專利名稱：：一種復(fù)合人工生態(tài)浮島及構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種復(fù)合人工生態(tài)浮島及構(gòu)建方法，屬于水環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：水體富營養(yǎng)化是當前世界水環(huán)境的普遍性問題。經(jīng)濟的快速增長給各種天然水體帶來沉重的負荷，在外來物質(zhì)和內(nèi)源污染的綜合作用下，水體中營養(yǎng)鹽過剩，引起浮游植物過量繁殖，結(jié)果導(dǎo)致水質(zhì)惡化。江河湖水富營養(yǎng)化實質(zhì)上是生態(tài)系統(tǒng)退化問題，應(yīng)該以生態(tài)的理念、思路、方法來探索治理水域污染的新途徑。人工生物浮島技術(shù)是富營養(yǎng)化水體修復(fù)治理的一種生物手段。該技術(shù)是按照自然界自身規(guī)律，人工把高等水生植物或改良的陸生植物，以浮島作為載體，種植到富營養(yǎng)化水體的水面，通過植物根部的吸收、吸附作用和物種競爭相克機理，削減富營養(yǎng)化水體中的氮、磷及有機物質(zhì)，從而達到凈化水質(zhì)的效果，并對水體中浮游植物的過量繁殖產(chǎn)生有效控制，同時又可營造水上景觀。實踐證明，在污染水體中種植一些耐污能力特別強，能在原位生態(tài)條件下正常生長，并容易收獲的高等植物，會對水體起到很好的凈化作用。人工生物浮島的一般構(gòu)建原則有以下幾點①材質(zhì)比重小，來源充足，綠色環(huán)保，防腐蝕，耐老化，可反復(fù)多次使用；②具有較好的強度，能抵抗較大風(fēng)浪沖擊；③采用柔性連接，使浮島整體能隨水體上下浮動；④擁有植物栽種孔穴，能滿足植物長期生長種植密度。⑤具有可移動式運行，無動力、無維護，使用壽命長等特點；⑥為滿足景觀要求，可以將浮島制成不同的形狀。20世紀七十年代，德國首先提出了"人工浮島"的概念，隨后日本開始應(yīng)用以聚苯乙烯等制成的人工浮島為魚蝦等提供產(chǎn)卵場所。隨著水環(huán)境問題的日益突出，人們環(huán)保意識的逐漸增強，人工浮島又被廣泛的應(yīng)用到水環(huán)境治理領(lǐng)域。20世紀八十年代，中科院南京湖泊與地理研究所、福建省農(nóng)科院等單位，以聚苯乙烯發(fā)泡板作為浮載體，鋪上泥后進行種植或以聚苯乙烯作為浮體主材料，鋪以竹條、丙烯袋、塑料薄膜等構(gòu)成浮體栽培床種植各種植物，為自然水域植物栽培作了有益的嘗試。聚苯乙烯發(fā)泡板以其成本低廉、浮力強大、性能穩(wěn)定等特性，受到人們的青睞。因此該載體得到非常廣泛的應(yīng)用，并取得了巨大的成效，目前在國內(nèi)利用浮島進行內(nèi)陸水體治理和修復(fù)中占主導(dǎo)地位，但與此同時，也產(chǎn)生了令人擔憂的"白色污染"問題。到目前為止，構(gòu)建人工生物浮島的材料主要是有機高分子材料，如聚苯乙烯發(fā)泡板，丙烯袋，窗紗袋，球形填料等。眾所周知，這些人工合成的有機高分子材料是自然界所不具有的，容易損壞，在一般條件下難以降解，難以回收利用，有二次污染風(fēng)險。大量地使用這些材料，必然會造成嚴重的固廢污染。這樣一來，水污染轉(zhuǎn)變成為固廢污染，即所謂的"污染轉(zhuǎn)移"，這種治理環(huán)境的方式是不經(jīng)濟的，也不符合環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。此外，當前采用無機材料制作浮島的研究尚少見，雖然個別研究能夠取得較好的效果，但是其制作方法、成本和使用維護方面還存在難以克服的弊端，至今未能形成大規(guī)模應(yīng)用。因此，探索和研制新型基質(zhì)的生態(tài)浮島非常必要。城市污泥是污水處理后的副產(chǎn)品，是一種由有機殘片、細菌菌體、寄生蟲卵、無機顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。