主动式人工浮岛技术治理污染水体.docx

主动式人工浮岛技术治理污染水体【摘要】基于水体原位修复的概念针对人工浮岛存在的问题提出一个解决方案--主动式人工浮岛技术将人工浮岛与水体充氧和水体循环技术相结合利用太阳能供能大大提高人工浮岛的水质净化效率。【关键词】人工浮岛主动式人工浮岛治理污染水体水体修复1人工浮岛概述人工浮岛又称人工浮床、生态浮床、生态浮岛是一种由人工设计建造的漂浮在水面上供植物、动物和微生物生长、栖息、繁衍的生物生态设施[l]。通过植物根系的过滤、吸收、吸附作用和根系生态系统的物质转化途径削减水体中的氮、磷、有机物等营养物质并以收获植物体的形式将其搬离水体从而达到净化水质的效果同时又为生物（鸟类、鱼类）创造了生息空间从而增加物种多样性又可以营造水上景观。人工浮岛是一种具有净化污染、修复生境、恢复生态、改善景观等多种功能的原位生态修复技术而且还具有施工简单、工期短、造价低、不耗能、运行管理容易等优势在污染水体的综合治理中具有良好的推广应用前景。2人工浮岛技术原理人工浮岛对水体的生态修复技术原理有以下几点：（1）对有机污染物的去除。主要有以下3个途径：Ⅰ.较大的不溶性有机颗粒团经植物根系截留可部分被微生物降解；Ⅱ.污水中的可溶性有机物可被植物根系表面的生物膜吸附、吸收和代谢作用降解；Ⅲ.通过对植物收割将新的有机体从水体中去除。系统中有机物的去除主要是微生物的好氧降解作用即浮岛系统的水生植物通过茎和根向其根区输送氧气从而使根区附近变为好氧环境有利于微生物对水体中有机物的好氧分解以达到降低水体化学需氧量（COD）生化需氧量（BOD）的目的。（2）对氮、磷的去除。氮的去除主要是经过系统中微生物的硝化与反硝化作用后成为气态化合物进入大气；也有一部分无机氮作为植物生长过程中不可缺少的物质被植物吸收摄取并同化为自身的结构组成物质（蛋白质和核酸等）。磷也是植物必需的营养元素磷的去除主要是植物的吸收和微生物的同化以及聚磷菌的过量摄磷作用。（3）对重金属的去除。环境中的重金属和一些有机物并非是植物生长所需要的达到一定程度后具有毒害作用对于此类化合物一些植物也演化出了特定的生理机制使其脱毒并能对重金属进行吸收、富集从而具有一定的去除水体重金属污染功能。通常是通过鳌合和区室化等作用[2]来耐受并吸收富集环境中的重金属这种机制也存在于许多水生植物中使许多水生植物可大量富集水中的重金属[3]。（4）抑制藻类的生长。高等水生植物和藻类在营养物质和光能的利用上是竞争者前者个体大生命周期长吸收贮存营养物质的能力强因此与藻类竞争吸收水体中的氮磷物质时处于优势地位从而使藻类缺少营养而死亡。有些植物通过根部向水体中释放化感物质通过化感作用或克藻效应抑制有害水藻的生长从而净化水环境可有效防止水华或者赤潮的发生。3主动式人工浮岛技术微生物对有机物的降解主要是好氧降解可见系统中溶解氧含量与有机物的去除密切相关。另外系统中氧含量也是影响氮和磷净化效果的关键因素。由于系统中植物根系周围形成了许多好氧、缺氧、厌氧小区使得硝化和反硝化作用同时进行。硝化作用是在好氧条件下进行的反硝化作用则在厌氧条件下进行而且硝化作用是反硝化作用进行的前提和基础增加溶解氧有利于系统对氮的去除。增加植物根系附近介质中的溶解氧可以有效地增强根系微生物的代谢作用使嗜磷菌的呼吸代谢活动加强对磷的降解吸收起到一定的促进作用。所以提高系统中溶解氧含量能提高系统的净化效能。水生植物的根系虽然很多但在修复较深水体时却有些不足。水生植物根系仅能达到较浅区域并对较浅区域进行较好的修复作用而对深层水体中污染物的净化效果较慢所以生态浮床在修复较深水体时可能会出现污染物分区现象。运用水体循环技术使浅层水体和深层水体形成环流有利于提高水体深层污染物的净化效果。针对人工浮岛以上的问题提出了一个解决方案--主动式人工浮岛技术将人工浮岛与水体充氧和水体循环技术相结合人工营造一个水生植物、水生动物、微生物良好的生长环境大大提高人工浮岛的水质净化能力将水质净化与水面的人工浮岛有机结合。3.1主动式人工浮岛技术特点采用人工曝气的方式向水体充氧加速水体复氧过程以提高水体中溶解氧含量增强水体中好氧微生物的活力使水体中的污染物质得到净化以改善水质。另一方面直接利用曝气制造循环流搅动水流加快水体传质提高水体液面更新速率提供充氧效率从而改善微生物生长环境实现高效的原位生物降解；曝气形成环流有利于净化后水体与污染水体的交换有利于浅层水体与深层水体的交换扩大系统有效的净化面积。传统的机械曝气方法如固定的充氧站、水下设置曝气充氧机[4]等能有效控制和延缓水体富营养化。但曝气