漂浮湿地系统在水域修复中的运用

生态浮床

漂浮湿地系统在水域修复中的运用

研究内容：本研究是关于漂浮湿地系统的。该系统的特别之处就是能漂浮在水体上并能提供植物生长的营养基质。

研究背景：世界环境法规越来越严格,环境问题日益敏感,这推动了废物处理工序或技术不断地发展,而且在解决地下水、开放水体和湿地相关环境问题的领域表现尤为突出。目前，农业生产成为非点源性污染的最主要来源，农田、牧场、饲养场和农场的生产持续向全国范围内的地表水和地下水排放大量氮和鳞。

无论是天然的还是人工的湿地，都可以调节诸如农业灌溉残余和畜牧污水的水质污染。应用人工湿地滞留和消除污染物的技术正日益普及。相关科技精益求精，技术应用不断推广，人工湿地的分布范围也越来越广。人工湿地系统基本被分为两类：地下水位系统和地下径流系统。这些湿地系统在调节水质方面已经获得成功。

就跟国内情况而言，人工湿地系统急需解决的问题包括：超标悬浮固体颗粒总含量、生物耗氧量、磷的超标含量、氮的超标含量，甚至还有粪便大肠菌问题。人工湿地可以有效降低农业排水中的氨和氮含量。氮在湿地中的转换是一个有微生物介入的多程序的复杂过程，涉及硝化作用、脱氮作用、硝酸盐还原作用和固氮作用。在硝化作用中，氨被氧化为亚硝酸盐，亚硝酸盐又被氧化为硝酸盐。不同的微生物参与到了每一个步骤当中。 有机体将亚硝酸盐转化成硝酸盐明显快于将氨转化成亚硝酸盐的过程。硝酸盐和亚硝酸盐通过细菌的脱氮作用将其分解成一氧化二氮和氧化亚氮。亚硝酸物质和氧化亚氮被水表植物进一步变成无害的氮气。氮氧化物的消除引起了湿地系统氨氮平衡并且间接加强了氨的硝化作用。

像芦苇和香蒲等水生植物特别适合应用在湿地系统中，将氮氧化物转换成氮气。 人工湿地最好是建在平坦的地方或者地下水位跟土壤层高度差不多的斜坡。可是，当相对平坦的地势不可求时，废水处理过程就只能在池塘或者人工湖里进行。由于水生植物生长受到池塘或者人工湖的深度限制，所以阻碍了将氮氧化物转化成氮气的正常进行。我们可以用土壤、沙子或者石头来优化水生植物生长的环境，但这却是一项极度消耗人力物力的工程。这需要为湿地植物在废水池中间，表面或者周围寻找一个类似于湿地的环境，以便处理氮氧化物。所以更需要为植物提供一个经济的、易于建造和维护的平地。

研究小结：这种发明就是漂浮湿地，它可以让植物生长在深的废水池或者是表面不能生长植物的贮水池中。通过提供一种和植物生长湿地一样的漂浮的平台，这种飘浮平面的发明，有利于增加生长在湿地系统中的植物数量从而增强消除土壤和水中氮氧化物的能力。这种湿地的结构疏松多孔，因此水生植物的根很容易就可以穿过。

这种疏松多孔的结构还可以让雨水自由的渗透，从而避免暴风雨等自然灾害。这种系统可以保持水土，有利于泥炭藓或者菌种培养基的生长，同时可以阻止其他培养基或一些碎片进入其水下的根部。这使得湿地结构更加耐用，低成本和方便组装。这种系统通常由一个或者多个漂浮嵌板组装而成。这些漂浮嵌板是多元化的聚合塑胶板，拥有泡沫颗粒排列堆积层结构，分正反两面。每一个有泡沫颗粒的塑胶板都与其相邻的塑胶板或上或下的叠放在一起，其中间的空隙也由聚合在一起的泡沫颗粒填充。

在塑胶板的缝隙中有足够的空间，以便雨水渗透，要让植被的根能够很容易地从嵌板的正面穿透到背面。

由模板材料形成聚合泡沫的粒子包括一种或者多种从聚烯烃，聚乙酸乙烯酯和聚亚安酯中选择出来的聚合物。更有利的是：聚合泡沫粒子的直径在0.25–3.0英寸之间。聚合物粒子可以通过各种方式结合，包括热粘合，针穿孔，缝合以及化学键合。而且，聚合泡沫粒子可以保温。

漂浮嵌板相对比较薄，例如：浮选板的正反两面之间的厚度在7–250 mm之间。具体的优点体现在：一般漂浮嵌板的厚度在10–40 mm之间, 它的厚度却在20–28 mm之间。而这种浮选板相对比较紧密，这种漂浮嵌板的典型的密度范围在1.5–20 lb/ft3之间，而一般密度大约在10 –16 1b/ft3之间，主要是在12–15.5 lb/ft3范围内。尽管对比较致密，但是这种漂浮嵌板仍然保持轻便。这种漂浮嵌板的浮力大约在40–60 lb/ft3之间。 如上所述，湿地结构通常由一个或者多个悬浮板形成。多个悬浮板用可选择的纤维层或者缆绳等其他方式联接在悬浮板正面的任何部位。纤维层可以从聚酯，尼龙，玻璃，丙烯酸，亚麻和聚烯烃中选择出的一种或者多种纤维合成。由纤维合成的纤维层具有的密度范围为：10–45。这种纤维层可能有任何一种结构。其优点在于，这种纤维层不是纺织的纤维。 模范纤维层的重量范围一般在3–50 oz/yd2 范围内。浮选板包含一个与反面相连的第二重纤维。该项发明还涵盖所有湿地系统，包括应用了优点突出的漂浮嵌板的工程湿地系统。这个湿地体系主要包括水库、礁湖、池塘或者其它含水体系。漂浮湿地结构漂浮在水库的任何一个地方。

水库系统可以进一步把湿地结系统固定在水库边上。这项发明有个优点，就是可以把湿地结构固定在水库的底部，以保证其平稳。每个水库的表面都可以安置一组或者多组漂浮板。植被固定在湿地结构的上部，一旦建立这种结构，植被可以自给自足，永久固定。 目前的研究还围绕治理污水的方法进行，主要包括把污染的水回灌到应用了研究成果的具有植被覆盖的人工湿地系统中，这样一个系统可以保证植被有足够的时间清除废水中的污染物。水中的污染物被表面植被的根所吸收，通过植被的自然生理转换，转变成无害的副产物。而氨和硝酸盐，将作为副产物以氮气的形式排出。

目前南海主要采用五种农村治污新模式，包括组合式生活污水自然净化工程、生态浮床、人工湿地、埋地式小型污水处理装置、无管网污水处理系统。据介绍，生态浮床，就是可移动的人工湿地，在上面栽种水生植物比如水生美人蕉、风车草、再力花、梭鱼草、鸢尾、花叶芦苇、狐尾藻等，利用植物的根系对水体营养盐的吸收达到净化水体的目的，这样能够解

决偏远农村的污水处理难题。黄俊艺表示，生态方法水体修复技术工程投资和运行费用低、运行管理简单、处理效果明显、抗冲击负荷能力强等特点，特别适合应用于技术管理要求不高、规模较小的农村作污水辅助处理，还可以结合景观改善及城镇休闲场所建设。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/a9yf.html