生态浮床的结构、设计、布局及管理
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生态浮床由什么组成生态浮床的特点是经久耐用,需要抗老化、无污染,耐腐蚀;经济性,达到设计效果的同时减少投资成本;可扩展,便于运输易于拼接,可自由组合。
那么生态浮床由什么组成?生态浮岛是绿化技术与漂浮技术的结合体,一般由四个部分组成,即浮岛框架、植物浮床、水下固定装置以及水生植被。
1.植物:一般选择各类适宜的陆生植物和湿生植物。
2.浮床框体:框架可采用亲自然的材料如竹、木条、芦苇帘、藤条等,植物生长的浮体一般是由高分子轻质材料制成,质轻耐用。
现在材质选用成型环保PE材料。
考虑到浮床的单体形状必须容易组装,组装后需要便于植物的种植、收割,布设后要方便检修通行,单体与单体之间连接的便利性和组合后的组合单元的经济性。
3.栽培基质:植物栽培基盘用椰子树的纤维、鱼网之类的材料和土壤混合在一起使用的比较多,由于装入土壤会增加重量且促进水质恶化,目前使用的比较少,只有20%左右。
湿式浮岛上面通常栽植水生植物花卉,如荷花、芦苇、香蒲、茭白、水葱、美人蕉、千屈菜等等。
4.外形:一块浮岛的大小一般来说边长2~3m的比较多形状上四边形的居多,也有三角形、六角形或各种不同形状组合起来的。
施工时趋向各单元之间留一定的间隔,相互间用绳索连接。
这样做:①可防止由波浪引起的撞击破坏;②可为大面积的景观构造降低造价;③单元和单元之间会长出浮叶植物、沉水植物,丝状藻类等也生长茂盛,成为鱼类良好的产卵场所、生物的移动路径;④有水质净化作用。
5.固定:人工浮岛的水下固定,既要保证浮岛不被风浪带走,还要保证在水位剧烈变动的情况下,能够缓冲浮岛和浮岛之间的相互碰撞。
水下固定形式要视地基状况而定,常用的有重量式、锚固式、杭式等。
另外,为了缓解因水位变动引起的浮岛间的相互碰撞,一般在浮岛本体和水下固定端之间设置一个小型的浮子的做法比较多。
也可以通过木桩将其固定。
设计通过直径150毫米,长度为4米的木桩对浮床进行固定,木桩浮出水面10-20cm,其余部分打入水中,作为固定。
生态浮床的结构组成和作用概述及解释说明1. 引言1.1 概述生态浮床是一种结构特殊的人工生态系统,被广泛应用于水体修复和保护方面。
它由浮床材料、浮床框架和浮床连接件等组成,通过这些组成部分的协同作用,实现对水生生物栖息地的提供与保护、水质净化与改善以及蓄水调洪与防护等多种功能。
本文将详细介绍生态浮床的结构组成和作用,并解释说明二者之间关系的机制。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行叙述。
引言部分在对生态浮床进行概述的基础上,介绍了文章整体结构和每个部分所涵盖的内容。
第二部分将重点讨论生态浮床的结构组成,包括浮床材料、浮床框架和浮床连接件等部分。
第三部分将概述生态浮床的作用,主要涉及到水生生物栖息地提供与保护、水质净化与改善效果以及蓄水调洪与防护功能等方面。
第四部分将详细解释说明生态浮床的结构组成和作用之间的关系,包括结构对作用的影响机制解析、结构优化对作用增强效果的分析,以及作用实践案例和效果评估的介绍。
最后,第五部分为结论部分,总结了本文的研究内容,并展望了未来研究方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍生态浮床的结构组成和作用,并深入解释说明二者之间的关系。
通过对生态浮床相关知识和实践案例的梳理与总结,期望能够为生态浮床在水体修复与保护中的应用提供科学依据和参考。
此外,通过对结构组成与作用关系机制的解析,也有助于进一步优化设计和改进生态浮床技术,提高其效率与可行性。
2. 生态浮床的结构组成:2.1 浮床材料:生态浮床的结构主要由一些特殊的材料构成,这些材料必须具备一定的特性以适应水生环境,并且能够与水中植被和动物相互作用。
常见的浮床材料包括塑料网格、聚乙烯泡沫板等。
