化。

[0071] 曝气装置的动力来源有多种方式。作为本发明的一种可选的实施方式，曝气装置与太阳能电池板电连接。曝气装置与太阳能电池板可通过传输线进行电连接，太阳能电池板可实现在无外接电源的条件下该生态装置的自动曝气。

[0072] 为了方便控制该生态装置在水体中的移动，作为本发明的一种可选的实施方式，箱体的外部设置有滚轮，滚轮位于箱体的底板上。

[0073] 滚轮可带动该生态装置在水体中移动，实现了对不同区域的水体的净化。

[0074] 曝气装置的动力来源也有多种方式。作为本发明的一种可选的实施方式，滚轮与太阳能电池板电连接。滚轮与太阳能电池板可通过传输线进行电连接，太阳能电池板可实现在无外接电源的条件下该生态装置的移动。

[0075] 为了方便该生态装置在水体中的放置与收回，作为本发明的一种可选的实施方式，箱体上设置有用于固定箱体位置的绳索；

[0076] 优选地，绳索与箱体可拆卸连接。

[0077] 绳索一端与箱体连接，另一端与固定物(例如河岸固定物)连接，从而实现生态装置在水体中位置的固定。

[0078] 根据本发明的第二个方面，还提供了一种生态系统，包括上述生态装置和生态浮床。

[0079] 生态浮床，又称生态浮岛，以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷，同时，该生态浮床还具有良好的景观效果。

[0080] 本发明提供的生态系统，包括生态浮床和上述生态装置。鉴于上述生态装置所具有的优势并结合生态浮床，使得该生态系统对于河流水体或底泥具有良好的净化作用，同时还具有一定的景观功能。

[0081] 为了说明本发明的技术效果，特设以下实施例。

[0082] 实施例1

[0083] 本实施例提供一种生态装置，具体如图1所示。该生态装置包括箱体1，箱体1主要由顶板11、底板12以及侧板13围设而成，箱体1的长宽高尺寸为100cm×100cm×300cm，顶板11、底板12和侧板13厚度均为1cm，且由PVC材料制成，侧板13上开设有透水通孔，透水通孔的孔径为3cm，相邻的两个透水通孔的间隔为3cm。

[0084] 箱体1的顶板11上开设有种植孔，水生植物通过种植孔栽种到顶板11上，水生植物的根部通过种植孔进入到箱体1内。水生植物在种植孔中的种植密度为8株/孔。水生植物为香蒲、菖蒲和美人蕉，箱体1内设置有水生动物和底栖生物，水生动物为罗非鱼和鲢鱼，水生动物的投放密度为2尾/m2，底栖生物为螺类和蚌类。

[0085] 实施例2

[0086] 本实施例提供一种生态装置，具体如图2所示。该生态装置包括箱体1，箱体1主要由顶板11、底板12以及侧板13围设而成，侧板13上开设有透水通孔，顶板11、底板12以及侧板13由PVC材料制成。

[0087] 箱体1内部由上至下设置有第一净化区14、第二净化区15和第三净化区16，第一净化区14和第二净化区15之间通过第一隔板17进行分隔，第一隔板17上设置有第一通孔，第二净化区15和第三净化区16之间通过第二隔板18进行分隔，第二隔板18上设置有第二通孔；

[0088] 第一净化区14呈立方体结构，长宽高尺寸为100cm×100cm×100cm，壁厚1cm，第一净化区14对应的侧板13上开设有多个透水通孔，透水通孔的孔径为5cm，相邻的两个透水通孔的间隔为5cm；箱体1的顶板11上开设有种植孔，水生植物通过种植孔栽种到顶板11上，水生植物的根部通过种植孔进入到第一净化区14内。水生植物在种植孔中的种植密度为5株/孔。水生植物为美人蕉、水生鸢尾和香蒲。

[0089] 第二净化区15呈立方体结构，长宽高尺寸为100cm×100cm×100cm，侧板13厚度为1cm，第二净化区15对应的侧板13上开设有多个透水通孔，透水通孔的孔径为5cm，相邻的两个透水通孔的间隔为5cm；第二净化区15内的水生动物为罗非鱼、鲢鱼和草鱼，水生动物的投放密度为3尾/m2。

[0090] 第三净化区16呈立方体结构，长宽高尺寸为100cm×100cm×100cm，壁厚1cm，第一净化区14对应的侧板13上开设有多个透水通孔，透水通孔的孔径为5cm，相邻的两个透水通孔的间隔为5cm；第三净化区16内的水生动物为螺类、蚌类和贝类。

[0091] 实施例3

[0092] 本实施例提供了一种生态装置，具体如图3和图4所示。该生态装置是在实施例2提供的生态装置的基础上进行改进。

[0093] 该生态装置是在实施例2的箱体1的顶板11上设置有太阳能电池板111，太阳能电池板111的数量为4个并分别设置在顶板11的四角；在实施例2的箱体1的底板12上设置有曝气装置121和滚轮122，曝气装置121和滚轮122均与太阳能电池板111通过传输线电连接。

[0094] 实施例4

[0095] 本实施例提供了一种生态系统，包括实施例1提供的生态装置和生态浮床。

[0096] 生态浮床上栽种的水生植物为荷花、芦苇和香蒲，生态浮床的规格为330mm×330mm×65mm。

[0097] 实施例5

[0098] 本实施例提供了一种生态系统，包括实施例2提供的生态装置和生态浮床。

[0099] 生态浮床上栽种的水生植物为荷花、芦苇和香蒲，生态浮床的规格为330mm×330mm×65mm。

[0100] 实施例6

[0101] 本实施例提供了一种生态系统，包括实施例3提供的生态装置和生态浮床。

[0102] 生态浮床上栽种的水生植物为荷花、芦苇和香蒲，生态浮床的规格为330mm×330mm×65mm。

[0103] 综上所述，采用本发明提供的生态装置或生态系统对河流水体或底泥具有良好的净化效果，尤其是对于富营养化水体而言，采用本发明提供的生态装置或生态系统处理后，水体中氮磷平均浓度消减率可达40％以上。

[0104] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
多层的封闭生态系统温室-专利编号CN107404851A	2020-05-11	173
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生态房系统-专利编号CN105735463A	2020-05-11	389
生态装置及生态系统-专利编号CN110092481A	2020-05-11	795
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