CN105668795B - 一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法。它包括如下步骤：(一)将湖泊内的淤泥打捞出来，在就近的工厂内经干化、成型、封釉及表面粗糙处理，烧制成比重在400‑600 kg·m‑3，粒径在5～20mm，不吸水的漂浮颗粒；(二)用漂浮颗粒构筑生态浮岛；分层构建漂浮种植平台，自上而下依次由种植素土、草垫层、格栅和由网包裹的漂浮颗粒相互连接组成，漂浮颗粒由防老化高强塑料网或金属网包裹；漂浮种植平台构筑初期，对其喷洒微生物进行定向接种培育；(三)在生态浮岛上种植植物。本发明实现了对淤泥的回收利用以及对污染水质的净化，不仅可以解决湖泊富营养化等污染水质的净化问题，还可以增加整体水域绿化面积，修复湿地，进而更好地调节气候。
Description
技术领域
本发明属于水质净化技术领域，涉及一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法。
背景技术
目前许多地方湖泊淤泥污染水体的现象非常突出。传统常用的治理湖泊淤泥污染的方法主要有底泥疏浚。在污染源控制达到一定程度以后，底泥则成为水体污染的主要来源。因此清淤疏浚通常被认为是消除内源污染的重要措施。然而，疏浚技术通常是决定疏浚效果好坏的关键。从最早的人工挖泥到现在的精确水下吸泥，疏浚过程对环境的影响正在变得越来越小。疏浚作为水利工程和航道工程措施有重要效用，但作为水质治理目前还存在一些难于克服的问题，如一定程度上引起上覆水污染物浓度增加，疏浚后淤泥以其量大、污染物成分复杂、含水量高而难以处理。目前，处理淤泥主要的方法是填埋或加工成肥料用于农业生产，但由于大部分的淤泥中都富集着或多或少的重金属，填埋或做成肥料都会污染土壤或农作物。利用淤泥做成建材，不失为一种好的方法，但因其含水量大，运输路程远，使其生产成本远高于泥土，因此，市场难以接受。
近年来生物-生态修复技术逐渐发展起来。这类技术主要是利用微生物、植物等生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，创造适宜多种生物生息繁衍的环境，重建并恢复水生生态系统。由于这类技术具有处理效果好、工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点。同时不向水体投放药剂，不会形成二次污染，还可以与绿化环境及景观改善相结合，创造人与自然相融合的优美环境，因此已成为水体污染及富营养化治理的主要发展方向。但到目前为止，在利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质方面还未见有相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法。
本发明的技术方案如下：
一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法，它包括如下步骤：
(一)将淤泥烧制成漂浮颗粒
将湖泊内的淤泥打捞出来之后，在就近的工厂内经过干化、成型、封釉及表面粗糙处理，最后进行烧制，制作成比重在400-600kg·m-3、不吸水的漂浮颗粒，漂浮颗粒粒径在5～20mm；
(二)用漂浮颗粒构筑生态浮岛(分层构建)
分层构建生态浮岛即漂浮种植平台，漂浮种植平台自上而下依次由种植素土、草垫层、格栅和由网包裹的漂浮颗粒相互连接组成，漂浮颗粒由防老化高强塑料网或金属网包裹，外面还裹有防晒网，以增加漂浮种植平台的净化效果和使用年限。
漂浮种植平台构筑初期，对其喷洒微生物进行定向接种培育，含有营养物质和接种微生物的污水在漂浮颗粒的表面流动，一定时间后，微生物会附着在漂浮颗粒表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜，在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定，可以持续不断地对水中的污染物进行吸附、降解，使水中的有机污染物变成能够被农作物直接吸收的氮磷等无机物。
(三)在生态浮岛上种植植物
在漂浮种植平台的种植素土上种植各类植物，包括景观植物和/或农作物。所述农作物包括非根茎类粮食作物玉米、高粱、油菜、小麦、豆类等，还包括非根茎类经济作物蔬菜、水果、花卉等。
农作物种植初期可喷洒农作物水生根催发剂，以促进农作物水生根的萌发，促进主根伸长、加粗，侧根多发，增强根系活力及吸收强度，尽快壮苗。
本发明中水质净化的作用机理如下：种植的植物吸收水体中的营养元素N、P，水中的有机氮，通过微生物分解，转化为铵态氮，经亚硝酸细菌和微生物分解后形成亚硝态氮，之后经硝酸菌分解形成硝态氮，硝态氮很大部分被农作物吸收和利用，部分经反硝化，转化成氮气，释放到空气中；其中漂浮种植平台上的漂浮颗粒，对以上转化过程，有促进和加速的作用，可以吸附和分解更多有机物，也就可以为植物提供更多营养源。
本发明的有益效果：
本发明一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法，主要用于解决湖泊淤泥污染水体的问题，它通过将淤泥打捞、脱水，制作成漂浮颗粒，然后用漂浮颗粒构筑生态浮岛(分层构建)，最后在生态浮岛上种植植物，并利用生态浮岛以及其上种植的植物净化水质的方法，实现了对淤泥的回收利用以及对污染水质的净化。