塑料网格是最常用于浮床的材料之一。
它通常由高密度聚乙烯或聚丙烯等可回收塑料制成,并具有良好的耐腐蚀性和抗紫外线能力。
塑料网格具有开放的结构,能够提供充足的氧气和阳光进入水体,从而促进水中光合作用和溶解氧生成。
聚乙烯泡沫板也是常见的浮床材料之一。
生态浮岛(浮床)方案1.生态浮岛技术介绍采用生态技术对河道湖泊进行水质恢复是一种经济而有效的生态途径,目前在国内经济发达地区已经被广泛应用。
生态技术也就是我们常说的人工湿地、生物浮岛,它包括微生物、水生植物、水生动物等组成的生态平衡系统。
城镇河道、湖泊由于空间和水位变化的限制,湿地技术的应用受到很大的影响。
而人工生物浮岛作为一项新兴技术,不受水位变化的影响,维护管理方便。
现在,生态浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能,在水位波动大的水库或因波浪的原因,难以恢复岸边水生植物带的湖沼或是在有景观要求的湖泊、河道等封闭性水域得到广泛的应用。
2.水生植物在生物浮岛上的应用水生植物包括湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物五种类型。
其中湿生植物、挺水植物、浮叶植物及漂浮植物在富营养化条件下其生产力可以超过陆生植物。
利用水生植物富集N、P 是治理、调节和抑制水环境富营养化的有效途径之一。
2.1生物浮岛水生植物选择原则1.选择的植物应为适宜水系水质条件生长的多年生水生植物;2.以耐污抗污、且具有较强的治污净化潜能的植物为主;3.根系发达、根茎分蘖繁殖能力强,即个体分株快;4.植物生长快、生物量大;5.满足景观空间形态的需求,综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织。
2.2常用水生植物植物的选择、种植密度及群落配置对净化效果有很重要的影响。
一般选择种植:美人蕉、旱伞草、香蒲、菖蒲、千屈菜、粉绿狐尾藻、黄菖蒲等。
3.生态浮岛的载体要求目前,国内浮岛建设上形式各样。
主要区别大都在浮岛载体上,良好的耐用的浮岛需要满足以下条件:1.结构具有足够的稳定性,防止被风浪吹走或是单元之间的碰撞;2.经久耐用,需要抗老化、无污染,耐腐蚀;3.经济性,达到设计效果的同时减少投资成本;4.可扩展,便于运输易于拼接,可自由组合。
4.本浮岛的结构特点浮岛单元可根据生物浮岛的设计形状进行适当组合。
生态浮岛(浮床)方案1.生态浮岛技术介绍采用生态技术对河道湖泊进行水质恢复是一种经济而有效的生态途径,目前在国内经济发达地区已经被广泛应用。
生态技术也就是我们常说的人工湿地、生物浮岛,它包括微生物、水生植物、水生动物等组成的生态平衡系统。
城镇河道、湖泊由于空间和水位变化的限制,湿地技术的应用受到很大的影响。
而人工生物浮岛作为一项新兴技术,不受水位变化的影响,维护管理方便。
现在,生态浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能,在水位波动大的水库或因波浪的原因,难以恢复岸边水生植物带的湖沼或是在有景观要求的湖泊、河道等封闭性水域得到广泛的应用。
2.水生植物在生物浮岛上的应用水生植物包括湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物五种类型。
其中湿生植物、挺水植物、浮叶植物及漂浮植物在富营养化条件下其生产力可以超过陆生植物。
利用水生植物富集N、P 是治理、调节和抑制水环境富营养化的有效途径之一。
2.1生物浮岛水生植物选择原则1.选择的植物应为适宜水系水质条件生长的多年生水生植物;2.以耐污抗污、且具有较强的治污净化潜能的植物为主;3.根系发达、根茎分蘖繁殖能力强,即个体分株快;4.植物生长快、生物量大;5.满足景观空间形态的需求,综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织。
