应用组合式生态浮岛净化水体方法探讨

陶 陪严铭

（浙江工商职业技术学院，浙江 宁波 315000）

应用组合式生态浮岛净化水体方法探讨

陶 陪严铭

（浙江工商职业技术学院，浙江 宁波 315000）

近年来，江河、湖泊、水库等水体的生态平衡受到严重破坏，生态浮岛净化水体效果好、成本低还可以美化景观，已被广泛应用。但是目前的生态浮岛应用存在浮力有限、浮岛植物单一、结构不稳固等缺点。为解决上述问题，探讨一种组合式生态浮岛的应用，具有浮力大、结构稳固、植物多样美观、净化效果好及使用寿命长的特点。

环境；生态浮岛；水体净化

近年来，江河、湖泊、水库、池塘等水体受到环境污染，造成水体富营养化，破坏了水体的生态平衡。目前，生态浮岛在污水治理中的应用越来越受关注，生态浮岛利用其上栽培的植物以去除污染水体中的氮、磷等污染物，抑制水体中的藻类过度生长，同时还可以美化水体景观，具有无需占地、成本低廉以及净化效果好等优点。

目前，现有的生态浮岛普遍存在以下问题：一是浮力有限：现有的生态浮岛一般选用发泡塑料或再生塑料作为基本材料，虽然制作成本相对较低，但浮力有限，且易破碎而散漂在水上，难以降解而造成二次污染。二是浮岛植物单一：浮岛植物是生态浮岛的重要组成部分，它既是浮岛生态功能的承担者，同时也是浮岛景观效果的体现者，但现有的生态浮岛的植物配置难以兼顾景观和生态两大功能。此外，由于浮力有限，无法栽种大型植物，而且大部分浮岛植物无法过冬，尤其是在冬季天气较冷的北方地区，浮岛植物需要在第二年春天重新种植[1]，不仅影响景观效果，而且增加维护成本。三是结构不稳固：传统的浮岛一般采用绳索等连接，耗时且易散架，抗风浪能力较差，难以抵抗极端的大风、大雨以及大浪天气，并且浮岛材料聚乙烯等容易氧化分解，从而缩短其使用寿命。

针对以上的问题，本文探讨研发一种浮力大、植物多样性好、结构稳固及使用寿命长的组合式生态浮岛。组合式生态浮岛是由各浮岛单体通过连接件连接组合而成，呈辐射状（本实施例中具体呈十字状）布置，在陆地上完成拼装连接，依次从内置外将各浮岛单体通过连接件连接组装。具体如图1所示，陆生植物区由植有陆生植物的一个浮岛单体组成，沉水植物区由植有沉水植物的四个浮岛单体通过连接件组合而成，挺水植物区由植有挺水植物的四个浮岛单体通过连接件组合而成，各植物区之间同样通过连接件连接而使该生态浮岛组合为一体。连接件选用不锈钢本体和涂覆在该不锈钢本体外的防水涂料层，这样可有效避免连接件被腐蚀氧化，保证浮岛内部结构的稳定性，进而延长浮岛的使用寿命。辐射状的设计，可增强浮岛的缓冲性，进而提升该浮岛的抗风浪能力。

图1 组合式生态浮岛俯视图

如图2所示，多种植物的组合，可增加浮岛的植物多样性，陆生植物挺水植物和沉水植物的组合，可使组合生态浮岛获得良好的景观效果，并且挺水植物的根系以及沉水植物的根系能吸收水体中的N、P营养盐以及分泌生物絮凝剂，净化水质，同时形成高效生物膜。因此，本浮岛植物的组合，可兼具净水、观赏以及经济价值，形成多层次的植物群，位于水面上的浮岛植物群有利于野生动物和昆虫的栖息，而位于水面下的浮岛植物群（主要为挺水植物的根系和沉水植物）能为鱼类产卵提供栖息地，从而构建成完善的生物链。本实施例中，陆生植物可以选用柳树、鸡爪槭、茶梅或含笑中的至少一种，挺水植物可以选用荷花、黄菖蒲或睡莲中的至少一种，沉水植物可以选用眼子菜或金鱼藻中的至少一种[2]。