近年來，隨著城市化進程的加快和污水處理率的逐年提高，我國城市污水處理廠污泥產(chǎn)生量急劇增加。在我國城市污泥排放量較大的城市中，北京、上海的日污泥排放量已分別達到3000、4500多噸。一個日處理污水50萬立方米的污水處理廠，每天產(chǎn)生污泥250噸左右。一般城市污水處理廠每年排放干污泥大約30乂104噸，且以每年約10%的速度增長。此外，近年污水處理中還增加了脫磷除氮深度處理的要求，由此發(fā)展出不少污泥排放量更高的污水生物處理工藝。我國城市污水處理起步較晚，早期建設(shè)的污水處理廠，由于沒有嚴格的污泥排放監(jiān)管，普遍將污水和污泥處理單元剝離開來，往往忽略污泥處理，甚至為了節(jié)省運行費用將未做任何處理的污泥簡單填埋、堆放，致使"污泥圍城"現(xiàn)象開始出現(xiàn)，在大面積侵占土地資源的同時給生態(tài)環(huán)境帶來極大的安全隱患。因此，探索城市污泥的無害化、減量化處理方法刻不容緩。藻菌生物膜技術(shù)是一種污染水體原位凈化技術(shù)，藻菌生物膜載體又稱為"人工水草"。它通過在富營養(yǎng)化水體中鋪設(shè)多孔高分子材料制成的人工載體，為藻類、細菌提供生長場所，使其在生長過程中吸收水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，減輕甚至消除水體的富營養(yǎng)化污染。藻菌生物膜是一種高效共生系統(tǒng)，對污水的凈化兼有藻、菌的協(xié)同作用。藻菌生物膜技術(shù)主要適用于受污染的湖泊、水庫、河流等以及水質(zhì)變劣的噴泉、魚塘等天然水體水質(zhì)的改善，尤其是適合于城內(nèi)小型景觀水體的水質(zhì)改善工程。藻菌生物膜一般具有以下特點①純惰性材質(zhì)，親和于水體生態(tài)環(huán)境，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不會分解或反應(yīng)，對自然環(huán)境無任何污染，且材料成本低廉，來源廣泛；②高比表面積，能為藻類、菌類提供充足的生長面積，以達到較高的凈水效率；③多孔性結(jié)構(gòu)，為微生物群落提供適宜的生存環(huán)境并形成理想的微A/0處理環(huán)境。藻菌生物膜技術(shù)運用于污染水體治理始于上世紀末，屬于新型污染水體原位處理技術(shù)。目前為止，技術(shù)較為成熟的藻菌生物膜有美國梅瑞地安水生科技公司開發(fā)的"阿科蔓生態(tài)基"和中國科學(xué)院水生生物研究所研制的"人工水草-藻菌生物膜"。使用上述兩種藻菌生物膜技術(shù)均能夠快速有效的對富營養(yǎng)化水體進行治理修復(fù)，并能長期維護水體水質(zhì)，此外，還具有投資費用低、安裝管理簡單、見效快等優(yōu)點，并能兼容水產(chǎn)養(yǎng)殖、景觀建設(shè)等，為各種自然和人工水體的治理、維護提供了新途徑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合人工生態(tài)浮島及構(gòu)建方法，該浮島釆用兩種不同凈水單元組合，配方合理，綠色環(huán)保，使用壽命長，可重復(fù)使用，廢棄后可回收再利用。此外，本發(fā)明方法工藝簡單，無能耗，材料來源廣泛且能實現(xiàn)廢物資源化，成本低廉，適宜廣泛推廣。通過浮島單元上的植物以及藻菌生物膜載體單元上藻類、細菌的生長，形成微生態(tài)群落，全方位凈化水體，高效去除水體中過量營養(yǎng)鹽(TN、TP去除率可分別達到76.3。/。和87.2。/。)，消除污染，改善水質(zhì)，增強水體景觀，且無二次污染。