2.2常用水生植物植物的选择、种植密度及群落配置对净化效果有很重要的影响。
一般选择种植:美人蕉、旱伞草、香蒲、菖蒲、千屈菜、粉绿狐尾藻、黄菖蒲等。
3.生态浮岛的载体要求目前,国内浮岛建设上形式各样。
主要区别大都在浮岛载体上,良好的耐用的浮岛需要满足以下条件:1.结构具有足够的稳定性,防止被风浪吹走或是单元之间的碰撞;2.经久耐用,需要抗老化、无污染,耐腐蚀;3.经济性,达到设计效果的同时减少投资成本;4.可扩展,便于运输易于拼接,可自由组合。
4.本浮岛的结构特点浮岛单元可根据生物浮岛的设计形状进行适当组合。
生态浮床施工说明一、工程概况本工程位于筼筜湖干渠上,干渠高潮时水深:岸边0.7-0.8米,中间1.2-1.5米。
共计46个生态浮床,由32根木桩、32根竹杆、渔网、锚及砖头组组成。
生态浮床采用¢100以上木桩固定在河床上,相邻木桩间隔5米,木桩长度根据实际需要选定,固定好之后要求露出水面10-15cm。
木桩共计32根。
相邻木桩间架设竹杆,竹杆长度大于5米,竹杆采用钢丝绑扎在桩顶。
竹杆共计32根。
渔网设在木桩及竹杆加上,渔网网孔直径2cm左右,必须是耐海水腐蚀的尼龙网,可参照海滩围网用的渔网。
渔网总计160米长。
每两个浮床用砖头组固定,共计68组砖头组;每砖头组由3块空心砖组成,共计204块砖。
二、施工工艺1、工艺流程:搭设水上操作平台→测量放线→→打木桩→架设竹杆→绑扎渔网→挂砖头组。
2、搭设水上操作平台:根据生态浮床所处位置、水位、河床地质情况,可采用钢管、木板搭设临时水上操作平台,或采用浮排作为临时操作平台。
3、测量放线:根据建设单位提供的坐标控制点和水准点,将生态浮床的四个角点引测到水面上,利用钢管打入河床作为控制桩,桩位之间的距离校核可用钢尺丈量,然后将水准点引测到其中一根控制桩上。
4、施打木桩:木桩为¢100以上生松木桩,长度根据现场情况选定,桩尖人工削尖,为避免桩头破坏,施打时加设桩帽或桩箍。
打桩采用水上平台上架设简易桩架,利用卷扬机和振动冲击锤锤入;打桩机就位时,应对准桩位,保证垂直稳定,在施工中不发生倾斜、移动;桩位可利用高压水枪先冲击出一个与桩径大小相当的孔,便于松木桩插入固定;桩尖插入桩位后,先用较小的落距冷锤1-2次,桩入土一定深度,再使桩垂直稳定,可目测或用线坠双向校正。
落锤高度宜1-1.5米,打桩宜重锤低击,锤重根据地质条件和施工条件选择;打桩顺序宜先深后浅,先长后短,由中心向四周或一侧向单一方向进行;沉桩过程中,要经常注意桩身有无位移和倾斜现象,如发现问题及时纠正,桩沉至要求深度或达到硬土层,桩身稳定情况符合设计要求可停止打桩。
人工浮床的结构、设计与应用之后,以日本为代表的国家和地区成功地将人工浮床应用于地表水体的污染治理和生态修复。
近年来,我国的人工浮床技术开发及应用正好处于快速发展时期。
研究与应用结果表明,在藻化严重的富营养化水体致力于修复过程中,采用人工浮床作为先锋技术可以使得一部分水生动物得到自然恢复或在人工协助下恢复。
人工浮床类型多种多样,通常按其功能主要分为消浪形、水质净化性和提供栖息地型三类,扶床的外观形状有正方形、三角形、长方形、圆形等多种。
利用生态浮床(ecological floating bed)技术是以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则,建立高效的人工生态系统,以削减水体中的污染负荷。
其最大的优点就是直接利用水体水面面积,不另外占地。
生态浮岛是绿化技术与漂浮技术的结合体,一般由四个部分组成,即浮岛框架、植物浮床、水下固定装置以及水生植被。
框架可采用亲自然的材料如竹、木条等,植物生长的浮体一般是由高分子轻质材料制成,质轻耐用,浮岛上植物一般选择各类适宜的陆生植物和湿生植物。
