應(yīng)用組合式生態(tài)浮島凈化水體方法探討

陶 陪嚴(yán)銘

（浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315000）

應(yīng)用組合式生態(tài)浮島凈化水體方法探討

陶 陪嚴(yán)銘

（浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315000）

近年來，江河、湖泊、水庫等水體的生態(tài)平衡受到嚴(yán)重破壞，生態(tài)浮島凈化水體效果好、成本低還可以美化景觀，已被廣泛應(yīng)用。但是目前的生態(tài)浮島應(yīng)用存在浮力有限、浮島植物單一、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固等缺點(diǎn)。為解決上述問題，探討一種組合式生態(tài)浮島的應(yīng)用，具有浮力大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、植物多樣美觀、凈化效果好及使用壽命長的特點(diǎn)。

環(huán)境；生態(tài)浮島；水體凈化

近年來，江河、湖泊、水庫、池塘等水體受到環(huán)境污染，造成水體富營養(yǎng)化，破壞了水體的生態(tài)平衡。目前，生態(tài)浮島在污水治理中的應(yīng)用越來越受關(guān)注，生態(tài)浮島利用其上栽培的植物以去除污染水體中的氮、磷等污染物，抑制水體中的藻類過度生長，同時(shí)還可以美化水體景觀，具有無需占地、成本低廉以及凈化效果好等優(yōu)點(diǎn)。

目前，現(xiàn)有的生態(tài)浮島普遍存在以下問題：一是浮力有限：現(xiàn)有的生態(tài)浮島一般選用發(fā)泡塑料或再生塑料作為基本材料，雖然制作成本相對較低，但浮力有限，且易破碎而散漂在水上，難以降解而造成二次污染。二是浮島植物單一：浮島植物是生態(tài)浮島的重要組成部分，它既是浮島生態(tài)功能的承擔(dān)者，同時(shí)也是浮島景觀效果的體現(xiàn)者，但現(xiàn)有的生態(tài)浮島的植物配置難以兼顧景觀和生態(tài)兩大功能。此外，由于浮力有限，無法栽種大型植物，而且大部分浮島植物無法過冬，尤其是在冬季天氣較冷的北方地區(qū)，浮島植物需要在第二年春天重新種植[1]，不僅影響景觀效果，而且增加維護(hù)成本。三是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固：傳統(tǒng)的浮島一般采用繩索等連接，耗時(shí)且易散架，抗風(fēng)浪能力較差，難以抵抗極端的大風(fēng)、大雨以及大浪天氣，并且浮島材料聚乙烯等容易氧化分解，從而縮短其使用壽命。

針對以上的問題，本文探討研發(fā)一種浮力大、植物多樣性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固及使用壽命長的組合式生態(tài)浮島。組合式生態(tài)浮島是由各浮島單體通過連接件連接組合而成，呈輻射狀（本實(shí)施例中具體呈十字狀）布置，在陸地上完成拼裝連接，依次從內(nèi)置外將各浮島單體通過連接件連接組裝。具體如圖1所示，陸生植物區(qū)由植有陸生植物的一個(gè)浮島單體組成，沉水植物區(qū)由植有沉水植物的四個(gè)浮島單體通過連接件組合而成，挺水植物區(qū)由植有挺水植物的四個(gè)浮島單體通過連接件組合而成，各植物區(qū)之間同樣通過連接件連接而使該生態(tài)浮島組合為一體。連接件選用不銹鋼本體和涂覆在該不銹鋼本體外的防水涂料層，這樣可有效避免連接件被腐蝕氧化，保證浮島內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而延長浮島的使用壽命。輻射狀的設(shè)計(jì)，可增強(qiáng)浮島的緩沖性，進(jìn)而提升該浮島的抗風(fēng)浪能力。

圖1 組合式生態(tài)浮島俯視圖

如圖2所示，多種植物的組合，可增加浮島的植物多樣性，陸生植物挺水植物和沉水植物的組合，可使組合生態(tài)浮島獲得良好的景觀效果，并且挺水植物的根系以及沉水植物的根系能吸收水體中的N、P營養(yǎng)鹽以及分泌生物絮凝劑，凈化水質(zhì)，同時(shí)形成高效生物膜。因此，本浮島植物的組合，可兼具凈水、觀賞以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，形成多層次的植物群，位于水面上的浮島植物群有利于野生動(dòng)物和昆蟲的棲息，而位于水面下的浮島植物群（主要為挺水植物的根系和沉水植物）能為魚類產(chǎn)卵提供棲息地，從而構(gòu)建成完善的生物鏈。本實(shí)施例中，陸生植物可以選用柳樹、雞爪槭、茶梅或含笑中的至少一種，挺水植物可以選用荷花、黃菖蒲或睡蓮中的至少一種，沉水植物可以選用眼子菜或金魚藻中的至少一種[2]。