為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種復(fù)合人工生態(tài)浮島，它包括一個或若干污泥生態(tài)浮島單元和若干藻菌生物膜載體單元，藻菌生物膜載體單元與污泥生態(tài)浮島單元柔性連接；污泥生態(tài)浮島單元為至少包括無害化處理后的污泥粉末、輕質(zhì)材料、無機粘合劑與水的混凝固化物，無害化處理后的污泥粉末、輕質(zhì)材料、無機粘合劑按質(zhì)量百分比為污泥粉末60%~77%、輕質(zhì)材料3.6%~8%、無機粘合劑19.4%~32%與水混合；藻菌生物膜載體單元包括多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料和藻菌生物膜，藻菌生物膜附著在多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料表面，各污泥浮島單元之間通過海綿或聚苯乙烯泡沫材料柔性連接。本發(fā)明還提供了上述復(fù)合人工生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，具體包括以下步驟(1)污泥生態(tài)浮島單元的構(gòu)建6a.原料準備對污水處理廠的廢棄污泥進行無害化處理后得到的污泥粉末，輕質(zhì)材料，無機粘合劑；b.制作模具、混料攪拌以剛性材質(zhì)制作模具，將步驟a所述的污泥粉末、輕質(zhì)材料和無機粘合劑以質(zhì)量百分比含量分別為60%~77%、3.6%~8%、19.4%~32%的配比，加水攪拌均勻；C.固化成型將攪拌均勻后的混合物填入模具中，壓緊壓實，然后將金屬鉤定點插入混合物，待混合物固化、干燥和成型后金屬鉤得到固定，移去模具，成型后得到污泥生態(tài)浮島單元成品；(2)藻菌生物膜載體單元的構(gòu)建a.材料準備采用多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料作為藻菌生物膜載體。b.材料加工將多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料進行剪裁，并在其一端固裝繩狀柔性材料，另一端固裝袋狀柔性材料；C.預(yù)處理將凈水藻于大型培養(yǎng)箱中采用培養(yǎng)基培養(yǎng)，再將剪裁好的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其作為載體懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標志著藻膜在載體單元上形成；(3)污泥生態(tài)浮島單元與藻菌生物膜載體單元的組合將藻菌生物膜載體一端的繩狀柔性材料牢牢系于污泥浮島底部金屬鉤上，使藻菌生物膜載體單元與污泥浮島單元柔性連接，大型浮島由浮島單元連接組成，各浮島單元之間用海綿或聚苯乙烯泡沫材料進行柔性連接。其中，可選用木材、塑料、聚苯乙烯泡沫板制作模具，模具形狀和厚度根據(jù)景觀需要而定，可在模具底部固定模塊，以留植物栽種孔穴?；炝蠑嚢钑r加水量以混料在38分鐘內(nèi)不呈滴狀落下為宜，攪拌時間為530分鐘。混合物固化成型時間視氣溫，通風(fēng)情況和浮島厚度等差異而有所不同(在通風(fēng)，溫度控制在1535'C，浮島厚度為312cm時，室內(nèi)干燥成型為2~5天時間)。多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料采用性質(zhì)穩(wěn)定、耐水耐腐蝕、柔韌性好、比表面積大、微生物附著性好的聚乙烯或聚丙烯半軟性填料，尺寸大小根據(jù)治理水體需要而定，其兩端固裝的繩狀柔性材料可選用輕質(zhì)尼龍繩，袋裝柔性材料可選用網(wǎng)眼較小的尼龍網(wǎng)袋。凈水藻可選用水綿藻、細顫藻、水網(wǎng)藻以及柵裂藻，在光照強度2700~2900lx，明暗比12:12-14:10，溫度2226'C條件下培養(yǎng)?？稍谖勰喔u的種植孔內(nèi)栽種凈水植物，必要時可用柔性材料(如海綿、聚苯乙烯泡沫)固定，將適重石塊或其他重物置于藻菌生物膜載體的袋狀柔性材料(如尼龍網(wǎng)袋)中，將復(fù)合人工生態(tài)浮島放入水體中，使植物根部浸沒于水體，藻菌生物膜載體在水體中鋪展開，浮島漂浮于水面。