CN102249419A - 一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺系统，该工艺采用生态护岸、曝气复氧、湿地水处理、植物修复和水生动物修复多种生态修复技术优化组合联合系统。采用该系统修复后的河道水体CODcr、BOD₅、N和P含量大大降低。采用护岸植草砖型生态护岸，采用多台推流曝气装置，对底层水体复氧，人工湿地选择芦苇、菖蒲和美人蕉三种植物；植物修复选取耐盐性比较好的植物群落，每个植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，在部分河段还配置少量的漂浮植物，采用水生动物修复，有效地减少水体中的悬浮物，去除水体中的绿藻类物质，增加水体透明度。

Description

一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺系统

技术领域

本发明涉及一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺，具体地说是将生态护岸、曝气复氧、湿地水处理、植物修复、水生动物修复等多种生态修复技术进行合理组合形成景观河道水体的联合修复工艺。该修复工艺可有效改善河道水质，实现河道水体的长效净化与保持。

背景技术

自20世纪70年代以来，全球范围内出现了能源危机、生态危机、环境危机。特别是水资源危机的日益严重，使得原本就是生命之源的水资源成为了涉及经济发展、政治关系、人类健康的重大社会问题。随着我国城市化进程的加快、城市人口的急剧膨胀、污水排放量的大幅增加，水资源危机在城市环境中更加凸显。

伴随着社会的不断进步，人们对居住环境特别是城市景观水生环境质量的要求也逐渐提高。清澈美丽的景观水体已经成为美化人们生存环境不可或缺的重要部分。为有效缓解城市景观用水需求与日趋严重的城市用水危机之间的矛盾，再生水回用于景观水体技术应运而生，并已在世界范围内有所实践。但是，再生水回用于景观水体技术的应用，在改善城市居住环境、提高人们生活质量的同时，也存在着一些不成熟的技术问题。城市景观水体多是非连续流动水体，流速滞缓，水生生态系统自主维系能力弱，加上再生水污染物本底值相对较高，这就使得再生水景观水体水质保持情况不容乐观。目前我国城市河道景观的建设有了一些突破性的进展，但有些仅仅出于防汛和贸易目的，片面强调水利上的功能而忽视河道的生态景观效果，采用硬质护坡、去弯就直、直立防浪墙等人工改造手段，这不仅打破河流的自然风貌，而且对自然环境造成不良影响。因此，人工景观水体的水质净化与保持急需一套完善的生态修复工艺系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺。为了实现上述目的，通过利用生态护岸、曝气复氧、湿地水处理、植物修复和水生动物修复等技术修复景观河道污染水体，从而改善河道水质，使水体CODcr、BOD₅、N和P含量大大降低。

在传统的河道整治中，护岸大多采用混凝土和浆砌石硬化材料，这样的河岸不能提供完整的河岸生态系统，忽视了河岸生态系统与水生生态系统的物质能量交换，导致河道流域生物多样性降低，进而使得水体发黑发臭、富营养化现象严重，这恰与河道整治的初衷背道而驰。生态护岸是把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的护坡。这样的护岸充分运用生态学原理，利用生态系统的作用对水质进行长效维护，具有适合生物生存和繁衍、增强水体自净能力、调节水量与滞洪补枯等优点。采用护岸植草砖型生态护岸，在河岸边坡较缓的地方，采取自然土质岸坡、自然缓坡、植树、植草等各种方式护堤，为水生植物的生长、水生动物的繁殖、两栖动物的栖息繁衍活动创造条件；在河岸边坡较陡的地方，采用木桩、木框加毛块石等工程措施，这种护岸工程既能稳定河床，又能改善生态和美化环境，避免了混凝土工程带来的负面作用。在护坡植物的配置中，以50m为一个单位，依次种植或铺设乔木(或灌木)、草地、护坡、芦苇、香蒲、车前子等。

曝气复氧技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气(或氧气)，加速水体复氧过程，以提高水体中溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，进而恢复水体生态系统，从而消除黑臭、改善河流的水质。采用推流曝气装置，可以在对底层水体复氧同时，推动河道水体的流动，加快污染物的输送、稀释。

湿地生态系统应用于水质净化领域的研究起源于部分常规水质净化技术的运行效果微弱、用于水质净化的管网系统花费高昂等环境问题。人工湿地建造和运行费用便宜、易于维护、技术含量低，可有效缓冲对水力和污染负荷的冲击等优点，另外，具有较高的景观生态价值，环境经济效益十分显著。人工湿地选择芦苇、菖蒲和美人蕉三种植物，这三种植物对N、P和CODcr等去除效果较好。

在城市景观水体处理中，水生植物占据着十分重要的地位：首先，植物起着代替曝气机输氧的作用，主要通过根部通气组织和浮水植物叶茎向水中复氧，从而增加水中溶解氧含量；其次，水生植物为微生物群落创造了有利的活动场所，维系河道生态系统微生物种群，有利于微生物对水中有机污染物的吸附、降解活动；另外，一些水生植物可对水中重金属、无机盐等污染物进行吸附、代谢、富集等作用，有效减少水体无机污染物质含量。植物选择上应选取生长能力强、修复效果好的植物种类，如黄色的美人蕉植物群落、香蒲植物群落、水葱植物群落、芦苇植物群落、三棱草植物群落、莺尾植物群落等。每个植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，占据不同的水体空间，实现净化与景观双重功能。