生态浮床的净化作用原理:一方面,表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,使其成为植物的营养物质,通过光合作用转化为植物细胞的成分,促进其生长,最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐;另一方面,浮岛通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用,减少浮游植物生长量,通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水华”发生,提高水体的透明度,其作用相对于前者更为明显,同时浮岛上的植物可供鸟类栖息,下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境。
生态浮床有净化水质、美化水面景观、提供水生生物栖息空间及进行环境教育等多种功能。
其优点如下:(1)浮岛浮体可大可小,形状变化多样,易于制作和搬运;(2)跟人工湿地相比,植物更容易栽培;(3)无需专人管理,只需定期清理,大大减少人工和设备的投资,降低了维护保养费和设备的运行费用等。
生态浮床施工工艺一、引言生态浮床是一种用于水上植被种植和生态修复的工程技术,它能够提供一个稳定的生长环境,使水生植物得以生长并发挥其生态功能。
本文将介绍生态浮床施工的工艺流程和注意事项。
二、工艺流程1. 筹备工作:在进行生态浮床施工前,需进行充分的筹备工作。
首先需要确定施工区域,通常选择水体边缘或浅水区域。
然后,对施工区域进行测量和勘察,了解水深、水质等情况,并制定详细的施工方案。
2. 材料准备:生态浮床的主要材料包括浮筒、连接件、生态基质和水生植物。
浮筒通常采用环保材料制成,具有一定的承重能力和浮力。
连接件用于连接浮筒,使其形成稳定的浮床结构。
生态基质是为水生植物提供生长环境的土壤和营养物质,通常选择富含有机质的土壤和河沙。
水生植物的选择要根据施工区域的水质和生态需求进行合理搭配。
3. 施工过程:(1)搭建浮床结构:根据施工方案,将浮筒和连接件组装成浮床结构。
浮筒应均匀分布在整个施工区域,并通过连接件固定在一起,保证整个浮床的稳定性。
(2)铺设生态基质:将预先准备好的生态基质均匀地铺设在浮床上。
生态基质的厚度应根据水生植物的生长需求进行合理控制,一般为10-20厘米。
(3)种植水生植物:在铺设好的生态基质上进行水生植物的种植。
根据施工方案,选择适宜的水生植物种类和数量,将其根部插入生态基质中,并确保良好的生长环境。
(4)固定浮床结构:在浮床结构搭建完成后,需要对其进行固定,防止浮床的漂移或破坏。
可以通过设置固定桩或使用锚链等方式来保证浮床的稳定性。
4. 后期维护:生态浮床施工完成后,需要进行一定的后期维护工作。
包括定期检查浮床的稳定性和植物生长情况,及时清除杂草和病虫害,调节水质和养分供应等。
三、注意事项1. 施工期间应注意安全,穿戴好安全装备,避免发生意外事故。
2. 在选择浮筒和连接件时,应确保其质量可靠,具有足够的承重能力和抗风浪能力。
3. 生态基质的选择应根据施工区域的水质和水生植物的生长需求进行合理搭配,避免过度富含营养物质导致水体富营养化。
上海生态浮床施工方案1. 引言随着人口增长和城市化进程的不断加快,对城市绿地和生态环境的需求也越来越高。
为了提高城市生态环境质量,保护水域生态系统、改善水质,上海市计划在部分城市水域建设生态浮床。
本文将介绍上海生态浮床的施工方案,包括材料选择、浮床搭建过程、维护与管理等内容。
2. 材料选择生态浮床是一种由浮体和永生植物组成的人工湿地系统,为了达到良好的生态效果,需要选择合适的材料。
2.1 浮体材料选择浮体是生态浮床的基础,常用的浮体材料包括泡沫塑料、聚乙烯等。
根据设计要求,选择强度高、耐老化、耐腐蚀的材料。
2.2 永生植物选择永生植物是生态浮床的重要组成部分,可以通过吸收水中的营养物质和氨氮来净化水质。
选择适应水域环境、喜欢光照充足的植物,如香蒲、菖蒲等。
3. 浮床搭建过程生态浮床的搭建主要包括浮床固定、浮体安装、永生植物种植等步骤。
3.1 浮床固定首先,需要确定生态浮床的位置和规模。
