人工浮島工藝做法

〃頗具顏值'’的水體凈化手段：生態(tài)浮島技術(shù)解析生態(tài)浮島技術(shù)是以可漂浮材料為基質(zhì)或載體，將高等水生植物或陸生植物栽植到富營養(yǎng)化水域中，通過植物的根系吸收或吸附作用，削減水體中的氮、磷及有機污染物質(zhì)，從而凈化水質(zhì)的生物防治法，同時通過收獲植物的方法將水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)搬離水體，改善水質(zhì)，創(chuàng)造良好的水環(huán)境。水體富營養(yǎng)化是全球性的水環(huán)境問題。根據(jù)調(diào)查資料和國內(nèi)外評價湖泊富營養(yǎng)化指標，我國比較典型的37個主要湖泊中，中營養(yǎng)型和中一富營養(yǎng)型的占55?8%，富營養(yǎng)型的占14.7%，重富營養(yǎng)型的占8.8%。中國90%以上的水域污染是因水體中的N、P含量過高而引起的富營養(yǎng)化造成的，而N、P則是植物生長最基本的必需營養(yǎng)元素。生態(tài)浮島是一種針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工學(xué)原理，降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮島。它能使水體透明度大幅度提高，同時水質(zhì)指標也得到有效的改善，特別是對藻類有很好的抑制效果。生態(tài)浮島對水質(zhì)凈化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富營養(yǎng)化物質(zhì)，例如總磷、氨氮、有機物等，使得水體的營養(yǎng)得到轉(zhuǎn)移，減輕水體由于封閉或自循環(huán)不足帶來的水體腥臭、富營養(yǎng)化現(xiàn)象。目前一些文獻中出現(xiàn)的“生態(tài)浮島〃、“人工浮島〃、“人工生物浮床〃、“生物浮床〃、“浮床無土栽培〃等均為相同或類似的概念。生態(tài)浮島的凈化原理植物的生長繁殖過程需要大量營養(yǎng)，生態(tài)浮島植物的根系在水中形成的富氧環(huán)境和根系表面的生物膜能高效降解水中的COD、氮、磷，而根系膜內(nèi)微生物產(chǎn)生的多聚糖能有效吸附水中懸浮物。一方面，表現(xiàn)在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，吸附水體中大量的懸浮物，并逐漸在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無機物，使其成為植物的營養(yǎng)物質(zhì)，通過光合作用轉(zhuǎn)化為植物細胞的成分，促進其生長，最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)鹽；另一方面，浮島通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用，減少浮游植物生長量，通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度，其作用相對于前者更為明顯，同時浮島上的植物可供鳥類棲息，下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環(huán)境。生態(tài)浮床有凈化水質(zhì)、美化水面景觀、提供水生生物棲息空間及進行環(huán)境教育等多種功能。優(yōu)點如下：1） 浮島浮體可大可小，形狀變化多樣，易于制作和搬運；2） 跟人工濕地相比，植物更容易栽培；3） 無需專人管理，只需定期清理，大大減少人工和設(shè)備的投資，降低了維護保養(yǎng)費和設(shè)備的運行費用等。生態(tài)浮島的基本構(gòu)造從大的方面分，人工浮島可分為干式和濕式兩種。水和植物接觸的為濕式，不接觸的為干式。1、 干式浮島：因植物與水不接觸，可以栽培大型的木本、園藝植物，通過不同木本的組合，構(gòu)成良好的鳥類生息場所同時也美化了景觀。2、 濕式浮島：大致分為四代技術(shù)。