本发明利用淤泥原位生产漂浮颗粒，建造浮岛，很好地解决了填埋或做成肥料会污染土壤或农作物，以及利用淤泥做建材会因其含水量大，运输路程远造成生产成本高这两方面的问题，本发明通过煅烧将重金属固定，让其不能对外释放，原地建厂生产，原地使用，减少了来回的运输，大大地节约了成本，而且使其市场接受程度提高了更多。
本发明不仅可以用来解决湖泊富营养化等污染水质的净化问题，同时还可以增加整体水域绿化面积，修复湿地，进而更好地调节气候。
附图说明
图1是本发明中的生态浮岛即漂浮种植平台的结构示意图。
图中：1、缆绳 2、锚 3、漂浮种植平台 4、植物 5、种植素土 6、草垫层 7、格栅 8、漂浮颗粒 9、防老化高强塑料网 10、不锈钢防晒网 11、草坪 12、沙石
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
本发明一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法如下：
(一)将淤泥烧制成漂浮颗粒
将湖泊内的淤泥打捞出来之后，在就近的工厂内经过一体化淤泥处理装置系统(其内含淤泥干化装置、成型装置、封釉粗糙装置、烧制装置)进行干化、成型、封釉及表面粗糙处理，最后进行烧制，制成漂浮颗粒：水份在干化装置内降至30-25％，放置2-3天后，水份含量降至20-15％，压制成型，放置1天，水份含量降至12-10％，之后进行封釉及表面粗糙处理，最后放入烧制装置内进行烧制，烧制成比重在400-600kg·m-3、不吸水的漂浮颗粒，漂浮颗粒粒径在5～20mm。
上述制成的漂浮颗粒由内至外分为三层，最内层为多孔气室结构，中间设有封釉层防水，最外层为过滤微孔层。经过封釉及表面粗糙处理后，在颗粒表面裹上了一层表面毛糙的防水层，以便于微生物的附着和生长；而且，颗粒表面多微孔，比表面积大(4m2.cm-3)，适合各类微生物的生长，在颗粒表面能形成稳定的、高活性的生物膜，从而对水中的污染物更好地进行吸附、降解，使水中的有机污染物变成能够被农作物直接吸收的氮磷等无机物。
(二)用漂浮颗粒构筑生态浮岛
分层构建生态浮岛即漂浮种植平台3，如图1所示，该漂浮种植平台3，自上而下依次包括种植素土5、草垫层6、格栅7和由网包裹的漂浮颗粒8相互连接组成，漂浮颗粒由防老化高强塑料网9包裹，外面还裹有不锈钢防晒网10。生态浮岛即漂浮种植平台3通过缆绳1与水底固定装置锚2连接固定。
(三)在生态浮岛上种植植物
在漂浮种植平台3的种植素土5上种植各类植物4，四周种植草坪11；在种植素土5上面盖一层沙石12，起到防固作用。
实施例2
利用湖泊淤泥建造生态浮岛并在生态浮岛上种植玉米试验实例：
按本发明的方法进行试验，试验步骤如下：
(一)将淤泥烧制成漂浮颗粒：将湖泊内的淤泥打捞出来之后，在就近的厂子内经过脱水、一体化烧制，烧制成比重在400-600kg·m-3、不吸水的漂浮颗粒，漂浮颗粒粒径在5～20mm；
(二)用漂浮颗粒构筑生态浮岛：在水中分层构建漂浮种植平台，其长、宽、高分别为2米、1米、0.5米，其水下45厘米，水上5厘米，依次从下往上构建，用防老化高强塑料网包裹漂浮颗粒，在其上铺设玄武岩纤维土工格栅，上面覆盖稻草帘，再铺上2-5厘米种植素土。
(三)在生态浮岛上种植玉米
(1)微生物接种和玉米种植：在漂浮种植平台的种植素土上撒上EM综合微生物菌种，之后进行玉米播种，间距为25厘米。再盖上黄沙。根据天气情况每日浇水，保持湿润。同时微生物随水体流入漂浮颗粒层，在颗粒间培养生成生物膜分解水中有机质。
(2)玉米水生根诱发：等玉米出苗到三叶期，玉米根本接触水体，喷洒吲哚丁酸钾和英国安克生物化学有限公司生产的活性生根壮苗剂，促使玉米生长水生根，以更好的吸收由生物膜分解出的营养物质。
(3)玉米的生长与收获：玉米三叶期后，经过根、叶的生长和茎节的分化，50天时进入穗期。90天玉米成熟收获。收获玉米亩产量为750公斤。
试验结果：生态浮岛即漂浮种植平台的总氮去除率为40.2％，总氮去除负荷为53.44mg/(m2.d)。表明该方法能够解决富营养化等污染水质的净化问题。
Claims (3)
1.一种利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(一)将淤泥烧制成漂浮颗粒：将湖泊内的淤泥打捞出来之后，在就近的工厂内经过脱水干化，进一步风干，然后再压制成型，之后再经封釉及表面粗糙处理，最后进行烧制，制作成比重在400-600kg·m-3、不吸水的漂浮颗粒，漂浮颗粒粒径在5～20mm；制成的漂浮颗粒由内至外分为三层，最内层为多孔气室结构，中间设有封釉层防水，最外层为过滤微孔层；
(二)用漂浮颗粒构筑生态浮岛；
分层构建生态浮岛即漂浮种植平台，漂浮种植平台自上而下依次由种植素土、草垫层、格栅和由网包裹的漂浮颗粒相互连接组成，漂浮颗粒由防老化高强塑料网或金属网包裹；
漂浮种植平台构筑初期，对其喷洒微生物进行定向接种培育；
(三)在生态浮岛上种植植物
在漂浮种植平台的种植素土上种植各类植物，包括景观植物和农作物；所述农作物包括非根茎类粮食作物，还包括非根茎类经济作物。
2.如权利要求1所述的利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法，其特征在于，在农作物种植初期喷洒农作物水生根催发剂。
3.如权利要求1或2所述的利用湖泊淤泥建造生态浮岛净化水质的方法，其特征在于，所述的非根茎类粮食作物为玉米、高粱、油菜、小麦或豆类；所述的非根茎类经济作物为蔬菜、水果或花卉。
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