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爱尔斯微课堂|生态浮床技术及其对地表水体的原位修复综述（一）
生态浮床技术是一种地表污染水体原位生态净化方法，被广泛应用于我国水环境质量改善项目中。基于原位修复的理念，该技术在湖泊、河流等水体的结构上得到了广泛应用，从而降低了水中氮、磷、COD的含量。其净化过程包括植物、微生物、水生动物的综合功能，对水质改善有一定作用。
在应用过程中，生态浮床净化效率较低、结构易损坏的问题也逐渐暴露出来。如何基于结构单位的作用对浮床进行优化设计，并将其与其他污水净化技术相结合，是提升生态浮床效能的必要途径。鉴于此，本文通过分析生态浮床结构及其净化机制，综述了目前我国浮床构建的主要类型及其应用情况，同时对其结构优化趋势进行了展望。
No.1 生态浮床与进化机理
一、浮床结构单元
浮床的主体结构组成部分主要包括浮床框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物。
1.浮床框体。浮床的框体是生态浮床的外围封闭结构，它决定了浮床整体的结构。 浮床本身要求质轻耐用，抗风浪强大，目前框体材料多采用成型环保PE材料。也有用方正木板或塑料板，同时也可用PVC胶和接头连接而成的固定式浮床框架。
2.浮床床体。浮床床体作为植物的载体，提供浮床所需的浮力。床体材料要求浮力大、轻便、原材料来源广泛、性能稳定等，可采用聚苯乙烯泡沫板。
3.浮床基质。浮床基质的功能主要是固定栽培的植物并为微生物提供附着载体。基质材料一般有可重复利用、弹性好、比表面积大等要求。目前椰子纤维、海绵应用较多。也可使用土壤，但由于土壤使浮床重量增加并加重了水质恶化，目前应用较少。
4.浮床植物。 浮床植物是浮床净化功能主体的 重要组成。浮床植物植株不宜过高，抗倒伏，易于存活，同时具有美化环境、经济效益等要求。目前广泛使用的有凤眼莲、香蒲、石菖蒲、狐尾藻等。
二、生态浮床净化机理
1.植物作用
生态浮床利用大量植物根系在水中形成纵横交 织网络，过滤水中悬浮物，形成富氧环境；同时，利用植物根系来吸收水中的氮磷营养盐和有机污染，将其转变为植物生长需要的营养成分，并降低污染物的含量。此外，植物还可通过争夺藻类的光照来抑制它们的生长。
2.微生物作用
在不同氧含量的根际区域和基质中，不同的微生物大量生长繁殖，降解水中的氮磷、有机污染物等各类污染物，并利用对有机污染物的矿化作用提供植物生长所需的无机养料。
No.2 生态浮床优化设计
水生动物浮床
水生动物浮床，指利用笼养滤食性水生动物贝类消化作用，降解水中有机污染物，并通过滤食作用减少污染物的含量。其中采用了“加环”的原理，通过人为调节食物链，选择生物大、净化污染量较高的人造生物种群，以取代自然生物的种群。
组合生态浮床示意图
浮床中笼网是一种既能保证所需的贝类生物量，又能避免贝类过度积累的双层渔网结构，在笼网中加入水生动物，其呼吸作用消耗的溶解氧及产出的排泄物提高了微生物反硝化所需的碳源含量，促进反硝化菌生长，从而加强反硝化作用，使得TN进一步削减。
该设计结合了“加环”的原理，在生态浮床基础上插入水动物层，结合人工介质形成了组合生态浮床。整个浮床优化综合了植物根系的吸收、吸附、富集功能、微生物降解功能和水生动物摄食功能，使各种技术净化功能得到充分发挥，综合治理污染水体。
沸石浮床
一些研究将沸石替换为传统基质，并将再力花选为浮床植物。这种浮床是将再力花固定在空心的塑料浮体上，然后将由尼龙线制成的网袋挂在浮体下部，以放置沸石。可根据深度调整水兜的位置，使沸石能够更好地与沸石接触。在深水中，花根可在适当的温度下进入沸石中。
沸石
再力花
1.对COD、TN的去除。一方面，沸石中较大的孔隙有利于根系微生物在再力花中生长和繁殖，微生物的数量增加使得生物膜厚度提高；另一方面，沸石的吸附力更强，为再力花生长提供足够的营养，促进再力花生长和产生大量氧气，同时也为好氧微生物的繁殖和生长提供了较好的环境。
2.对NH+4-N的去除。在再力花与沸石的适应期，再力花自身对NH+4-N的吸收量较少；之后，两者相互促进，再力花的根系快速生长，其根系为附着在沸石中的好氧菌提供生长繁殖所需的氧气，使好氧菌数量大量增长，进而通过好氧硝化菌的硝化作用，将水体中的NH+4-N去除。
研究得出再力花与沸石的组合基质净化效果大于单一系统，且沸石可以促进再力花生长，为微生物的生长繁殖提供良好场所。此外，还有一项最新研究结果发现，选择600℃下的改性牡蛎壳、蛭石和改性木粉石等生物活性炭的基质组合作为基质，与美人蕉、狐尾藻的基质结合，也能具有很好的水体净化作用。
来源：水科学与工程技术 期刊
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