1） 第一代，主要以竹子，土工網(wǎng)搭建，具有造價低，效果差，壽命短，無法維護等特點（注：隨著人工成本的提升，目前該方式在造價上也沒有優(yōu)勢）2） 第二代，主要是泡沫或泡沫加金屬固定件產(chǎn)品，具有造價低，制造工藝簡單等優(yōu)點，但強度不足，金屬泡沫容易分離，且泡沫本身屬于白色污染目前基本已經(jīng)沒有應(yīng)用（特別是限塑令后基本絕跡）3）第三代，主要是PE產(chǎn)品，一般9-11個平方，有類似面包圈的浮體和分體的種植籃，雖然克服以上兩代的缺點，但是不同廠商生產(chǎn)的浮島產(chǎn)品質(zhì)量和壽命不一，行業(yè)標準有待建立。4）第四代，主要是新材料浮島，植物根系和浮島材料可溶為一體，且材料本身為中空管狀結(jié)構(gòu)，能夠形成很好的水體微動力循環(huán)。目前代表產(chǎn)品為美國產(chǎn)品，由于材料專利壁壘，在國內(nèi)無應(yīng)用，且目前售價很高。生態(tài)浮島的類型1.單種植物型浮島2.混合植物型浮島單種植物浮島

混合植物型浮島綜合考慮植物之間的“協(xié)同作用〃可以增強浮島的凈化能。例如，美人蕉、燈心草、菖蒲的根系長度不一，得以吸收不同水層的氮和磷，光合作用吸收的氧氣通過根系到達不同水層，促進好氧微生物生長。3.強化生物膜作用的浮島xmm二生物填料環(huán)保智元平臺生物填料型浮島有些研究發(fā)現(xiàn)，單純的植物浮島由于微生物量較少，與人工濕地相比處理效率較低，為改善這一問題，一些研究者們開始在浮島基礎(chǔ)上安裝人工填料，以增強原本只有根系發(fā)生的生物膜的作用。楊林燕等用三種耐寒植物（千屈菜、小香蒲、黃菖蒲）作為浮島主體，以高強度生物碳纖維作為填料，對COD、氨氮、總磷有較好的處理效果。強化生態(tài)系統(tǒng)交互作用的浮島研究發(fā)現(xiàn)貝類水生動物的生長有助于提高生態(tài)系統(tǒng)對營養(yǎng)物的吸收能力，且不會造成水質(zhì)惡化，所以為了進一步提高浮島的處理能力，可以考慮在水生植物及人工填料基礎(chǔ)上加入水生動物區(qū)。但是單獨的貝類動物并不具有脫氮能力，而必須與水生植物等相配合。水生植物區(qū)下設(shè)置水生動物區(qū)，籠養(yǎng)濾食貝類水生動物，通過貝類的消化作用大幅度提高有機污染物的生物可降解性，結(jié)合人工介質(zhì)的微生物富集作用，可以提高組合生態(tài)浮島的微生物凈化效能。另外在生物膜的基礎(chǔ)上投入菌劑會加快污染物的去除，生態(tài)浮島系統(tǒng)中生物膜上硝化菌數(shù)量不占優(yōu)，反硝化細菌的生長速度緩慢等因素都限制了脫氮效果，可以通過投加反硝化菌劑提高去除效率。曝氣生態(tài)浮島人工濕地系統(tǒng)內(nèi)氨氮的去除率較低的主要限制因素是溶解氧（DO），在人工濕地、浮島系統(tǒng)中加設(shè)曝氣管后，溶解氧的增加促進了硝化作用，增強了氨氮的去除效果。較高的溶解氧為水體中的好氧微生物特別是根際好氧微生物的生長、發(fā)育和繁殖創(chuàng)造了條件。生態(tài)浮島技術(shù)目前的問題和不足經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，國內(nèi)外生態(tài)浮島技術(shù)得到極大完善，然而其仍處于試驗與示范階段，存在一些問題和不足。現(xiàn)有生態(tài)浮島栽培不易進行標準化推廣應(yīng)用。不同的湖泊河流，其富營養(yǎng)化水平不同，水流、溫度、風(fēng)速、水體波動等都各不相同，需要相應(yīng)的浮島設(shè)計組合和浮島植物種類搭配，很難制定一個統(tǒng)一的標準予以推廣應(yīng)用?，F(xiàn)有生態(tài)浮島難以推行機械化操作。生態(tài)浮島漂浮在水面上，日常的管理均在水面上完成，目前其管理操作大多采用人工完成，在小面積的試驗示范中尚可，若大面積推廣，需要經(jīng)常、及時采收，人工操作就不能滿足需要，限制其發(fā)展。3.現(xiàn)有生態(tài)浮島制作施工周期長。從目前來看多數(shù)的生態(tài)浮島都是采用現(xiàn)場制作及現(xiàn)場種植的模式，大面積制作施工周期較長。現(xiàn)有生態(tài)浮島難以過冬。生態(tài)浮島上的植物大多