水生动物是水生态环境中的消费者。在河道中投放适量水生动物可有效地减少水体中的悬浮物，去除水体中的绿藻类物质，增加水体透明度。投放数量合适、物种配比合理的水生动物，可延长生态系统的食物链，提高生物净化效果。通过控制浮游生物捕食性鱼类、鱼食性鱼类、草食性鱼类的结构比例以及定期打捞浮游动物和底栖动物，可以防止其过量繁殖造成的污染，同时也可以将已转化成生物有机体的有机质和氮磷等营养物质从水体中彻底去除。

多种修复技术的组合使用构成了联合修复工艺系统，合理构建景观河道生态系统，利用各项生态修复技术之间的相互作用、相互补充，形成完善的河道生态修复体系，从而有效净化、保持河道水质。

本发明的有益效果

1.本发明可有效降低污水中的污染物质含量，通过采用生态护岸、曝气复氧、湿地水处理、植物修复和水生动物修复技术的联合使用，大大提高对景观河道的生态修复效果，而单独一种方法不能达到此效果。

2.本发明处理再生水景观河道污染的费用较低，有很大实际应用价值和推广意义。

3.本发明修复再生水景观河道污染结合了生物修复及植物修复的优点，在短时间内将污水有机物降低到较低的浓度。

4.本发明能有效去除再生水景观河道N、P，通常植物修复或生物修复对N、P的降解率均较低。

5.种植的生态植物具有一定的经济价值和美学价值。

具体实施方式

实施例1再生水景观河道污染水体的多种组合技术的联合修复工艺系统

天津空港加工区人工河道总长度为20km，河道上口宽度6m～50m，底宽4～45m，形成水体面积约为40万m²，河道为自然的蜿蜒曲折型，有的地段很宽，可达到50m左右，有的河段很窄，也就是5～6m，既不单一，又不占土地面积，对河水有调蓄作用，还能给人心旷神怡，赏心悦目的视觉效果，成为天津空港加工区一道亮丽的风景线。除此以外，生态河道隔一定距离设置一圆形浅湾，更给河道增添美感，在防洪、排涝方面起到一定作用。

空港加工区景观河道采用的大部分是护岸植草砖型生态护岸。在护坡植物的配置中，以50m为一个单位，依次种植或铺设乔木(或灌木)、草地、护坡、芦苇、香蒲、车前子等。

加工区在西南雨水泵站和南部雨水泵站都采用了推流曝气装置。推流曝气方式可以在对底层水体复氧同时，推动雨水泵站附近水体的流动，加快污染物的输送、稀释。加工区河道在西南雨水泵站附近设置了六台推流曝气机，每台间隔为15～25m，以保证水体溶解氧不低于4mg/L，每台曝气量为1.0～1.2kgO₂/h，曝气机的运行时间为5～8h/d，夏秋季节控制在8h，春冬季节控制在5h左右。

河道中人工湿地具有较高的景观生态价值，环境经济效益十分显著。人工湿地选择芦苇、菖蒲和美人蕉三种植物，这三种植物对N、P和CODcr等去除效果较好。

针对加工区河道水体高盐特性，植物选择上应选取耐盐性比较好的植物种类，如黄色的美人蕉植物群落、香蒲植物群落、水葱植物群落、芦苇植物群落、三棱草植物群落、莺尾植物群落等。每个植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，占据不同的水体空间，实现净化与景观双重功能。目前空港加工区景观河道以芦苇和香蒲植物群落为主，沉水植物以菹草、苦草和金鱼藻为主，在部分河段还配置少量的漂浮植物。为了保证水面植物景观疏密相间，不影响水体岸边其它景物的观赏，不宜满河道种植，一般以保证三分之一到二分之一水面绿化、种植密度以1-3株/m²。

景观河道水体中的鱼类以鲫鱼为主，可有效地减少水体中的悬浮物，去除水体中的绿藻类物质，增加水体透明度。

空港加工区人工河道在多种组合技术的联合修复作用下，水体水质明显改善，河道生态系统自主维系能力显著增强。

Claims (1)

1.一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺系统，其特征在于，该法采用生态护岸、曝气复氧、湿地水处理、植物修复和水生动物修复多种生态修复技术优化组合联合使用来修复景观河道水体污染；采用护岸植草砖型生态护岸，在河岸边坡较缓的地方，采取自然土质岸坡、自然缓坡、植树、植草方式护堤，为水生植物的生长、水生动物的繁殖、两栖动物的栖息繁衍活动创造条件；采用多台推流曝气装置，对底层水体复氧同时，推动河道水体的流动，加快污染物的输送、稀释；人工湿地选择芦苇、菖蒲和美人蕉三种植物；植物修复选取耐盐性比较好的美人蕉植物群落、香蒲植物群落、水葱植物群落、芦苇植物群落、三棱草植物群落、莺尾植物群落，每个植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，占据不同的水体空间，实现净化与景观双重功能，以芦苇和香蒲植物群落为主，沉水植物以菹草、苦草和金鱼藻为主，在部分河段还配置少量的漂浮植物，保证三分之一到二分之一水面绿化、种植密度以1-3株/m²；采用水生动物修复，有效地减少水体中的悬浮物，去除水体中的绿藻类物质，增加水体透明度，景观河道水体中的鱼类以鲫鱼为主。