圖2 組合式生態(tài)浮島剖面圖

浮島單體可為多種形狀，如方形、多邊形以及圓形等，本實(shí)施例中該浮島單體為方形，如圖3所示，其包括上述浮島植物和用于種植該浮島植物的種植介質(zhì)層，種植介質(zhì)層是浮島單體中的主要部分，包括種植層1和保溫層2。為進(jìn)一步增強(qiáng)浮島單體的浮力，種植層由土壤、軟性纖維材料、保水劑以及緩釋肥等混合而成，保溫層由軟性纖維材料組成，軟性纖維材料可選用巖石棉或椰子纖維。保溫層的設(shè)置，可提升浮島的耐寒能力，使得浮島植物能安全過冬，避免多次重復(fù)栽種，也可提升浮床的冬季景觀效果。此外，種植層與保溫層能減輕浮島單體的總重。為使浮島單體內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且獲得較大的浮力，種植層向下延伸而形成一定厚度且沿其上部外周圍設(shè)有第一浮體圈4，而該第一浮體圈下方的種植介質(zhì)層的外周面上包裹有網(wǎng)狀加強(qiáng)層3，該網(wǎng)狀加強(qiáng)層至少在與種植介質(zhì)層底部的對應(yīng)處開設(shè)有供根系穿過的孔。網(wǎng)狀加強(qiáng)層選用由耐腐蝕纖維編織而成的編織網(wǎng)，也可選用金屬網(wǎng)等其他材料，網(wǎng)狀加強(qiáng)層的設(shè)置可避免種植介質(zhì)層在水中散架，使得浮島單體整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。此外，當(dāng)浮島植物的根系在種植介質(zhì)層中蔓延并伸出網(wǎng)狀加強(qiáng)層上的孔時(shí)，浮島植物、種植介質(zhì)以及網(wǎng)狀加強(qiáng)層可構(gòu)成一整體，從而進(jìn)一步加強(qiáng)浮島單體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。為避免挺水植物倒伏，可在種植介質(zhì)層上方設(shè)置保護(hù)介質(zhì)層5，同時(shí)在該保護(hù)介質(zhì)層的外周圍設(shè)第二浮體圈，從而進(jìn)一步增強(qiáng)浮島單體的浮力。可見，本組合式生態(tài)浮島植物種植無需種植籃，根系可直接吸收養(yǎng)分，形成網(wǎng)狀生物填料，根系分泌生物絮凝劑有利于水質(zhì)變清，根系有利于魚類產(chǎn)卵和魚幼苗繁殖[3]。

圖3 浮島單體結(jié)構(gòu)示意圖

傳統(tǒng)的浮島浮體抗氧化能力較差，并且氧化分解后會(huì)造成二次污染，針對這些問題，本實(shí)施例中，第一浮體圈4和第二浮體圈6整體采用抗氧化材料制成，如HDPE等，該材料不易分解氧化，不增加外來污染，從而能有效延長浮島的使用壽命。第一浮體圈和第二浮體圈的外表面均設(shè)置有抗氧化保護(hù)層，從而避免浮體材料氧化分解，增強(qiáng)其耐用性。

與傳統(tǒng)的浮島技術(shù)相比，組合式生態(tài)浮島由各浮島單體組合而成，不僅方便生產(chǎn)、加工以及安裝，生態(tài)浮島中有多個(gè)獨(dú)立的浮島單體提供浮力，從而保證浮島的總體浮力（保障載人）以及提升浮島的抗風(fēng)浪能力。另外，浮島單體中沿種植介質(zhì)上部外周圍設(shè)有第一浮體圈，從而保證浮島單體的基本浮力，進(jìn)一步設(shè)置網(wǎng)狀加強(qiáng)層，不僅能避免浮島單體散架，使得浮島單體內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，而且當(dāng)浮島植物的根系在種植介質(zhì)中蔓延并伸出網(wǎng)狀加強(qiáng)層上的孔時(shí)，浮島植物、種植介質(zhì)層以及網(wǎng)狀加強(qiáng)層能構(gòu)成整體，從而進(jìn)一步加強(qiáng)浮島單體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，提升其浮力和抗風(fēng)浪能力，并且由于根系處附著大量微生物而形成高效生物膜，因此網(wǎng)狀加強(qiáng)層和其上的浮島植物根系可成為魚類產(chǎn)卵的棲息地，有利于組建完美的生物鏈，既美好景觀，又可以凈化水體。

[1]王亞艷.河道治理中濕地型生態(tài)島植物適應(yīng)性與水質(zhì)凈化能力研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2015.

[2]王長龍.南四湖濕地植物群落調(diào)查及季節(jié)動(dòng)態(tài)分析[D].曲阜：曲阜師范大學(xué)，2014.

[3]上海圣恩浮田型生態(tài)浮床適合各種大小人工湖水體凈化和水上造景功能 [EB/OL].http：//www. hbzhan.com/offer_sale/detail/4676391.html.

【責(zé)任編輯：黃素華】

A Discussion of Methods in the Application of Composite Ecological Floating Island in Purifying Water

TAO PeiYAN Ming
（Zhejiang Business Technology Institute，Ningbo 315000，China）

In recent years，the ecological balance of water in river，lake，reservoir，etc was badly damaged.The ecological floating island has been widely adopted due to its purification effect，the low cost and decorative function.However it has defects such as limited buoyancy，monotonous plants species and unstable structure.To solve the problem，a composite eco-floating island is discussed.It has buoyancy，solid structure，diversified plants species，better purification effect and long usage life.

environment；the ecological floating island；water purification

TU984.18

A

1671-9565（2017）01-094-03

2017-01-11

寧波市科技局“農(nóng)村分布式微小型污水處理技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化示范”（編號2015C10066），浙江省教育廳“村鎮(zhèn)生活污水高效低能耗處理技術(shù)示范”（編號Y201534759），浙江省大學(xué)生新苗項(xiàng)目（村鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)開發(fā)）階段性研究成果。

陶陪（1971-），女，吉林省吉林市人，浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，高級工程師，主要從事環(huán)境工程方面研究；嚴(yán)銘（1995-），男，浙江紹興人，浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生，主要從事環(huán)境工程方面研究。