[发明专利]一种人工浮床复合型生态基质及其制备方法

说明书

本发明涉及水污染治理与水体生态修复领域，公开了一种人工浮床复合型生态基质，以体积百分比计，包括如下原料：固态吸附型基质60～75％、固态生态改良型基质24～37％和泥状生物强化型基质1～3％，其中，以重量份计，固态吸附型基质包括白云石粉10～15份、贝壳粉10～15份和自来水厂铁锰泥1～3份，固态生态改良型基质包括木炭粉10～15份、松针粉2～4份和稻壳灰5～10份；还公开了一种人工浮床复合型生态基质的制备方法。本发明的人工浮床复合型生态基质的原料廉价易得、清洁无害，制备工序简单，制备过程对环境影响甚微，制得的生态基质在应用中不会产生二次污染，而且对水体中的氮、磷物质具有高效、持续的去除能力。

技术领域

本发明涉及水污染治理与水体生态修复领域，尤其涉及了一种人工浮床复合型生态基质及其制备方法。

背景技术

人工浮床是由现代农艺无土种植技术衍生而来的一种水生态修复技术，通常也被称为生态浮岛、生态浮床、人工浮床、人工浮岛、漂浮湿地或生物浮岛。近几年来，这种被誉称为“水上花园”的水生态修复技术在我国许多地区得到了十分广泛的应用。该技术与在水体中直接种植水生植物的主要区别在于：该技术采用了轻质材料使水生植物固定并高密度地浮于水面生长，因而可以应用于水深、水位变化较大的天然水体的治理与修复。

一方面，常规的人工浮床主要依赖浮床植物来净化污染物，但浮床植物的净化能力有限，并受季节性影响较大。因此，针对人工浮床的净化能力有限等问题，一些研发者开始从浮床基质角度入手，通过筛选或制备吸附性基质、微生物固定化等手段来强化浮床的污染净化能力。例如，公开号为CN105753160A的发明专利公开了一种高效除磷脱氮的浮床复合基质的制作方法，采用海泡石、膨胀蛭石，工业副产物炉渣、粉煤灰以及微生物固定化载体海藻酸钙制备浮床复合基质；再如公开号为CN104355413A的发明专利公开了一种生态浮床及净化水体的方法，采用镁渣陶瓷滤球、膨润土颗粒和沸石制得浮床基质。

上述基质的引入，可在短期内提高人工浮床对水体污染物的去除能力，但其净化途径主要依靠基质的吸附作用，因此，从长期来看，上述基质去除污染物效果并不明显，特别是对氮磷物质；另外，上述基质的制备成本较高，如微生物固定化载体海藻酸钙的制备和镁渣陶瓷滤球的制备，难以规模化生产应用；而且，上述基质中由于配加了含有多种重金属的工业废弃物，如炉渣、镁渣陶瓷滤球，容易造成二次污染，使植物吸收富集重金属，也不利于浮床植物的后续处置和利用。

另一方面，大量工程应用表明，浮床植物容易出现倒伏、病虫害、外来植物入侵等问题，但目前针对这类问题的解决措施基本上是通过植物选择(如选相对低矮型的水生植物)、施用农药和人工或化学方式除草，由此又带来诸如二次污染、植物配置不合理等负面的生态、环境以及景观效应问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺点，提供了一种人工浮床复合型生态基质及其制备方法，该复合型生态基质不仅原料廉价易得，制备工序简单，产品清洁绿色，净污能力持久高效，还可以有效防止浮床植物的倒伏、病虫害的滋生以及外来植物的入侵。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种人工浮床复合型生态基质，以体积百分比计，包括如下原料：固态吸附型基质60～75％、固态生态改良型基质24～37％和泥状生物强化型基质1～3％，其中，以重量份计，固态吸附型基质包括白云石粉10～15份、贝壳粉10～15份和自来水厂铁锰泥1～3份，固态生态改良型基质包括木炭粉10～15份、松针粉2～4份和稻壳灰5～10份，泥状生物强化型基质为城镇污水处理厂中的剩余活性污泥经浓缩处理后的浓缩污泥。

作为优选，固态吸附型基质的制备方法为：以重量份计，将白云石粉10～15份、贝壳粉10～15份和自来水厂铁锰泥1～3份混合，得到混合物料，混合物料在500～650℃条件下煅烧1～3h；其中，制备得到的固态吸附型基质的最大粒径小于3.35mm。

作为优选，自来水厂铁锰泥是除铁除锰自来水厂水处理过程中所产生的含铁锰氧化物的废弃泥。