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生态浮床应用

作者:  来源:bob竞彩  发表时间:2022-03-28 11:13:06   浏览:

一、  生态浮床技术

生态浮床技术是运用无土栽培技术原理,以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺与生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。浮床主要由塑料管制成密闭可漂浮框架,内部采用标准浮盘拼接填充,用于种植挺水植物。整体浮床采用热镀锌管桩打入河底固定,并考虑水位变化设置可漂浮套管。通过水生植物根系的截留、吸附、吸收和水生动物的摄食以及微生物的降解作用,达到水质净化的目的,同时营造景观效果,其主要依靠植物和微生物进行净化。


生态浮床作用原理示意图

1.1脱氮机理

复合生态浮床可以吸收利用水体中一部分的氨氮和硝态氮来满足自身生长的需要。生物脱氮主要包括微生物的硝化、反硝化作用。氨氮在生物接触氧化池中的去除可以分为生物膜吸附和生物硝化降解两个阶段,在较短的时间内,水中的氨氮先与生物膜接触并被其吸附,随后发生生物硝化过程。亚硝酸氮的去除主要是通过硝化菌的硝化作用完成的。

浮床示意图

生态浮床应用展示

硝化细菌的生命活动:亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸。反应式:2NH3+3O22HNO2+2H2O+158kcal(660kj)。硝酸细菌(又称亚硝酸氧化菌),将亚硝酸氧化成硝酸。反应式:HNO2+1/2O2=HNO3-G=18 kcal。这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量,但其能量利用率不高,故生长较缓慢,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。硝化细菌的存活需要水分,还需要很高的氧气,只有同时满足了水分与氧气的供应,它们才能存活。

1.2除磷机理

进水中的总磷主要由颗粒型磷和溶解性磷组成,前者主要依靠植物根系的截留及沉淀作用去除,而溶解性的磷主要依靠附着在植物根部的聚磷菌和浮床植物的吸收作为自身生长所需的营养物质。聚磷菌不是单一的微生物菌群,很多细菌均具有聚磷的能力。

1.3除有机物机理

生物接触氧化对有机物的去除机理主要有以下几个方面:微生物对小分子有机物的降解,由于微生物生长代谢中物质和能量的需要,将部分低分子有机物分解成二氧化碳和水,同时也将降解中生成的部分中间产物合成微生物体;微生物胞外酶对大分子有机物的分解作用,生物吸附絮凝作用,依靠系统截留浊度的形式也可以去除部分有机物。

1.4除浊度和藻类机理

浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关,而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。复合浮床系统对浊度的去除主要依靠填料以及植物根部的截滤作用;另一方面是通过自然沉淀去除。对藻类的去除主要依赖以下几种作用:陶粒填料上生物膜的吸附、附着;微生物的氧化分解,生物絮凝沉淀;填料和植物根系的截留。复合生态浮床上生长的大量原生动物、后生动物也对藻类具有捕食作用,可有效抑制藻类的生长繁殖。

二、  浮床类型

生态浮床可结合景观设置成长方形、圆形、半圆形,浮床材料HDPE材质,单个浮体规格330 mm*330 mm,上种植鸢尾、黄菖蒲、梭鱼草等挺水植物15-20/m2,搭配浮叶植物粉绿狐尾藻、香菇草等,种植密度80/ m2,锚固、钢桩或配重固定。

植物配置:

常绿鸢尾+粉绿狐尾藻/香菇草

再力花+粉绿狐尾藻/香菇草

美人蕉+粉绿狐尾藻/香菇草

梭鱼草+粉绿狐尾藻/香菇草。

造型浮床实景图

三、  技术效果及优势

生态浮床技术较其他水体修复技术有明显的优越性:

1)充分利用小区内的景观水体,将景观设计与水体修复相结合;

2)可选作的浮床植物的种类较多,可根据不同节点的景观打造效果和要求进行浮床植物的不同搭配;

3)浮床的浮体形状变化多样,易于制作和搬运,可组装成方形、圆形以及不规则形的浮床形状,形成水上花园;

4)生态浮床管理方便,只需要定期清理维护,极大程度上减少了人工资源,降低了维护成本和设备的运行费保养费。

四、  施工方案

施工工序:材料准备---浮床单体拼接---浮床框体烫接---浮床固定---植物种植

1)材料准备:

浮床单体,弹性填料,扎带,固定桩:镀锌管

直管:PPR1.2寸,正三通:PPR,1.2

2)浮床单体拼接:

利用扎带将浮床单体拼接成图纸所示。

3)浮床框体拼接:

利用热熔机将PPR直管烫接成两个圆,大圆直径4m,小圆直径2m,将大圆与小圆用正三通连接。用扎带或者绳子连接已拼好的浮床单体和小圆。

4)固定:

将拼接好的浮床放置河中,用DN32镀锌管固定,固定桩入土深度至少1m,露出常水位20cm,每个浮床两根固定桩。。

5)植物种植:

水生植物的选择一般应依照以下原则:

近自然原则:引入物种以本地土著种为主。

有效性:引入物种占据重要的生态位,对于完善生态系统发挥显著作用,并具有高效的水质净化的作用。

观赏性:引入物种应满足景观的要求,具有良好的景观观赏价值。特别在沉水植被的配置上,兼顾暖水性和冷水性物种,保证四季见绿。

多样性和协调性:多样性包括生物多样性、生境多样性和功能多样性,各物种的配置量和比例、结构应满足生物多样性要求,有助于构建稳定的生态系统。

选用本地物种进行水生植被重建,恢复多样复杂的植物群落结构。在具体恢复过程中,应尽可能保留现有植被。包括常水位以下的水生植物、河坡植物、河滩植物和洪水位以上的河堤植物,根据水位和功能不同进行配置。



河道常见水生植物配置

1)挺水植物

挺水植物如菖蒲、水葱等,它们通过对水流的阻尼和减小风浪扰动使悬浮物质沉降,并通过与其共生的生物群落起到净化水质的作用。但它主要吸取深部底泥中的营养盐,通常较少直接吸收水中的营养盐。

常用的挺水植物(常绿水生鸢尾、铜钱草)

常用的挺水植物(再力花、黄菖蒲)

2)浮叶/漂浮植物群落

浮叶/漂浮植物在一般浅水湖泊中有良好的净化水质效果,种植和收获较容易,有经济效益和观赏效益,在一定季节可以作为重要的支持系统。大型浮叶植物在光照和营养盐竞争上比浮游植物有优势,有些种群的耐污性很强,是良好的净化水质选择。配置如睡莲等景观效果好、净化能力强的浮叶植物;根据漂浮载体分散,固定放置于水面、参考水体的水面大小比例、种植床的深浅等进行设计。运行与维护方案

5.1运行与维护说明

项目工程竣工前,主要从日常巡检,日常河道保洁和日常设施设备维护三个方面进行维护。

5.2人员配置

5000m2水生植物面积配备1-2名养护工人经相关职业培训后,具备生态修复、水面保洁2项上岗证书;

5.3器具配备

常规配置:每5000m2水生植物面积,配备一条手划船;

生态浮床和浮叶植物养护机具:镰刀、枝剪2/年,长杆垃圾钳、尼龙绳、扎带若干,农药喷雾器(常见农药);

沉水植物养护机具:铁锹1/人,镰刀、枝剪2/年;

人工水草养护机具:竹制刮刀;

曝气增氧机养护机具:轻便型起吊设备、机械设备常用工具和电工工具(一字和十字螺丝批、试电笔、夹钳等)。

日常运维常用工具

5.4运营维护目标

保证水质目标及生态目标。

1)水质目标

基本截污情况下,治理后河道水质达到《地表水环境质量标准》GB3838-2002V类水标准。治理后水体6,溶解氧不低于2mg/LCOD不大于40 mg/L,氨氮不大于2mg/L,总磷不大于0.4mg/L

2)生态目标

生态目标:种养的水生植物、水生动物正常生长,水景观提升、生物多样性提高。

5.5运营维护主要内容

配合甲方巡逻及时发现污染源,并以书面形式汇报给甲方;