将浮床固定在水域底部,可以选择使用锚杆或钢索等安装固定装置,确保浮床稳固不移。
3.2 浮体安装将选定的浮体按照设计要求进行排列,确保浮体之间的间距合适。
使用连接件将浮体组装在一起,形成稳定的浮床结构。
3.3 永生植物种植在浮床上设置植物槽,将事先培育好的永生植物插入植物槽中,根据植物的大小和生长需要,确定植物之间的间距,保证每个植物都能得到充足的生长空间。
4. 维护与管理为了保证浮床的正常运行和生态效果,需要定期进行维护和管理。
4.1 定期检查定期检查浮床的稳定性,发现问题及时修复。
检查永生植物的健康状态,有病虫害时及时采取措施。
4.2 营养物质补充根据水质监测结果,适量添加适宜的营养物质,维持浮床生态系统的稳定。
4.3 垃圾清理定期清理浮床上的垃圾和污染物,保持浮床的清洁。
5. 结论上海生态浮床施工方案的实施,可以有效改善城市水域生态环境质量,保护水域生态系统,提供更多的绿色空间,改善城市居民的生活质量。
通过选择合适的材料,按照搭建过程进行施工,定期维护和管理,可以确保浮床的正常运行和生态效果的发挥。
生态浮床的结构、设计、布局及管理目录1概述 (3)1.1生态浮床概念 (3)1.2基本原理 (3)1.3分类 (4)2生态浮床结构 (4)3生态浮床设计 (8)3.1设计原则 (8)3.2准备工作 (8)3.2.1环境现状调查 (8)3.2.2工程目标 (9)3.2.3适应水质 (9)3.3已有设计及优缺点 (9)3.3.1传统型生态浮床 (9)3.3.2高科技型生态浮床 (10)3.4实用新型生态浮床 (12)4浮床植物设计 (16)4.1浮床植物选择原则 (16)4.2主要植物种类 (16)4.3种植成活率及密度 (17)4.4种植时间 (18)5浮床位置和布局 (18)6浮床系统保护 (19)7运行管理措施 (19)7.1浮床维护 (19)7.2植物收割和清理 (19)7.3病虫害 (19)生态浮床的结构、设计、布局及管理1概述1.1生态浮床概念生态浮床,又称生物浮岛、生物浮床、人工浮岛或浮床无土栽培等,是一种水环境治理与水生态修复相兼顾的技术,其内涵是运用无土栽培技术原理,以可漂浮材料为基质或载体,采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植技术。
1.2基本原理自20世纪70年代以来,生态浮床在国内外得到广泛关注,最早的人工浮床是1979年由德国建造的floating campus。
90年代中期,日本等国家也相继开展了大量的研究,结果表明,浮床净化技术在收获农产品、美化水域景观的同时,可有效去除水体中的N、P等元素,净化水质,保护水域环境。
生态浮床技术作为生物-生态修复的一项重要技术,其基本原理为:一方面,浮床植物可吸收、富集水体中的营养物质和一些重金属等元素,同时植物通过植物光合作用、呼吸作用等改善根系周围DO、pH等微观环境;另一方面,浮床植物庞大的根系为摄食藻类的大型浮游动物提供了庇护场所、分泌他感物质等抑制藻类生长繁殖,同时植物根系为微生物提供载体,改善微生物生存环境,提高水体微生物的活性,对净化污染水体,提高河流水生生态系统的生物多样性具有重要作用,如图1.1-1所示。
图1.1-1 生态浮床净化原理示意图1.3分类一般根据浮床植物与水面是否直接接触将浮床主要分为2类,即干式浮床和湿式浮床。
干式浮床即浮床床体、植物与水体分离,相互较为独立的浮床类型。
湿式浮床可再分为有框和无框两种,其中湿式有框浮床一般用木材、毛竹、PVC管、不锈钢等材料作为框架,用于提高浮床结构稳定性,再在框架内部设置床体;湿式无框浮床用缝合椰子纤维、互相连接塑料板或泡沫板等材料直接作为床体,不单独加框,结构较湿式有框浮床简单。
2生态浮床结构目前用于净化水质的湿式有构架浮床结构主要包括框架、浮体与基垫、固定装置等几部分组成,如图1.2-1所示。
图1.2-1 典型湿式有框浮床(1)框架浮床框体要求坚固、耐用、抗风浪,目前一般用PVC管、不锈钢管、木材、毛竹等作为框架。
