城市污染河道修复的生态浮床技术及机理

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理论研究

城市污染河道修复的生态浮床技术及机理

季　强

（浙江广川工程咨询有限公司,杭州 310020）

摘　要：近年来，随着城市经济的发展，城市河道的污染也随之加重，严重影响了城市居民的生活，阻碍了城市的可持续发展，因此，为防止环境变化日趋恶劣，生态浮床技术将逐渐运用到河道污染的修复中。本文从城市河道污染的修复出发，探讨了生态浮床技术及其机理。关键词：城市河道；污染；生态浮床

　　城市的形成和河道的发展密切相关，城市河道是城市生态平衡的重要因素。城市河道对城市生产生活产生了重要的影响，不仅可以起到运输的作用，同时可以蓄水排涝，还有美化环境的作用。随着服务行业的发展，河道还具有旅游娱乐的功能。然而，随着经济的发展和城市化进程的加快，城市对水资源的需求也不断增加，带来了水质恶化的问题，河道污染越来越严重。近年来，河道污染给人们的发展带来巨大威胁，因此，如何恢复河道生态成为河道修复的重点问题。

2　生态浮床技术对城市污染水体的净化机理

　　生物浮床技术对城市污染水体的净化机理表现在以下几个方面：2.1　氨素去除机理

　　污染水体中一般含有大量的氮，这些氮有4种存在形式，分别为有机氮、氨氮、亚硝态氮以及硝态氮。其中，城市河道里含有的有机氮以及氨氮最多。生态浮床技术通过多种途径去除水体中的氮气。当氮随着污水进入河流以后，在浮床系统中与植物以及微生物发生一系列化学、物理和生化反应，使水头中的氮素脱离。2.2　磷素去除机理

　　水体磷的去除主要是依靠植物的吸收、沉淀以及吸附作用和微生物固定这几种方式。水体中磷的存在形式主要是聚磷酸盐、正磷酸盐和有机磷。聚磷菌对于去除水体中的磷具有很好的作用。聚磷酸产生依赖于水体的质量，它需要有一个好的氧气交换条件实现好氧和厌氧的交替出现，以及浮床植物的光合反应、暗反应交替进行。这是生物除磷的机理所在。植物对磷的吸收很慢，但是利用浮床植物的吸收确实有很好的效果。

2.3　水体CODmn去除机理

　　浮床系统对CODmn的降解主要是依靠植物根系的生物膜以及植物根系附着的大量微生物活动来完成。而溶解氧为微生物提供了良好的生存环境，影响了有机物的降解，因此对CODmn的降解表现为对好氧的降解过程。浮床植物上附着的藻类和微生物对CODmn的讲解有显著的作用。植物根系附着大量的藻类，它们通过光合作用消耗水体中一部分的有机物，能够净化水体。2.4　改善水体pH值

　　生物浮床是河道污染治理的一项重要技术，一方面，可以通过浮床植物吸收富营养水体中的营养物质，另一方面，浮游植物可以通过光合作用以及呼吸作用改善水体的pH值，促使水体污染物的分解和转化。

2.5　植物种植密度控制方法

　　生物浮床植物种植密度也会对水体产生影响，具体的说是对水体溶解氧浓度的影响。当水生植物的种植密度比较适宜的时候，植物有很强的供氧能力。

1　生态浮床技术以及我国存在的问题

1.1　生态浮床技术

　　生态浮床技术又称人工浮床技术，主要是运用无土栽培技术，以水生植物为载体，利用水体空间生态位和营养生态位的原则，实现物种间共生关系，建立高效的人工生态系统，用来减少水体污染的负担。生态浮床技术对于改善生物结构，增加生物多样性，净化水质具有重要的意义。生态浮床技术的净化原理在于两点，一是利用水生植物的根系吸附水体的悬浮物，在形成生物膜后可以代谢水中的污染物，另一方面它具有遮挡阳光的作用，抑制浮游生物的生长。

　　生态浮床按照功能分为三类，分别是：消浪、水质净化和提供栖息地。外观上有三角形、长方形以及圆形等。目前用于净化水质的浮床是有框架形，这种浮床一般由框架、浮体、基垫以及固定装置等几部分构成。

1.2　生态浮床技术的优点

　　生态浮床技术经过多年的发展和应用，目前已经较为成熟，在国内外湖泊和河道污染水体修复中大量应用，在降解水体污染、 美化景观等方面发挥了非常好的作用。表现出以下优点：

　　（1）在水体污染现场进行，不受水体深度、透光度和富营养化程度的限制,特别适合城市水体富营养化的治理；

　　（2）费用低廉,与传统治污技术相比，生态浮床工艺可节省一半以上的建设费用，并且建成之后，维护费用比较低；

　　（3）创造生物的生活空间，浮岛本身具有遮蔽条件,构成鱼类、岛类生息的良好生境；

　　（4）改善景观，美化城市环境。可以通过浮岛种植一些观赏性的植物，营造水体景观；

　　（5）浮床上的生物终端产品能产生经济效益,易被治理者和地方政府所接受。

1.3　我国生态浮床技术存在的问题

　　经过不断地发展，我国的生态浮床技术在完善的同时也存在一些问题。

　　（1）推广比较困难。与湖泊河流相比，城市河道的水流、温度、风速不同，水体的富营养化程度不同，难以制定一个统一的技术标准。

　　（2）难以进行机械化操作。生态浮床位于水流上方，日常的管理活动都是在水面上进行的，机械化操作不易于进行。

　　（3）施工周期长。浮床需要现场种植，种植的植物需要一定的生长周期才能达到修复河道的目的。

　　（4）抗灾害能力弱。浮床上种植的水生植物以及水生蔬菜一旦受到风浪的袭击，难以抵抗。　　（5）使用空间小。目前对浮床技术都应用在面积比较小的水面上，难以达到对大面积河道的修复效果。

3　结束语

　城市污染河道的修复是一个长期的工程，通过生态浮床技术利用水生植物能够对河道污染起到修复的作用。植物与环境之间的相互作用十分复杂，生物浮床技术利用生物的吸收、吸附以及降解和元素之间的相互作用，减少污染水体的有害物质，达到净化水质的目的。尽管我国对生物浮床技术的研究取得了一定的成果，但是还需要进一步探讨，将生物浮床技术发展成熟，满足城市污染河道水质修复的目的，改善城市生态环境。

参考文献：

[1]胥丁文,陈玲娜,马前等.生态浮床技术的应用及研究新进展[J].中国给水排水,2010,26(14):11-15.

[2]汪开英,郑水生,郭宗楼等.提高生态浮床系统脱氮除磷效率研究进展[J].湿地科学,2012,10(1):116-120.