生态浮床技术应用研究

环境工程

生态浮床技术应用研究＊

李梅　孙远奎　张见魁

(山东建筑大学市政与环境工程学院　济南250101)

摘　要　随着工农业的发展,我国的水污染问题日益严重,其中湖泊、水库的富营养化问题尤为突出,如何有效控制水体富营养化是人们关注的热点问题。生态浮床技术以其独特的优点,越来越受到人们的重视,逐渐被应用于富营养化水体的治理中。分析了该技术的工作原理,介绍了国内外的一些应用实例,最后结合应用中存在的问题,对其发展前景进行了展望。

关键词　生态浮床　净化机理　应用实例　发展前景

The Applicatio n Research of Ecological Floating Bed Technology

LI Mei　SUN Y uankui　ZHANG J iankui

(Sc hool of Municipal and Envir onmental Engineer ing,Shandong Jianzhu Unive rsit y　Jinan250101) Abstract　Wit h the development of industry and agricul ture in China,water environment has been damaged s eriousl y,and the eutrophication proble m of lakes and reservoirs is particularly prominent.How to effectively control the eutrophic water bodies has been a hot iss ue now.Due to s ome special advantages,ecological floating bed has been paid more and more attention now,being graduall y appl ied in the treat ment of eutrophic water bodies.The working mec hanis m and res earch progres s of this proces s are firstly expounded in this paper,then s ome examples at home and abroad are introduced and finally the development orientation is pros pected according to the problems exis ted in the practice.

Key Words　ecological fl oating bed　purification mechanis m　applications　advancement pros pect

水体富营养化已成为我国突出的水环境问题,据2008年环境状况公报报道,全国28个国家重点监控湖泊中,约有78.6%的湖泊为Ⅳ类-劣Ⅴ类水质,46%的湖泊处于不同程度的富营养化状态。传统的物理、化学、生化方法修复受污染水体虽然理论基础比较扎实,但是存在着投资大、难操作、易产生二次污染、处理效率低等问题,难以推广应用。因此,探索更加行之有效的水质净化技术是各国研究者的目标,生态浮床技术就是近年来备受广大专家学者重视的一种生态修复技术。

1　生态浮床技术及净化机理

生态浮床技术是应用无土栽培技术,把水生植物或改良驯化的陆生植物移栽到漂浮在水面且可承受较大重量的竹子、聚苯乙烯发泡板等材料做成的载体上,通过植物深入水中的强大根系吸收、吸附、截留水体中的氮磷等营养物质,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目的[1-3],是一种行之有效的原位生态修复技术。该技术的关键是通过植物吸收、富集、吸附、分解代谢等途径来实现净化水质的目的。

(1)对氮磷等污染物质的吸收富集作用。水生植物能吸收水体中的营养物质来满足植物体本身的生长发育需要,其吸收同化速率与植物的生长速度、水体营养物的质量浓度呈正相关[4]。另外,氮磷元素能被植物根系上附着的微生物矿化,从而更有利于植物吸收。

(2)对污染物的吸附、降解作用。水生植物发达的根系与水体接触面积大,可以形成密集的过滤层,当水流通过时,可以截留水体中的污染物质,并在其表面进行离子交换、整合、吸附、过滤等反应。植物根系还能分泌大量的酶,从而加速水体中大分子污染物质的分解[5]。

(3)微生态系统的作用。水生植物发达的根系为微生物的生存提供了必要的场所,微生物吸附降解水中的有机污染物,种群数量不断扩大,形成一层生物膜,这个生化反应活跃的地带,被称为“根际区”[6]。植物光合作用产生的氧气可通过根系向水体中释放,从而在根际区附近形成许多缺氧和好氧小区,为好氧、兼性厌氧和厌氧微生物的生存提供了适宜的环境,有利于硝化反硝化反应的进行和磷的同化吸收。同时,由于植物根系对介质的穿透作用,使介质中形成了许多微小的气室或间隙,减小了介质的封闭型,增强了介质的疏松度,从而使介质的水力传输得到加强和维持[7],有利于生化反应的进行。

(4)抑藻作用。高等水生植物在和藻类竞争吸收水体中的氮磷营养物质时处于优势地位,从而使其因缺少营养而死亡;同时有些植物根系还能分泌抑藻物质,破坏藻类正常的生理代谢,迫使藻类死亡。

2　生态浮床技术的应用

2.1　国外应用实例

20世纪初期,浮床技术开始兴起并被用作鸟类栖息地和鱼类的产卵场所。20世纪80年代,德国学者设计出了现代的生态浮床,并首次将其应用于净化污染水体。1995年国际湖泊会议召开后,该技术被进一步认可,并迅速在日本、欧美等发达国家得到推广应用。日本的生态浮床总面积可达

＊基金项目:山东省科技攻关项目(2005GG21006001)。

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2010年第36卷第1期

January2010 工业安全与环保

Indus trial Safet y and Environmental Protection