本實用新型屬于水體凈化與生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島。

背景技術(shù)：

目前，由于工業(yè)生產(chǎn)的日益發(fā)展和人口急劇增加，我國水資源正遭受來自生產(chǎn)、生活等各方面的污染，我國城鎮(zhèn)污水中污染物種類繁多、資源化利用率低、氮磷污染負(fù)荷大，雖然污水會經(jīng)過城鎮(zhèn)污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放，但是很多排放標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)不到地表V類水質(zhì)，處理后的水排放到河流水體，對城鎮(zhèn)湖泊和河流的再生利用帶來不確定的生態(tài)風(fēng)險。

鑒于城鎮(zhèn)河流多數(shù)處于城鎮(zhèn)內(nèi)部與居民區(qū)周邊，利用生態(tài)工程對城鎮(zhèn)污水進(jìn)行深度處理時，除了注重處理效果，還應(yīng)關(guān)注其與周邊景觀的配置與融入程度。重點突出生態(tài)工程植物選用的本土化，注重生態(tài)工程與周邊景觀的合理搭配，將工程本身變身為一種景觀單元與組分。

為實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水高效低碳資源化利用，將水環(huán)境治理融入生態(tài)文明建設(shè)。選用新型的3D打印材料作為微生物附著材料，相比傳統(tǒng)材料具有更好效果，為生態(tài)工程的應(yīng)用與創(chuàng)新打開新的思路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種對微生物直接起到保護(hù)作用，減小水力對微生物的沖刷作用，有利于微生物在填料表面生長繁育，并形成生物掛膜的基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島。

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島，該基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島包括：挺水植物種植槽、沉水植物種植槽、填料槽，所述挺水植物種植槽連接在填料槽上部，沉水植物種植槽連接在填料槽下部。

進(jìn)一步，所述挺水植物種植槽通過高強(qiáng)度尼龍繩與填料槽的上部連接，所述沉水植物種植槽通過強(qiáng)耐水性尼龍繩與所述填料槽的下部連接。

進(jìn)一步，所述挺水植物種植槽由植物種植籃、環(huán)形浮島載體構(gòu)成，所述植物種植籃設(shè)置在所述環(huán)形浮島載體上，所述植物種植籃上搭配種植去除N、P營養(yǎng)元素能力較強(qiáng)、景觀效果好的植物。

進(jìn)一步，所述植物種植籃上可搭配種植美人蕉、黃菖蒲、鳶尾。

進(jìn)一步，所述沉水植物種植槽由環(huán)形種植框架及生物基質(zhì)構(gòu)成，所述生物基質(zhì)設(shè)置在所述環(huán)形種植框架中，所述生物基質(zhì)中搭配種植水生植物。

進(jìn)一步，所述生物基質(zhì)中可搭配種植的水生植物有狐尾藻、苦草、菹草。

進(jìn)一步，所述填料槽上設(shè)置有帶孔、且與水體連通的筒體，所述筒體中內(nèi)置有懸浮填料。

進(jìn)一步，所述填料槽的筒體中放置的懸浮填料為：采用3D打印技術(shù)加工而成的高比表面積填料。

進(jìn)一步，所述懸浮填料為采用兩種或兩種以上成分按一定比例制造的塑料合金絲材，通過熔融擠出成型(FDM)的3D打印技術(shù)，制備高比表面積的生物填料。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：本實用新型將挺水植物種植槽、沉水植物種植槽、填料槽成高中低層錯開排列，挺水植物種植槽通過高強(qiáng)度尼龍繩與填料槽的上部連接，沉水植物種植槽通過強(qiáng)耐水性尼龍繩與填料槽的下部連接，在挺水植物種植槽及沉水植物種植槽中選擇不同空間生態(tài)位的植物，填料槽中放入采用3D打印技術(shù)加工而成的高比表面積懸浮填料；通過植物搭配的選擇可降低河湖水體的水流速度，挺水植物發(fā)達(dá)的根系與沉水植物可形成密集的過濾層，將流水中不溶性的膠體等懸浮物吸附并沉降到填料槽；同時利用塑料合金絲材原料制造的懸浮填料，微生物易于附著，掛膜速度較快，通過植物水生植物向水中輸氧，構(gòu)建起不同氧氣含量的“根際區(qū)”，為生物鏈浮島中的好氧、兼氧和厭氧微生物提供各自的小生境，有利于硝化菌、反硝化菌和聚磷微生物分別在適宜的根際區(qū)大量繁殖，降解水中的各種污染物質(zhì)，并通過對有機(jī)污染物的礦化作用為植物提供生長所需的無機(jī)養(yǎng)料，進(jìn)一步去除水中的N、P等元素，有效地提高了水體的凈化效果；至今還未見有采用3D打印技術(shù)加工制作的懸浮填料用于生態(tài)浮島污水生物處理的技術(shù)，彌補(bǔ)了業(yè)內(nèi)的空白，促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島的俯視圖。