水生植物的维护:针对原位生物修复部分所栽种的水生植物。维护内容包括杂草清除、定期修剪、清理和补种。

设备维护:定期对相关设备进行巡检,如发生故障,能维修则进行维修,不能维修则进行更换,以保证设备的正常运行。

水质检测:定期对河道区的水质进行化验,及时发现水质问题,保证河道水质的稳定、持续。

河道保洁:对河道进行保洁,打捞河道中枯萎水生植物、白色垃圾等,确保河道表面及岸坡干净美观。

水生态系统的构建三分施工七分调控与维护,维护好坏是保障系统长期稳定的关键。

5.6挺水植物养护要求

1)日常巡查:每周巡查两次,及时修剪枯黄、枯死和倒伏植株,及时清理滨岸带挺水植物周围的杂物或垃圾。

2)生态浮床种植植物后,每半月检查一次植物的生长情况,并及时补植缺损植株。

3)定期去除杂草,除草时注意不要破坏植被根系;对于生态浮床上种植的挺水植物,注意不要破坏浮床单体;在生长季节,每月至少除草一次。

4)冬至后至立春萌动前应对枯萎枝叶进行删剪。

5)植物更换:生态浮床上种植的挺水植物一年更换2次,时间为7月和11月;更换时将种植蓝内的植株连根取出,再用利刀分出一株,重新植入种植蓝内(种植方法:采用海绵将植株根系包裹密实后放入种植蓝);植物更换后每周检查1次,如有坏死及时将根系全部取出并补种同种植物;更换下的植株要及时清除。

6)对于滨岸带种植的挺水植物,在春、夏季每月修剪一次,去除扩张性植物和死株,并适当修剪、挖除过密植株,以维持系统的景观效果。修剪下的植株要及时清除,防止蚊蝇滋生和影响景观。

7)对于因病虫害等原因造成某个或某些植被死亡时,应将植被撤出,并进行相应的补种;当植物有严重病虫害时,应撤出后再喷洒杀虫剂处理。

5.7浮叶植物养护要求

1)日常巡查:每周巡查一次,及时打捞枯黄、枯死和倒伏植株,及时清除浮叶植物上的枯枝落叶。

2)对于生长扩张出种植网框外的浮叶植物,视超出网框外围情况,每月修剪1次;每月定时打捞一次种植网框内的浮叶植物,打捞面积为网框面积的1/5;修剪、打捞出的植物残体及时运走。

3)冬季霜冻后部分枯死植株及时打捞清理。

4)台风、大风大雨天气及强泄洪前后2-3天检查浮叶植物种植框的固定情况,固定绳应留有足够的伸缩长度。恶劣天气过后及时检查,如有冲走,及时补种。

5)及时清除岸边浅水区的挺水类杂草,如双穗雀稗、糠秕草等,以及采用人工打捞方法去除水面非目的漂浮植物。

6)对因各种原因造成成活率较低、覆盖水面达不到设计要求的需要补植,补植方法同种植方法(浮叶植物种植方法:将种苗均匀放到水体表面,要做到轻拿轻放,以确保根系完整,叶面完好,种植时植物体切忌重叠、倒置)。

7)浮叶植物发生病虫害一周内,及时喷施农药。

8)浮叶植物控制在适当量,一年四季,保证三季开花,冬季不枯萎。

5.8水生植物病虫害防治

1)有害生物防治原则

根据水生植物的生长习性和立地环境特点,加强对有害生物的日常监测和控制。

根据不同水生植物种类、生长状况确定有害生物重点防治的对象。禁止使用菊酯类等对鱼虾敏感的农药。

提倡以生物防治、物理防治为主的无公害防治方法。

2)水上虫害防治

常见种类:刺吸类害虫(蚜虫类、叶螨类、蓟马类、蚧虫类、叶蝉类、网蝽类、飞虱类、木虱类等)和食叶类害虫(叶甲类、象甲类、夜蛾类、螟蛾类、刺蛾类、蝇类、软体动物类等)。

防治方法:

食叶害虫成虫期用高压纳米诱虫灯诱杀、性信息素诱集;食叶害虫幼虫期喷药防治,如灭幼脲、高渗苯氧威、甲维盐等;刺吸性害虫喷药防治,如苦参碱、蚜虱净、机油乳油等;叶螨类害虫喷药防治,如克螨特、哒螨灵等;软体动物害虫喷药防治,如嘧达等。

3)水下虫害防治

常见种类:水叶甲(鞘翅目),潜叶摇蚊(双翅目)。

防治方法:

根施辛硫磷颗粒剂或茶籽饼粉(水叶甲);叶面喷施蝇蛆净或灭蝇胺(潜叶摇蚊)。

4)病害的防治

常见种类:白粉病、炭疽病、诱病、叶斑病、煤污病、病毒病等。

防治方法:

水生植物休眠期,结合清理植株上的枯枝和病叶,喷洒晶体石硫合剂等进行病菌预防控制;水生植物发病初期用药防治,如烯唑醇、氟硅唑(黑星病、锈病);氟菌唑、丙环唑(白粉病、锈病、叶斑病);炭特灵、咪鲜胺(炭疽病);病毒清、盐酸吗啉胍(病毒病)。


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