图2 组合式生态浮岛剖面图

浮岛单体可为多种形状，如方形、多边形以及圆形等，本实施例中该浮岛单体为方形，如图3所示，其包括上述浮岛植物和用于种植该浮岛植物的种植介质层，种植介质层是浮岛单体中的主要部分，包括种植层1和保温层2。为进一步增强浮岛单体的浮力，种植层由土壤、软性纤维材料、保水剂以及缓释肥等混合而成，保温层由软性纤维材料组成，软性纤维材料可选用岩石棉或椰子纤维。保温层的设置，可提升浮岛的耐寒能力，使得浮岛植物能安全过冬，避免多次重复栽种，也可提升浮床的冬季景观效果。此外，种植层与保温层能减轻浮岛单体的总重。为使浮岛单体内部结构稳固且获得较大的浮力，种植层向下延伸而形成一定厚度且沿其上部外周围设有第一浮体圈4，而该第一浮体圈下方的种植介质层的外周面上包裹有网状加强层3，该网状加强层至少在与种植介质层底部的对应处开设有供根系穿过的孔。网状加强层选用由耐腐蚀纤维编织而成的编织网，也可选用金属网等其他材料，网状加强层的设置可避免种植介质层在水中散架，使得浮岛单体整体结构更加稳固。此外，当浮岛植物的根系在种植介质层中蔓延并伸出网状加强层上的孔时，浮岛植物、种植介质以及网状加强层可构成一整体，从而进一步加强浮岛单体结构的稳固性。为避免挺水植物倒伏，可在种植介质层上方设置保护介质层5，同时在该保护介质层的外周围设第二浮体圈，从而进一步增强浮岛单体的浮力。可见，本组合式生态浮岛植物种植无需种植篮，根系可直接吸收养分，形成网状生物填料，根系分泌生物絮凝剂有利于水质变清，根系有利于鱼类产卵和鱼幼苗繁殖[3]。

图3 浮岛单体结构示意图

传统的浮岛浮体抗氧化能力较差，并且氧化分解后会造成二次污染，针对这些问题，本实施例中，第一浮体圈4和第二浮体圈6整体采用抗氧化材料制成，如HDPE等，该材料不易分解氧化，不增加外来污染，从而能有效延长浮岛的使用寿命。第一浮体圈和第二浮体圈的外表面均设置有抗氧化保护层，从而避免浮体材料氧化分解，增强其耐用性。

与传统的浮岛技术相比，组合式生态浮岛由各浮岛单体组合而成，不仅方便生产、加工以及安装，生态浮岛中有多个独立的浮岛单体提供浮力，从而保证浮岛的总体浮力（保障载人）以及提升浮岛的抗风浪能力。另外，浮岛单体中沿种植介质上部外周围设有第一浮体圈，从而保证浮岛单体的基本浮力，进一步设置网状加强层，不仅能避免浮岛单体散架，使得浮岛单体内部结构稳固，而且当浮岛植物的根系在种植介质中蔓延并伸出网状加强层上的孔时，浮岛植物、种植介质层以及网状加强层能构成整体，从而进一步加强浮岛单体结构的稳固性，提升其浮力和抗风浪能力，并且由于根系处附着大量微生物而形成高效生物膜，因此网状加强层和其上的浮岛植物根系可成为鱼类产卵的栖息地，有利于组建完美的生物链，既美好景观，又可以净化水体。

[1]王亚艳.河道治理中湿地型生态岛植物适应性与水质净化能力研究[D].苏州：苏州大学，2015.

[2]王长龙.南四湖湿地植物群落调查及季节动态分析[D].曲阜：曲阜师范大学，2014.

[3]上海圣恩浮田型生态浮床适合各种大小人工湖水体净化和水上造景功能 [EB/OL].http：//www. hbzhan.com/offer_sale/detail/4676391.html.

【责任编辑：黄素华】

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

宁波市科技局“农村分布式微小型污水处理技术及产业化示范”（编号2015C10066），浙江省教育厅“村镇生活污水高效低能耗处理技术示范”（编号Y201534759），浙江省大学生新苗项目（村镇生活污水处理技术开发）阶段性研究成果。

陶陪（1971-），女，吉林省吉林市人，浙江工商职业技术学院副教授，高级工程师，主要从事环境工程方面研究；严铭（1995-），男，浙江绍兴人，浙江工商职业技术学院学生，主要从事环境工程方面研究。