圖中：1、挺水植物種植槽；2、沉水植物種植槽；3、填料槽；4、高強(qiáng)度尼龍繩；5、強(qiáng)耐水性尼龍繩；6、挺水植物；7、沉水植物；8、懸浮填料；9、筒體。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖1和圖2：

該基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島，包括：挺水植物種植槽1、沉水植物種植槽2和填料槽3，挺水植物種植槽1包括：植物種植籃與環(huán)形浮島載體，搭配種植美人蕉、黃菖蒲、鳶尾等去除N、P等營養(yǎng)元素能力較強(qiáng)、景觀效果好的植物；沉水植物種植槽2包括：環(huán)形種植框架與生物基質(zhì)，搭配種植狐尾藻、苦草、菹草等水生植物；填料槽3設(shè)置帶孔的筒體9，能與水體連通，內(nèi)置懸浮填料8；挺水植物種植槽1通過高強(qiáng)度尼龍繩4與填料槽3連接，沉水植物種植槽2通過強(qiáng)耐水性尼龍繩5穿過填料槽3下部連接，挺水植物種植槽1、沉水植物種植槽2與填料槽3成高中低層錯開排列。

本實用新型涉及一種基于3D打印技術(shù)的生態(tài)浮島，包括：挺水植物種植槽1、沉水植物種植槽2和填料槽3，選擇不同空間生態(tài)位的植物，在挺水植物種植槽1中搭配種植美人蕉、黃菖蒲、鳶尾等，在沉水植物種植槽2中搭配種植狐尾藻、苦草、菹草等水生植物，填料槽3中放入采用3D打印技術(shù)加工而成的高比表面積懸浮填料8。通過植物搭配的選擇可以降低河湖水體的水流速度，挺水植物6發(fā)達(dá)的根系與沉水植物7可以形成密集的過濾層，將流水中不溶性的膠體等懸浮物吸附并沉降到填料槽3；同時利用塑料合金絲材原料制造的懸浮填料8，比表面積以及粗糙度高于普通接觸氧化掛膜填料，微生物易于附著，掛膜速度較快，通過植物水生植物向水中輸氧，構(gòu)建起不同氧氣含量的“根際區(qū)”，為生物鏈浮島中的好氧、兼氧和厭氧微生物提供各自的小生境，有利于硝化菌、反硝化菌和聚磷微生物等分別在適宜的根際區(qū)大量繁殖，降解水中的各種污染物質(zhì)，并通過對有機(jī)污染物的礦化作用為植物提供生長所需的無機(jī)養(yǎng)料，進(jìn)一步去除水中的N、P等元素，提高水體的凈化效果。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，本實用新型提供了具有本地特色的水生植物進(jìn)行合理搭配，突出植株的彩化、美化功能，有機(jī)的融入周圍景觀，將浮島自身打造為形成整體效果一種景觀資源。選用新型膜材料，懸掛于浮島下方，打造“水下森林”，形成立體浮島。微生物附著生長于膜材料表面，與植物根系的泌氧作用形成良性互動，在微生物與植物的雙重作用下達(dá)到水體深度處理的效果。

與現(xiàn)有生態(tài)浮床成品相比，本發(fā)明的有益效果是：應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠制備出相比普通填料的表面粗糙度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的懸浮填料8，可對微生物直接直到保護(hù)作用，減小水力對微生物的沖刷作用，有利于微生物在懸浮填料8表面生長繁育，形成生物掛膜。該技術(shù)以兩種或兩種以上成分按一定比例制造的塑料合金絲材，通過熔融擠出成型(FDM)的3D打印技術(shù)，制備高比表面積的懸浮填料8。該懸浮填料8具有以下兩個特點，其中一種成分為基體塑脂，具有抗形變能力，保持生物填料的物理外形；另一種材料具有生物相溶性和自降解性，適合有氧和無氧的微生物生長，有利于生物掛膜。至今還未見有采用3D打印技術(shù)加工制作的懸浮填料8用于生態(tài)浮島污水生物處理的技術(shù)。

以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。