微污染水体生态浮岛治理技术

随着社会经济的发展，水污染问题越来越严重。水污染已经成为影响我国社会、经济和环境发展的重要制约因素，水体修复技术也是各国研究的重点。控制水污染有很多方法。其中，生态浮岛技术作为一种新型的治理方法，引起了国内外的广泛关注。这种控制方式高效、简单、无污染，各国对生态浮岛技术的研究日益增多。

1.生态浮岛在微污染水处理中的可行性

1.1生态浮岛技术

生态浮岛是以原位修复、无土栽培和生物处理等理论为基础，种植水生植物，在污染水体中驯化陆生植物和喜水植物，通过植物根系的吸附和吸收来净化水体，从而解决水体景观、水环境和水生态的污染问题。浮岛植物的根系能分泌大量化感物质，抑制藻类生长，使藻类在短时间内死亡，从而净化污水。在光合作用下，污水中的溶解氧含量可以大大增加，污染物可以得到快速净化。与物理处理和化学处理相比，生态浮岛占地少，操作简单，净化能力强。既能净化水，又能减少藻类生长，提高水的透明度。常用的植物类型有再生花、美人蕉、香蒲、空心菜、灯心草、慈姑、鸢尾、芦苇、梭鱼、水芹、水葫芦等。根据植物类型，生态浮岛有两种类型:干浮岛和湿浮岛。干浮岛多由混凝土和苯乙烯制成，湿浮岛主要由泡沫和椰子纤维制成。

1.2微污染水体

微污染水体是指水体中COD、总磷、氨氮、浊度、有毒物质中一项或多项超过《地表水环境质量标准》要求的河流、湖泊，主要表现为颜色加深、气味增大、浊度升高。随着工业和城市化的发展，微污染水体的面积逐年增加。随着检测技术和毒理学研究的发展，已经检测出2000多种污染物。微污染水的危害在短时间内不同于直接污水、含油污水、化工污水，但其累积风险不可低估。微污染水中含有大量的磷和氮，会导致藻类植物快速生长，大量的藻类植物会覆盖水面，严重影响其他动植物的生长。随着水环境的恶化，水中有机物和重金属的含量也在增加。

1.3生态浮岛在微污染水处理中的可行性

微污染水中含有大量氮、磷等营养物质，是藻类生产所必需的微量元素。生态浮岛技术可以利用植物的吸附作用降低氮磷含量，从而有效净化水质。一方面，生态浮岛中的植物根系可以吸收水中的营养物质，分泌酶类，加速污染物的分解；一方面通过氧气输送原理促进污染物的净化并形成稳定的微环境，通过硝化反硝化作用解决微生物对氮磷的积累。

2.生态浮岛建设模式分析

2.1植物的选择

植物的选择直接影响生态浮岛的净水功能。植物种类包括挺水植物、漂浮植物、沼泽植物、浮叶植物和沉水植物。在植物的选择上，要优先选择当地的乡土植物，可以采用单一植物种植，也可以将挺水植物与低矮植物相结合，营造植物景观。在植物的选择上，需要考虑植物的根系是否发达，是否适合无土栽培，抗污染能力如何，生物学特性等。实践表明，除氮除磷效果最好的方法是佐利克、美人蕉、麦冬、金钱草、灯心草、菖蒲和水芹，适合我国南方的方法主要是佐利克、美人蕉和蕹菜。在植物种类的构建上，要尽可能构建多植物+微生物的系统，充分考虑不同地区的地理气候条件，根据植物的耐受性、生长特性、去除效果等进行选择。