PVC管无毒无污染,持久耐用,价格便宜,重量轻,能承受一定冲击力。
不锈钢管、镀锌管等硬度更高、抗冲击能力更强,持久耐用,但缺点是质量大,需要另加浮筒增加浮力,价格较贵。
木头、毛竹作为框架比前两者更加贴近自然,价格低廉,但常年浸没在水中,容易腐烂,耐久性相对较差。
(2)浮床床体浮床床体是植物栽种的支撑物,同时是整个浮床浮力的主要提供者。
目前主要使用的是聚苯乙烯泡沫板。
这种材料具有成本低廉、浮力强大、性能稳定的特点,而且原材料来源充裕、不污染水质、材料本身无毒疏水,方便设计和施工,重复利用率相对较高。
此外还有将陶粒、蛭石、珍珠岩等无机材料作为床体,这类材料具有多孔机构,适合于微生物附着而形成生物膜,有利于降解污染物质。
但局限于制作工艺和成本的问题,这类浮床材料目前还停留在实验室研究阶段,实际使用很少。
对于以漂浮植物进行浮床栽种,可以不用浮床床体,依靠植物自身浮力而保持在水面上,利用浮床框体、绳网将其固定在一定区域内。
这种方法也是可行的。
人工合成的高分子材料具有更多的优点。
它可以从分子化学的角度来设计分子主链的结构,从而控制高分子材料的物理性能,同时可以充分利用从自然界中提取或合成的各种小分子单体。
目前应用于人工生物浮床床体材料的主要是塑料和橡胶。
(3)基质基质的主要功能是为植物提供生长点,目前应用的基质材料主要有泡沫塑料板和海绵等,这些材料具有比重小、耐腐、易于加工等特点,为浮床植物的生长繁殖提供固定、保水、透气等必要条件。
浮床基质作为浮床植物生长的载体,在浮床物理结构中占有非常重要的作用,20世纪80年代,中科院南京湖泊与地理研究所,福建省农科院等单位,以聚苯乙烯泡沫板作为浮床载体,铺上泥后进行种植,或以聚苯乙烯作为浮体主材料,铺以竹条,丙烯袋、塑料薄膜等构成浮体栽培床种植各种植物,为自然水域植物栽培作了有益的尝试。
聚苯乙烯泡沫板以其成本低廉、浮力强大、性能稳定等特性,受到人们的青睐,该载体得到非常广泛的应用,并取得了巨大的成效,目前在国内利用浮岛进行内陆水体治理和修复中占主导地位。
1999年刘淑媛等人采用蛭石无土栽培水芹、水雍菜和多花黑麦草,研究其净化富营养水体的效果。
蛭石填充于用窗纱缝制的袋子中,封口后全袋可漂浮于水面上,每袋厚5cm左右,水雍菜和多花黑麦草的种子点在蛭石中,可良好的生长。
1999年郑世华等人研制出一种陶瓷浮岛。
这种浮岛以火山灰碳化硅为原料烧制而成,呈板状,可浮于水面,能承重,具有较高的强度,材料稳定性高,可在各种水体环境使用,不污染水体,不为微生物破坏,重复利用率高,克服了聚苯乙烯泡沫板强度低的缺点和造成的白色污染问题更避免了植物根茎浮岛的微生物分解所造成水质污染的问题。
从性质和性能方面看,陶瓷浮岛比聚苯乙烯泡沫板浮岛和植物根茎浮岛的应用范围更为广阔,更适应自然水域的无土栽培。
同时,美国郎泰克环保科技公司研制开发了一种生物坝。
生物坝由若干生物箱连接组成,生物箱内装有附着微生物的球形填料。
填料是美国LANTEC针状球形填料,该填料材质为改性聚丙烯,具有耐光、耐水、耐腐蚀、耐寒的性质。
经下部曝气管连续充气,能在填料表面产生一层生物膜,降解水中的有机污染物。
生物坝安装方便,可根据水面宽度进行现场组装,部分箱体损坏时还可单独替换。
同时生物坝既可固定于水中,也可漂浮于水面上。
2005年王怡等人用珍珠岩研究开发了一种生物载体,该载体表观密度为0.934g/cm3,浸水后的湿密度为1.102g/cm3,颜色为白色,表面粗糙,近似于圆球,表面呈蜂窝状,载体强度与工业用膨胀珍珠岩相比有明显提高,挂膜试验表明该载体适合于微生物附着,但这种珍珠岩载体尚在试验阶段,拟被应用于生物膜反应器中,目前还没有开展有关浮岛载体的研究,但可作参考。
在生态浮床载体的工程实例以及实验室研究中,绝大多数采用的是有机高分子材料制成的浮床载体,如聚苯乙烯或聚氨酯泡沫和海绵,这种廉价简陋的泡沫塑料板,在受热时会析出有毒物质,长期放置在水体中,对接触水体的人们以及水生生物的健康存在很大的危害;并且这种泡沫制成的浮床置于水体后,严重污染环境,由于它是高分子聚合物,在自然界即使经过数百年,也无法被生物分解,参加生物循环。
