一种由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛及其制备技术的制作方法

本发明属于污染水体中机污染物和氮磷污染治理技术领域，特别涉及一种由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛及其制备技术。

背景技术：

着我国经济快速发展、城市急剧扩张和人民生活水平日益提升，一些流经大、中型城市和城镇的河流，其水生生境面临着污染负荷大、底泥污染严重、河道水流不畅、河岸带生态退化以及河道裁弯取直单一化等一系列问题，其中因大量沿河生活污水的排入所引发的河道富营养化问题颇为严重。针对已经发生水质恶化的河道水体，完全依靠水体自发的修复作用和简单的物理修复方式很难迅速恢复水体生态结构，在众多河道污染治理技术中，生态修复措施具有运行成本低廉、原位净化水质、恢复水生生态结构、增强水体自净能力等特点，主要涉及水生植物技术、生物增效技术、微生物制剂技术、生态浮岛技术等，是目前促进水体生态系统良性协调发展的重要措施。然而在实际应用中发现，生态浮岛技术可以利用载体材料吸附、植物根系的吸收、截留和吸附等作用去除水体中氮磷等污染物质，具有重要的应用前景。生态浮床的植物在生长过程中生成大面积的植物根系，植物根系错综复杂，并可以形成一道过滤层，当水体从植物的根系经过时，水体中的一些大颗粒物和污染物质可以被该过滤层所拦截下来，达到净化水体的目的。生态浮岛技术具有投资少、管理方便、适种范围广等优点。目前还缺少由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛，该生态浮岛由浮球、连接口、浮框、沉水植物、浮水植物和对硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料组成；其中对硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料由如下方法制备：

(1)将52.09g活性炭加入到250ml质量百分比浓度为10％的硝酸溶液中，在1000r/min条件下搅拌50分钟，过滤除去液体，经500ml去离子水洗涤后在105℃的干燥箱中放置35分钟，得到物质a；

(2)将19.66g壳聚糖加入到800ml质量百分比浓度为5％的醋酸溶液中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液g1、混合液g2、混合液g3、混合液g4；

(3)将8.32克磷酸基-β-环糊精和50ml二甲基亚砜加入到150ml异丙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液h1、混合液h2、混合液h3、混合液h4；

(4)将混合液h1和8ml4-(n-甲基哌啶基)环氧乙烷加入到混合液g1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液j1；

(5)将物质a加入到混合液j1中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质b，将物质b在105℃的干燥箱中放置35分钟，然后置于马弗炉中在485℃条件下焙烧45分钟，得到物质c；

(6)将混合液h2和7ml4-(n-甲基哌啶基)环氧乙烷加入到混合液g2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液j2；

(7)将物质c加入到混合液j2中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质d，物质d在105℃的干燥箱中放置35分钟，然后置于马弗炉中在485℃条件下焙烧45分钟，得到物质e；

(8)将混合液h3和6ml4-(n-甲基哌啶基)环氧乙烷加入到混合液g3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液j3；

(9)将物质e加入到混合液j3中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质f，物质f在105℃的干燥箱中放置35分钟，然后置于马弗炉中在485℃条件下焙烧45分钟，得到物质g；

(10)将混合液h4和5ml4-(n-甲基哌啶基)环氧乙烷加入到混合液g4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液j4；

(11)将物质g加入到混合液j4中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质h，物质h在105℃的干燥箱中放置35分钟，然后置于马弗炉中在485℃条件下焙烧45分钟，得到的物质即为对硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料。

本发明的有益效果是，制得的由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛具有适应性强、处理吸附效率高等特点。

附图说明

图1为由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛，该生态浮岛由浮球、连接口、浮框、沉水植物、浮水植物和对硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料组成。

具体实施方式

本发明提供了一种由沉水植物和浮水植物组成的生态浮岛，下面通过一个实例来说明其实施过程。

实施例1.

生态浮岛由浮床上层、浮床中层、浮床下层、浮床悬挂层、浮床植物和对有机污染物和硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料组成；浮床悬挂层中装填有固氮微生物的菌剂；其中对有机污染物和硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料由如下方法制备：

(12)将71克粒径为3-4cm的蒙脱石加入到600ml质量百分比浓度为10％的硝酸溶液中，在1000r/min条件下搅拌50分钟，过滤除去液体，经500ml去离子水洗涤后在105℃的干燥箱中放置35分钟，得到物质a；

(13)将20ml丙烯酸在1000r/min搅拌条件下加入到500ml去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，然后加入4.05克过硫酸钾，摇匀后分成等量5份，得到混合液p1、混合液p2、混合液p3、混合液p4、混合液p5；

(14)将2.07克聚乙烯吡咯烷酮和1.49克异丁基三乙氧基硅烷加入到混合液p1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液q1；

(15)将物质a加入到混合液q1中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质b，物质b经100ml质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在104℃的干燥箱中放置41分钟，然后置于马弗炉中在490℃条件下焙烧43分钟，得到物质c；

(16)将2.17克聚乙烯吡咯烷酮和1.39克异丁基三乙氧基硅烷加入到混合液p2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液q2；

(17)将物质c加入到混合液q2中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质d，物质d经100ml质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在104℃的干燥箱中放置41分钟，然后置于马弗炉中在490℃条件下焙烧43分钟，得到物质e；

(18)将2.27克聚乙烯吡咯烷酮和1.29克异丁基三乙氧基硅烷加入到混合液p3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液q3；

(19)将物质e加入到混合液q3中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质f，物质f经100ml质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在104℃的干燥箱中放置41分钟，然后置于马弗炉中在490℃条件下焙烧43分钟，得到物质g；

(20)将2.37克聚乙烯吡咯烷酮和1.19克异丁基三乙氧基硅烷加入到混合液p4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液q4；

(21)将物质g加入到混合液q4中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质h，物质h经100ml质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在104℃的干燥箱中放置41分钟，然后置于马弗炉中在490℃条件下焙烧43分钟，得到物质j；

(22)将2.47克聚乙烯吡咯烷酮和1.09克异丁基三乙氧基硅烷加入到混合液p5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液q5；

(23)将物质k加入到混合液q5中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质l，物质l经100ml质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在104℃的干燥箱中放置41分钟，然后置于马弗炉中在490℃条件下焙烧43分钟，得到的物质即为对有机污染物和硝态氮具有吸附去除功能的生态浮岛材料。