適合種植的凈水植物如未本科植物蘆葦、荻、黑麥草、香根草、牛筋草、水稻中的一種或任意組合；或天南星科植物菖蒲、石菖蒲、海芋；或沙草科植物旱傘草、燈芯草中的一種或任意組合；或其他科屬植物黃花鴛尾、香蒲、美人蕉、土大黃、慈燕、馬蹄蓮、孔雀草、空心菜、彩葉草、一串紅、雞冠花、矮牽牛、蕹菜中的一種或任意組合。該復(fù)合人工生態(tài)浮島的使用步驟是A.將組合后的復(fù)合浮島放入富營養(yǎng)化水體中，根據(jù)水域面積大小及污染程度確定浮島覆蓋面積和藻菌生物膜載體使用的尺寸、數(shù)量。大型浮島可由浮島單元連接組成，各浮島單元之間可用海綿或聚苯乙烯泡沫材料進行柔性連接。投放浮島單元數(shù)目視待處理水體面積而定。B.可將水生或陸生植物如黑麥草、孔雀草、空心菜、香根草、彩葉草、一串紅、雞冠花、矮牽牛、蕹菜等栽入浮島的種植孔中，必要時可用海綿或其他柔性材料如聚苯乙烯泡沫加以固定。污泥浮島上凈水植物吸收水體中的營養(yǎng)鹽維持自身生長，長出發(fā)達的根系，能吸附大量微生物，通過根系分泌物間接達到凈化水體的目的。C.藻類、細菌可附著在多孔性的藻菌生物膜載體表面生長并形成生物膜，與污泥浮島上植物根形成根際圈，互相促進生長、繁殖，成為互利共生的微生態(tài)群落，且生物膜老化脫落后可被附近根系分泌物分解。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明中污泥浮島單元的基質(zhì)為無害化處理后的污水處理廠廢棄污泥，實現(xiàn)了廢物資源化，綠色環(huán)保，在促進廢棄污泥減量化的同時，實現(xiàn)較為可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。2.本發(fā)明中藻菌生物膜載體單元的材料為多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料，其材質(zhì)為惰性高分子材料，性質(zhì)穩(wěn)定，無污染，材料來源廣泛，成本低廉，對藻類、細菌具有較好的吸附性能，經(jīng)過預(yù)處理后能更快的在污染水體中形成生物膜。3.本發(fā)明中將兩種不同形式的凈水單元組合，發(fā)揮各單元的優(yōu)點，使浮島單元上植物與藻菌生物膜上的微生物形成互利共生的微生態(tài)群落，產(chǎn)生根際圈效應(yīng)，對污染水體進行協(xié)同凈化。兩種凈水單元的組合比以往單一浮島或藻菌膜載體能取得更佳的凈水效果。4.本發(fā)明使用壽命長(2~5年)，可重復(fù)使用，廢棄后可回收再利用。5.本發(fā)明中兩種凈水單元的運輸、組合、施工簡單方便。6.復(fù)合人工生態(tài)浮島的承載能力、掛膜能力以及抗沖擊能力視待治理污染水體具體情況而定，可通過適度改變污泥浮島原料配比和藻菌生物膜載體尺寸來達到治理效果與治理成本的最佳平衡。7.復(fù)合人工生態(tài)浮島制作工藝簡單、能耗低、成本低、性質(zhì)穩(wěn)定、施工方便，適宜廣泛推廣。綜上所述，本發(fā)明的方法綠色環(huán)保，制作簡單，經(jīng)濟實用，可以有效的改善富營養(yǎng)化水體的水質(zhì)狀況，提高景觀價值，同時緩解污水處理廠廢棄污泥對生態(tài)環(huán)境造成的壓力，對于環(huán)境、經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。具體實施例方式以下結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明表l.復(fù)合人工生態(tài)浮島制作原料配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2WC培養(yǎng)基成分<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例1:1.