[发明专利]模块化漂浮结构

说明书

本发明涉及一种漂浮湿地结构，其包括多个漂浮连接的模块，每个模块具有至少部分空心的框架以及适配于支撑多个用于湿地上栽种植物的容器的支撑结构。

技术领域

本发明涉及一种漂浮湿地结构，其可以用于在水体上部署和栽种植物，以例如处理雨水或废水并改善水质。

背景技术

湿地在清洁和净化水质方面发挥至关重要的生态功能，它们捕集沉积物并去除多余的养分和其他污染物，其中一些被湿地植物吸收并储存。养分可能吸收到植物的根、茎和叶中，然后利用这些养分来进行栽种，并以一定浓度存储养分直至植物死亡或收获植物。在生物修复过程中，也可能通过细菌作用于植物表面和植物根系而去除多余的养分。植物表面和植物根系的微生物形成生物膜，该生物膜将水中的污染物降解成低危害物质。

除清洁水质的功能以外，湿地还为许多鸟类、鱼类、爬行动物、两栖动物和无脊椎动物提供了栖息地。野生动物可以依靠湿地获得食物、庇护和保护。湿地的其他有益之处包括提供一定程度的防洪措施以及稳定海岸线免受侵蚀。

这类天然湿地被公认为具有环境效益，因此建造人工湿地岛屿用来管理和过滤雨水或废水，包括污水、农业废水和工业废水。例如，已经建造了由再生塑料产品和/或泡沫制成的湿地浮岛，并将湿地植物种植在岛屿上的有机物中。可以由饮料瓶或其他消费后产品再生塑料，并用其形成泡沫基质，以为岛屿提供浮力。

EP 2468088描述了一种浮岛，其具有包括一层或多层透水性非织造塑料网材料的主体。起初通过注入膨胀泡沫以创建结节来实现岛体的浮力。但是，只能通过这一过程来增加浮岛的浮力。浮岛基质提供的表面积可用于栽种大量微生物(生物膜)，以降解养分和其他污染物。

部署湿地岛屿时面临的挑战包括岛屿的建设和安装，随着湿地植物日渐生长且沉重却要保持岛屿的漂浮，替换使用寿命已经到期的水生植物，植物根系与岛屿结构纠缠，以及长期经受天气考验。此外，在浮岛由再生塑料产品制成的实例中，塑料可能通过因在水道中沉积塑料微粒而降解并污染水道。另外，在维护湿地岛屿方面也存在挑战，例如为维护人员提供安全通道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种漂浮湿地结构，其能够改善或解决上述这些中一项或多项挑战，并提供优于公知人工漂浮湿地的优势。

根据一方面，本发明提供一种漂浮湿地结构，其包括多个漂浮连接的模块，每个模块具有至少部分空心的框架以及适配于支撑多个用于湿地上栽种植物的容器的支撑结构。

这种漂浮湿地结构的模块化设计能够通过将多个模块连接在一起而轻松构建该结构。可以按照给定应用所需的不同构型连接模块，以便提供不同尺寸或形状的湿地结构。可以使用任何数目的模块，这取决于预期的应用和待处理水体的规格。这样就能灵活地选择设计方案，并为将来扩展漂浮湿地结构提供便利。

本发明的支撑结构允许移除或置换用于湿地中栽种植物的容器，而无需完全置换湿地结构。例如，可以在容器中所载的老龄植物死亡之前将容器移走并将这些植物的养分释放到水中，然后替换为载有新鲜植物的容器。也可以将植物的容器替换为其他种类植物的容器，它们更适合去除特定的水污染物或出于美观目的的某些应用。此外，可以在一段时间后将容器移动到漂浮湿地结构内的不同位置或从水体中移出，例如以便对其进行维护与保养。

在一种实施方案中，用于湿地中栽种植物的容器可以完全由支撑结构来支撑。在另一种实施方案中，用于湿地中栽种植物的容器可以由框架组合支撑结构来支撑。在又一种实施方案中，所述多个容器中的一个或多个容器可以完全由支撑结构支撑，而其中一个或多个其他容器可以由框架组合支撑结构来支撑。适配于支撑多个容器的支撑结构应理解为涵盖所有这些实施方案。

任何适合的植物皆可与容器联合使用。例如，植物可以进行水培，其根系由诸如熔渣或砂砾等培养基来支撑并暴露于容器下方的水中。合适的植物包括典型的湿地物种，但模块不限于使用这些类型的植物，而可以使用更广泛的植物种类。