同时由于其材料缺陷,使得浮床制作的工业性、维护的便利性和使用长效性都难以体现。
而且,这种载体均为有机高分子材料,比表面积小,不利于微生物挂膜,容易损坏,废弃后形成所谓的“白色污染”,成为固废处理的顽疾。
从净化效果来说,在聚苯乙烯或聚氨酯泡沫板上打孔栽种植物后,由于泡沫板漂浮在水面上,阻挡了大气向水体中泌氧,导致泡沫板底部DO浓度非常小,对浮床净化能力产生了负面影响。
同时,虽然近年来蛭石、陶瓷、生物坝、珍珠岩等作为浮床植物的载体得到了研究,但这些研究亦有缺点,如蛭石作为一种轻质多孔云母类硅质矿物,孔隙度达95%,吸水率0.1~0.65m3/m3,经长时间浸泡后会部分下沉,此外,由于窗纱在室外长期露置后容易老化破损,致使散装的蛭石易漏出来,故在设备的高效、耐用和规范,以及栽培植物物种的选择、种植和采收方面还需要进一步的研究;而陶瓷浮岛虽然可克服聚苯乙烯泡沫板作为载体的缺点等,但是由于其烧制工艺要求和成本均较高,该项技术至今未能获得大规模的应用;生物坝在使用过程中,需要先通过隔板或格栅以及沉砂等一级处理而且无法在其中种植植物以形成景观植物带,因此在景观水体治理中该生物坝并没有得到广泛采用,而是多见于排污口污水处理工程中。
同时,近年来国内有人研究采用废旧轮胎作为人工浮岛载体,这在一定程度上确实能够缓解日益增多的废旧轮胎的处理压力,实现了废弃物再回收利用,但在实际安装中还存在着一些困难,从审美角度看存在一些缺陷,因而仍需作进一步的改善。
由此可见,由于受经济、资源等的限制,大范围推广这些浮床基质还有较多困难。
因此研制和生产低成本、使用方便的材料作为浮床植物载体具有现实的意义。
(4)固定装置固定装置的设置目的在于防止浮床之间、或与河岸等碰撞而损坏,同时保证浮床不被水流或者风浪带走。
固定装置主要有重物型(重力型)、锚固型(锚定型)和桩基型(杆定型)3种类型,如图1.2-2所示。
3种固定装置类型的固定效果相差不大,从美观角度锚固型更具优势。
重物、船锚、桩基与浮床之间的连接绳应有一定的伸缩长度,以便浮床随水位变化而上下浮动。
在水流或者风急浪大的水体中,一般用钢丝绳连接以提高固定强度。
图1.2-2 3种主要浮床固定装置类型示意图由此可见,生态浮床无论是在框架的使用、浮体材料的选择、载体的选择等方面仍然存在着发展空间,选择合适的浮床材料进行最佳组合,以便生态浮床发挥其净化水质的作用具有重要的意义。
3生态浮床设计3.1设计原则生态浮床有多种类型,能实现不同的功能。
要根据不同的工程目标、水文水质条件、气候条件、费用,进行浮床的设计,选择合适的类型、结构、材质和植物。
浮床的设计应综合考虑以下5个因素:①稳定性:从浮床选材和结构组合方面考虑,设计出浮床需能抵抗一定的风浪、水流的冲击而不至于被冲坏。
浮床各单元宜采用柔性连接,使浮床整体能随水体上下浮动。
②耐久性:正确选择浮床材质,浮床框架、浮体以及固定装置的材料,应选择比重较小、绿色环保类型,保证浮床能历经多年而不会腐烂,能重复使用。
③景观性:考虑气候、水质条件,选择成活率高、去除污染效果好的观赏性植物,能给人以愉悦的享受。
④经济性:结合上述条件,选择适合的材料,适当降低建造的成本。
⑤便利性:设计过程中要考虑施工、运行、维护的便利性。
3.2准备工作3.2.1环境现状调查生态浮床设计前,应充分掌握项目所在地的地理位置、气温、降雨量、日照、风速、无霜期、水文、水温、水质、水功能区划、水生生态现状等资料,同时应注意项目涉及水体是否具有防洪、灌溉、航运、水产、旅游等功能。
3.2.2工程目标生态浮床主要有净化水质、提升景观、完善水生生态系统等功能,以净化水质为目的应设计浮床覆盖水面总面积的25%~30%;以景观为主要目的的浮床,应在视角10~20%的范围内布置;以提供鸟类生息环境为目的,至少需要1000m2的面积。