應用組合式生態浮島凈化水體方法探討

陶 陪嚴銘

（浙江工商職業技術學院，浙江 寧波 315000）

應用組合式生態浮島凈化水體方法探討

陶 陪嚴銘

（浙江工商職業技術學院，浙江 寧波 315000）

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

環境；生態浮島；水體凈化

近年來，江河、湖泊、水庫、池塘等水體受到環境污染，造成水體富營養化，破壞了水體的生態平衡。目前，生態浮島在污水治理中的應用越來越受關注，生態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點。

目前，現有的生態浮島普遍存在以下問題：一是浮力有限：現有的生態浮島一般選用發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：浮島植物是生態浮島的重要組成部分，它既是浮島生態功能的承擔者，同時也是浮島景觀效果的體現者，但現有的生態浮島的植物配置難以兼顧景觀和生態兩大功能。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，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，而且增加維護成本。三是結構不穩固：傳統的浮島一般采用繩索等連接，耗時且易散架，抗風浪能力較差，難以抵抗極端的大風、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，本文探討研發一種浮力大、植物多樣性好、結構穩固及使用壽命長的組合式生態浮島。組合式生態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，陸生植物區由植有陸生植物的一個浮島單體組成，沉水植物區由植有沉水植物的四個浮島單體通過連接件組合而成，挺水植物區由植有挺水植物的四個浮島單體通過連接件組合而成，各植物區之間同樣通過連接件連接而使該生態浮島組合為一體。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，保證浮島內部結構的穩定性，進而延長浮島的使用壽命。輻射狀的設計，可增強浮島的緩沖性，進而提升該浮島的抗風浪能力。

圖1 組合式生態浮島俯視圖

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營養鹽以及分泌生物絮凝劑，凈化水質，同時形成高效生物膜。因此，本浮島植物的組合，可兼具凈水、觀賞以及經濟價值，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）能為魚類產卵提供棲息地，從而構建成完善的生物鏈。本實施例中，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層，種植介質層是浮島單體中的主要部分，包括種植層1和保溫層2。為進一步增強浮島單體的浮力，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。為使浮島單體內部結構穩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有第一浮體圈4，而該第一浮體圈下方的種植介質層的外周面上包裹有網狀加強層3，該網狀加強層至少在與種植介質層底部的對應處開設有供根系穿過的孔。網狀加強層選用由耐腐蝕纖維編織而成的編織網，也可選用金屬網等其他材料，網狀加強層的設置可避免種植介質層在水中散架，使得浮島單體整體結構更加穩固。此外，當浮島植物的根系在種植介質層中蔓延并伸出網狀加強層上的孔時，浮島植物、種植介質以及網狀加強層可構成一整體，從而進一步加強浮島單體結構的穩固性。為避免挺水植物倒伏，可在種植介質層上方設置保護介質層5，同時在該保護介質層的外周圍設第二浮體圈，從而進一步增強浮島單體的浮力?？梢?，本組合式生態浮島植物種植無需種植籃，根系可直接吸收養分，形成網狀生物填料，根系分泌生物絮凝劑有利于水質變清，根系有利于魚類產卵和魚幼苗繁殖[3]。

圖3 浮島單體結構示意圖

傳統的浮島浮體抗氧化能力較差，并且氧化分解后會造成二次污染，針對這些問題，本實施例中，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置有抗氧化保護層，從而避免浮體材料氧化分解，增強其耐用性。

與傳統的浮島技術相比，組合式生態浮島由各浮島單體組合而成，不僅方便生產、加工以及安裝，生態浮島中有多個獨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浪能力。另外，浮島單體中沿種植介質上部外周圍設有第一浮體圈，從而保證浮島單體的基本浮力，進一步設置網狀加強層，不僅能避免浮島單體散架，使得浮島單體內部結構穩固，而且當浮島植物的根系在種植介質中蔓延并伸出網狀加強層上的孔時，浮島植物、種植介質層以及網狀加強層能構成整體，從而進一步加強浮島單體結構的穩固性，提升其浮力和抗風浪能力，并且由于根系處附著大量微生物而形成高效生物膜，因此網狀加強層和其上的浮島植物根系可成為魚類產卵的棲息地，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島植物適應性與水質凈化能力研究[D].蘇州：蘇州大學，2015.

[2]王長龍.南四湖濕地植物群落調查及季節動態分析[D].曲阜：曲阜師范大學，2014.

[3]上海圣恩浮田型生態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“農村分布式微小型污水處理技術及產業化示范”（編號2015C10066），浙江省教育廳“村鎮生活污水高效低能耗處理技術示范”（編號Y201534759），浙江省大學生新苗項目（村鎮生活污水處理技術開發）階段性研究成果。

陶陪（1971-），女，吉林省吉林市人，浙江工商職業技術學院副教授，高級工程師，主要從事環境工程方面研究；嚴銘（1995-），男，浙江紹興人，浙江工商職業技術學院學生，主要從事環境工程方面研究。