人工生物浮岛载体的研究进展.doc

一、聚苯乙烯泡沫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,以聚苯乙烯发泡板作为浮载体,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。3 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。但与此同时,也产生了令人担忧的“白色污染”问题。这一问题现受到社会各界的广泛关注。二、蛭石1998 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。5蛭石是一种轻质多孔云母类硅质矿物,孔隙度达95 % ,吸水率011 - 0165m3Pm3 ,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。*三、陶瓷浮岛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。6 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。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。四、生物坝美国郎泰克环保科技公司研制开发了一种生物坝7 。该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。该生物坝可固定于水中,也可漂浮于水面。然而,使用这种生物坝时水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。因此在内陆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。五、废旧轮胎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,从审美角度看也不太美观,因而仍需改善。六、生物载体2005 年王怡等人用珍珠岩研究开发了一种生物载体8 ,该载体表观密度为01934g/ cm3 ,浸水后的湿密度为11102g/ 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。总结：人工生物浮岛载体的分类从国内外人工浮岛载体的发展史来看,浮岛载体的研究主要可分为三大类:第一类是植物根茎载体,这种载体最早只是利用漂浮植物,后逐渐发展为直接在富营养化水体中种植挺水植物和沉水植物,取得了不少研究成果。但由于水生植物容易过度繁殖和老化死亡,收获和处理不易,因而该技术未能直接应用于较大规模的富营养化湖泊的治理中;第二类是有机高分子载体,由于有机高分子材料的制作工艺非常成熟,价格低廉,安装、运输和改型方便,因而在水净化工程中能被广泛使用,这一点是另外两类载体无法相比的;第三类是无机载体,当前以实验室研究居多,实际应用的较少。阻碍其推广运用的因素主要来自载体的制作工艺和成本,如果这两大问题解决了,那么无机材料载体无疑将成为浮岛载体发展的主流趋势,毕竟无机材料在环保效益和原料来源方面比有机高分子材料更胜一筹。2 利用无机滤料制作浮岛的可行性就目前而言,在浮岛的工程实例中绝大多数采用的是有机高分子材料制成的浮岛载体,无机材料的浮岛尚处于实验研究阶段。究竟能否用无机材料制作出有机浮岛载体的替代品,使之能被广泛应用,还需要从无机材料的物理特性、成分、化学稳定性、价格、来源等方面进行全面分析和探讨。无机滤料是被应用于污水处理和水质净化领域的一类无机材料。用无机滤料制作新型浮岛载体轻质高效微生物载体,首先必须满足的一个条件是:密度比水小或与水相当。所以在选择制作浮岛载体的滤料时,需重点考虑轻质无机滤料。水处理中所用滤料除了用作过滤材料,其另一大功能便是在其表面能形成具有一定厚度,性质稳定,能对某些污染物进行降解吸收,从而净化水体的生物膜,即起到微生物载体的作用