2.2生态浮岛净水系统

浮岛材料的选择包括基体、载体和材料。所选材料应具有理想的生物亲和性，漂浮性好，重量轻，安装方便，无二次污染。漂浮床垫、水桶、塑料管、浮板、浮力瓶、浮床提供浮力。在材料的选择上，可以选择聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、PVC等类型。必要时可增加气泵、曝气器、曝气泵、真空泵等设备，形成曝气生态浮岛，可有效增强除磷脱氮效果。不需要额外的能源，只需要太阳能电池板就可以满足要求，通过填料的应用可以提高吸附能力。填料一般主要采用空气石、碳纤维、塑料、浮石、土壤、椰糠、砾石、粗泥炭和生物填料。在浮板的选择上，首选聚苯乙烯，由种植基质、种植篮、生态浮板、水生植物、连接扣组成。浮板有多个透气孔，可以顺畅的进行水气交换，有利于根系扩张，优化净水效果，可以提高抗风浪能力，易于安装。

具体设计包括两层:I层为水生植物，由浮岛拼接板组成，II层为深度处理层，分别设置“废弃软壳”、“水生动物网箱”、“人造纤维填料”，其中废弃软壳设置牡蛎壳；水生动物网箱可以养殖河蚬、蜗牛等动物，设置在浮岛底部；挂在底部的人造纤维材料可以净化水质。生态浮岛通过利用水生动物、植物和废弃软壳，可以起到很好的净化作用。水生植物对颗粒污染物具有理想的过滤功能，而水生动物可以通过消化作用对污染物进行分解转化。具体建筑面积根据实际面积选择。浮岛拼接时需要使用链接卡，浮岛外框要用PVC管加固。

在人工浮岛的下部设置一个空的支撑载体，圆形平台和内腔可以直接连通，这样可以创造一个稳定的生态环境，发挥植物的生态功能。

2.3净化机理分析

生态浮岛对污染水体的处理主要是通过氨化、硝化、反硝化实现的，可以将NH4+-N转化为NO3--N N，随着植物的生长，会吸收污水中的微生物产物、氮、磷并分泌氨基酸、糖类等物质，植物根系可以与水体紧密接触，提高对污染物的吸附和转化。此外，植物还可以调节区域气候，背涡的位置可以为生物提供庇护，分解有害有机物。

3.生态浮岛技术的应用

生态浮岛技术在微污染水体处理中的应用，可以提高绿化率，为河湖景观绿化提供一种新的途径。然而，由于各种因素的影响，生态浮岛技术在应用中还存在一系列问题。目前，我国生态浮岛技术还处于初级发展阶段，只是简单地应用于水体富营养化的治理，对植物搭配还缺乏细致深入的研究。一些地区的生态浮岛投入使用后，缺乏科学的后期维护流程，导致植物大量死亡，反而浪费了大量的人力、物力和财力。同时，生态浮岛的技术可靠性有待提高。目前的实验大多基于特定的水质和温度条件，与实际情况相差较大。科研人员使用不同类型的生态浮岛进行实验，水质净化效果也有显著差异。目前浮岛植物种类繁多，浮岛组件品种繁多，但无论何种类型的浮岛，其抗风浪、抗腐蚀能力都不理想，使用寿命也不长，而且容易受季节因素影响，污水净化无法实现连续性。一些研究人员利用香蒲、再生花和美人蕉建立生态浮岛。在春天、夏天和秋天，

4.结论

微污染水体的处理是一个复杂的过程。改善水体生态，不仅要从植物入手，还要从动物和微生物入手。生态浮岛技术在微污染水体治理中的应用，可以显著改善景观效果，改善受损水体，提高水体修复功能。为了构建完善的水体生态系统，除了应用生态浮岛技术外，还需要有目的地培养动物、水生微生物等，构建完善的生态链。微污染水体的治理是一个长期的过程，也是国内外水环境研究的热点问题。为了发挥生态浮岛技术的作用和价值，还需要进一步的深入研究。

总而言之，生态浮岛技术虽然优势明显，但也存在一些不足。这项技术在水库、湖泊、河流的净化方面取得了一定的成果。该技术既能改善水质，又能美化景观，在微污染水体的治理中具有良好的前景。下一阶段，要对不同植物的搭配和不同水污染的处理方法进行深入研究，探索植物的科学搭配方法。随着生态浮岛净化能力的提高和成本的降低，该技术将在生态修复、污水治理和新农村建设中得到更广泛的应用。(来源:湖南环境生物职业技术学院)

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