前期準備(1)現(xiàn)場調(diào)查試驗地點為武漢大學(xué)內(nèi)一人工景觀湖，現(xiàn)已受富營養(yǎng)化污染；(2)原料制備復(fù)合人工生態(tài)浮島中的污泥浮島單元以武漢市城郊一污水處理廠廢棄污泥為原料，脫水晾干，經(jīng)高溫烘烤殺滅其中病原體和寄生蟲；輕質(zhì)材料選用ESP泡沫顆粒；無機粘合劑采用高硫型HAS土壤固化劑；金屬鉤采用直徑4mm的鐵絲掛鉤；復(fù)合人工生態(tài)浮島中的藻菌生物膜載體單元以聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料為原料；藻菌生物膜載體單元與污泥浮島單元上金屬鉤之間的連接材料采用輕質(zhì)、防水防腐的尼龍繩；(3)污泥浮島單元模具制作用木材制成100cm(長)X100cm(寬)X5cm(高)大小的無蓋正方形盒，盒底用釘固定36個圓柱狀聚苯乙烯泡沫塊(高5cm，截面直徑2.5cm)以留植物栽種孔穴；(4)聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料的處理按表1中尺寸，將聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料進行剪裁，在兩端打孔，一端系上尼龍繩，另一端系上網(wǎng)眼較小的尼龍網(wǎng)袋。2.新型復(fù)合人工生態(tài)浮島制作階段(1)按表1中所述配比定量稱取無害化處理后的污泥粉末、輕質(zhì)材料ESP泡沫顆粒、高硫型HAS土壤固化劑；(2)污泥浮島單元的混料攪拌將上述污泥粉末、輕質(zhì)材料ESP泡沫顆粒和高硫型HAS土壤固化劑混合，邊加水邊攪拌，至混合物呈粘稠狀即可停止加水。然后繼續(xù)攪拌，攪拌時間為25或28或30分鐘；(3)污泥浮島單元的固化成型將上述攪拌好的混合物倒入模具中，定點插入6或9只金屬鉤。在室內(nèi)，通風(fēng)，氣溫為1525'C條件下，放置4或5天即干燥固化。然后移去木材模具和聚苯乙烯泡沫塊，即得大小為100cmxl00cmx5cm，具有36個栽種孔穴和具有6或9只金屬鉤的浮島單元；(4)藻菌生物膜載體單元預(yù)處理將水綿藻接種于大型培養(yǎng)箱，使用WC培養(yǎng)基(WC培養(yǎng)基成分如表2所述)，在光照強度為2800k，明暗比14:10，溫度為22'C的條件下進行培養(yǎng)。將剪裁好的聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標志著藻膜在載體單元上形成。(5)將10塊上述100cmxl00cmx5cm規(guī)格的污泥浮島單元分成兩行，一行5塊首尾連接，行間并行連接。用鐵絲或尼龍繩作為連接材料，在污泥浮島單元連接縫隙中夾入海綿或泡沫，使在水體波動時污泥浮島單元相互之間的碰撞得以緩沖，以保護污泥浮島單元避免碰撞受損。(6)兩單元部件的組合在藻菌生物膜載體上生物膜形成后，將藻菌生物膜載體單元系尼龍繩的一端系于污泥浮島單元的金屬掛鉤上，確保其不松動、不脫落，形成復(fù)合人工生態(tài)浮島；3.放入水體(1)在污泥浮島孔穴中栽種凈水植物菖蒲、蘆葦、美人蕉，并用海綿加以固定。菖蒲植株高15~30cm、蘆葦植株高100~120cm、美人蕉植株高120180cm，放入水體后確保植株根部沒入水中以及浮島底部的藻菌生物膜載體在水體中垂直鋪展；(2)復(fù)合浮島在水體中放置15天，期間氣溫1528°C，并有1次中等規(guī)模降雨。污泥浮島單元上菖蒲、蘆葦、美人蕉植株均生長正常，存活率分別為94.4%、91.7%和86.1%，各植株生物量增加明顯，葉色正常；藻菌生物膜載體上水綿藻長勢良好，形成綠色生物膜。(3)對試驗前后該人工湖的水質(zhì)分析顯示，試驗前該水體中TP質(zhì)量濃度為0.47mg七"，NH/-N質(zhì)量濃度為1.33mg七"；試驗后水體中TP質(zhì)量濃度為0.06mg七"，NH4+-N質(zhì)量濃度為0.34mg'U1，TP和NH4+-N的去除率分別為87.2%和74.4%。結(jié)果表明，新型復(fù)合人工生態(tài)浮島對該富營養(yǎng)化水體的治理取得了很好效果。實施例21.前期準備(1)現(xiàn)場調(diào)查:試驗地點為武漢市某工廠廢舊蓄水池(1000cmx800cmx200cm)，向池內(nèi)灌輸自來水和生活污水以模擬富營養(yǎng)化水體，水深150cm;(2)原料制備復(fù)合人工生態(tài)浮島中的污泥浮島單元以武漢市城郊一污水處理廠廢棄污泥為原料，脫水晾干，經(jīng)高溫烘烤殺滅其中病原體和寄生蟲；輕質(zhì)材料選用ESP泡沫顆粒；無機粘合劑采用高硫型HAS土壤固化劑；金屬鉤采用直徑4mm的鐵絲掛鉤；復(fù)合人工生態(tài)浮島中的藻菌生物膜載體單元以聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料為原料；藻菌生物膜載體單元與污泥浮島單元上金屬鉤之間的連接材料采用輕質(zhì)、防水防腐的尼龍繩；(3)污泥浮島單元模具制作用木材制成100cmxl00cmx5cm大小的無蓋正方形盒，盒底用釘固定36個圓柱狀聚苯乙烯泡沫塊(高5cm，截面直徑2.5cm)以留植物栽種孔穴；(4)對聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料的處理按表I中尺寸將聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料進行剪裁，在兩端打孔，一端系上尼龍繩，另一端系上網(wǎng)眼較小的尼龍網(wǎng)袋。2.新型復(fù)合人工生態(tài)浮島制作階段(1)按表1中所述配比定量稱取無害化處理后的污泥粉末、輕質(zhì)材料ESP泡沫顆粒、高硫型HAS土壤固化劑；(2)污泥浮島單元的混料攪拌將上述污泥粉末、輕質(zhì)材料ESP泡沫顆粒和高硫型HAS土壤固化劑混合，邊加水邊攪拌，至混合物呈粘稠狀即可停止加水。然后繼續(xù)攪拌，攪拌時間約為30分鐘；(3)污泥浮島單元的固化成型將上述攪拌好的混合物倒入模具中，定點插入6或9只金屬鉤。在室內(nèi)通風(fēng)，氣溫為1525X:條件下，放置4或5天即干燥固化。然后移去木材模具和聚苯乙烯泡沫塊，即得大小為100cmxl00cmx5cm，具有36個栽種孔穴和具有6或9只金屬鉤的浮島單元；(4)藻菌生物膜載體單元預(yù)處理將水綿藻于大型培養(yǎng)箱中用WC培養(yǎng)基中(WC培養(yǎng)基組分如表2所示)，在光照強度為2850k，明暗比13:10，溫度為23。C的條件下進行培養(yǎng)，再將剪裁好的聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標志著藻膜在載體單元上形成。(5)將4塊上述100cmxl00cmx5cm規(guī)格的污泥浮島單元分成兩行，一行2塊首尾連接，行間并行連接。用鐵絲或尼龍繩作為連接材料，在污泥浮島單元連接縫隙中夾入海綿或泡沫，使在水體波動時污泥浮島單元相互之間的碰撞得以緩沖，以保護污泥浮島單元避免碰撞受損。(6)兩單元部件的組合在藻菌生物膜載體上生物膜形成后，將藻菌生物膜載體單元系尼龍繩的一端系于污泥浮島單元的金屬掛鉤上，確保其不松動、不脫落，形成復(fù)合人工生態(tài)浮島。3.放入水體(1)在污泥浮島孔穴中栽種凈水植物蘆蘋、黑麥草、香根草，并用海綿加以固定。蘆蘋、黑麥草、香根草，蘆葦植株高2035cm、黑麥草植株高3548cm、香根草植株高100-170cm，放入水體后確保植株根部沒入水中以及浮島底部的藻菌生物膜載體在水體中垂直鋪展；(2)復(fù)合浮島在水體中放置15天，期間氣溫13~25°C，無降雨。污泥浮島單元上盧蘋、黑麥草、香根草植株均生長正常，存活率為89.5%、87.7%和86.8%，各植株生物量增加明顯，葉色正常；藻菌生物膜載體上水綿藻長勢良好，形成綠色生物膜。C3)對試驗前后該池水的水質(zhì)分析顯示，試驗前該水體中TP質(zhì)量濃度為0.79mg七"，NH4+-N質(zhì)量濃度為6.53mg七"；試驗后水體中TP質(zhì)量濃度為O.Mmg'I/1,NHZ-N質(zhì)量濃度為1.55mg七"，TP和NH4+-N的去除率分別為82.3%和76.3%。結(jié)果表明，新型復(fù)合人工生態(tài)浮島對該模擬富營養(yǎng)化水體中過量營養(yǎng)鹽的去除取得了較佳的效果。對污泥進行無害化處理，可采用焚燒、消化和干化等處理手段。本實施例中均采用高溫干化處理方法，將廢棄污泥晾干或脫水至含水量20%以下，粉碎后于708(TC高溫烘烤5070min，以殺滅有害病原體和寄生蟲卵。模具的規(guī)格和模塊大小、數(shù)量可以根據(jù)景觀和水體需要而定，對發(fā)明效果沒有影響。凈水藻種可選用水綿藻、細顫藻、水網(wǎng)藻以及柵裂藻，分別采用WC培養(yǎng)基、HGZ培養(yǎng)基、BBM培養(yǎng)基和SE培養(yǎng)基，本實施例中選用凈水效果好的水綿藻，在WC培養(yǎng)基中培養(yǎng)。1權(quán)利要求1.一種復(fù)合人工生態(tài)浮島，其特征在于它包括一個或若干污泥生態(tài)浮島單元和若干藻菌生物膜載體單元，藻菌生物膜載體單元與污泥生態(tài)浮島單元柔性連接；污泥生態(tài)浮島單元為至少包括無害化處理后的污泥粉末、輕質(zhì)材料、無機粘合劑與水的混凝固化物，無害化處理后的污泥粉末、輕質(zhì)材料、無機粘合劑按質(zhì)量百分比為污泥粉末60％～77％、輕質(zhì)材料3.6％～8％、無機粘合劑19.4％～32％與水混合；藻菌生物膜載體單元包括多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料和藻菌生物膜，藻菌生物膜附著在多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料表面，各污泥浮島單元之間通過海綿或聚苯乙烯泡沫材料柔性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島，其特征在于輕質(zhì)材料為ESP泡沫顆粒，無機粘合劑為高硫型HAS土壤固化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島，其特征在于柔性材料為繩狀柔性材料或袋狀柔性材料，分別固裝于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料的兩端，污泥生態(tài)浮島單元底部固定有金屬鉤，藻菌生物膜載體單元通過金屬鉤及繩狀柔性材料與污泥生態(tài)浮島單元柔性連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島，其特征在于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料為聚乙烯或聚丙烯半軟性填料。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島，其特征在于每個污泥生態(tài)浮島單元底部固定的金屬鉤為6或9只，金屬鉤為9只時，每個多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料長50~60cm、寬10~15cm、厚0.50.8cm;金屬鉤為6只時，每個多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料長60~80cm、寬20~30cm、厚0.5~0.8cm。6.權(quán)利要求1所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，其特征在于包括以下步驟(1)污泥生態(tài)浮島單元的構(gòu)建-a.原料準備對污水處理廠的廢棄污泥進行無害化處理后得到的污泥粉末，輕質(zhì)材料，無機粘合劑；b.制作模具、混料攪拌以剛性材質(zhì)制作模具，將步驟a所述的污泥粉末、輕質(zhì)材料和無機粘合劑以質(zhì)量百分比含量分別為60%77%、3.6%8%、19.4%~32%的配比，加水攪拌均勻；C.固化成型將攪拌均勻后的混合物填入模具中，壓緊壓實，然后將金屬鉤定點插入混合物，待混合物固化、干燥和成型后金屬鉤得到固定，移去模具，得到污泥生態(tài)浮島單元成品；C2)藻菌生物膜載體單元的構(gòu)建a.材料準備采用多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料作為藻菌生物膜載體；b.材料加工對多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料進行剪裁，并在其一端固裝繩狀柔性材料，另一端固裝袋狀柔性材料；C.預(yù)處理將凈水藻于大型培養(yǎng)箱中采用培養(yǎng)基培養(yǎng)，再將剪裁好的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其作為載體懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)6~10天，載體上出現(xiàn)氣泡標志著藻膜在載體單元上形成；(3)污泥生態(tài)浮島單元與藻菌生物膜載體單元的組合-將藻菌生物膜載體一端的繩狀柔性材料牢牢系于污泥浮島底部金屬鉤上，使藻菌生物膜載體單元與污泥浮島單元柔性連接，大型浮島由浮島單元連接組成，各浮島單元之間用海綿或聚苯乙烯泡沫材料進行柔性連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，其特征在于輕質(zhì)材料為ESP泡沫顆粒，無機粘合劑為高硫型HAS土壤固化劑。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，其特征在于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料為聚乙烯或聚丙烯半軟性填料。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，其特征在于每個污泥生態(tài)浮島單元底部固定的金屬鉤為6或9只，金屬鉤為9只時，每個多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料長50~60cm、寬1015cm、厚0.50.8cm;金屬鉤為6只時，每個多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料長60~80cm、寬20~30cm、厚0.5~0.8cm。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合人工生態(tài)浮島的構(gòu)建方法，其特征在于在污泥生態(tài)浮島單元的種植孔內(nèi)栽種有凈水植物，用海綿或聚苯乙烯泡沫固定。全文摘要本發(fā)明公開了一種復(fù)合人工生態(tài)浮島及構(gòu)建方法，該浮島包括一個或若干污泥生態(tài)浮島單元和若干藻菌生物膜載體單元，構(gòu)建步驟是以無害化處理后污泥粉末、輕質(zhì)材料和無機粘合劑為原料制成污泥生態(tài)浮島單元；將多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料簡單加工制成藻菌生物膜載體單元，將其預(yù)處理后用柔性材料固定在污泥生態(tài)浮島上，各浮島單元之間通過海綿或聚苯乙烯泡沫柔性連接。本發(fā)明原料易得、成本低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、環(huán)境友好，無二次污染，且合理利用污水處理廠的廢棄污泥，使城市污泥減量化，達到廢棄資源再利用的目的；可栽種凈水植物使之與微生物形成微型生態(tài)群落，對污染水體產(chǎn)生全方位立體凈化作用，凈水效果較單一性浮島和藻菌生物膜載體更佳。文檔編號C02F3/10GK101428909SQ20081023694公開日2009年5月13日申請日期2008年12月18日優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日發(fā)明者侯浩波,張維昊,胡光濟申請人:武漢大學(xué)