CN103570132B - 一种富营养化水体的生态修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于包括如下步骤：a.将污水处理厂二沉池的活性污泥置于培养池中培养获得厌氧微生物群；b.培养水生植物，并将培养后的部分水生植物置于培养的厌氧微生物群中进行再次培养，使水生植物上形成一层微生物膜；c.河道预处理，除去水面上的大颗粒漂浮物；d.将步骤b中培养好的水生植物置于经过预处理的河道水域中。本发明在净化水质的同时美化了水体，还能提高水体的自净能力，修复速度较快，不产生二次污染，成本少，能保持生态系统长期稳定。

Description

一种富营养化水体的生态修复方法

技术领域：

本发明涉及一种富营养化水体的生态修复方法。

技术背景：

富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。近年来，由于工业的发展及人民生活水平的提高，大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体，破坏了水体的生态平衡，导致水体富营养化。

2012年，全国地表水国控断面总体为轻度污染。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为68.9%、20.9%和10.2%。62个国控重点湖泊（水库）中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的湖泊（水库）比例分别为61.3%、27.4%和11.3%。其中主要污染污染指数均为氮或磷或两者兼有。

目前，富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为：①污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物质，既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性。②营养物质去除难度高。常用的水体富营养化治理的方法主要有：1）工程性措施，包括挖掘底泥、深层曝气、注水稀释等；2）化学方法，包括凝聚沉降、化学药剂杀藻等；3）微生物投加；4）生物措施，主要为水生植物的应用。但至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种富营养化水体的生态修复方法，在净化水质的同时美化了水体，还能提高水体的自净能力，修复速度较快，不产生二次污染，成本少，能保持生态系统长期稳定。

为此，本发明采取如下技术方案：

一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于包括如下步骤：a.通过对污水处理厂二沉池的活性污泥培养获得微生物，当活性污泥培养成熟时能用于修复；b.河道预处理，除去水面上的大颗粒漂浮物；c.培养水生植物，并将培养后水生植物置于培养成熟的微生物中进行再次培养，使水生植物表面形成一层致密的微生物膜；d.培养好的水生植物按类别依次处理置于河道预处理区域后的水域。微生物膜加快降解富营养水体中的氮磷，加速水体的净化。

所述步骤b中的水生植物为挺水植物、沉水植物和漂浮植物，将培养后的挺水植物、沉水植物和漂浮植物置于培养好的微生物中进行再次培养，使挺水植物的茎干表面，漂浮植物的根系表面以及沉水植物的整个植株表面形成一层致密的微生物膜。漂浮植物的设置为短期处理措施，待水体恢复自净能力后，可将其撤除，以节省费用。

所述步骤d中的水生植物按类别依次处理的顺序是依水流方向分别为：挺水植物处理、漂浮植物处理和沉水植物处理，所种植的各类植物中1/3的植物附有含微生物膜的植物，且分别沿水体截面种植于各类植物块的中间位置。目的是为了保护植物体表面的微生物膜，避免因水流过大而被冲走。

所述的挺水植物和沉水植物种植于可降解的种植袋中进行培养。种植基质以淤泥为佳，在浅水中进行培养。主要目的是为了种植方便，由于水生植物的种植通常在水中进行，种植难度较常规植物种植大，且大多水体水位较难控制，水位过高，人工操作难度大，特别是沉水植物，如直接种植，很有可能随着水流而飘走，起不到净化的作用，采用种植袋，可以依靠基质的重力，按种植密度依次沉入水底，既便利种植，也可防止因根部固定不够牢固而被冲走，同时，由于种植袋可降解，植物生长到一定时间，种植袋降解，植物体就与水底底泥连成一片，直接在底泥上生长，成为自然生态系统中的一部分。

还包括步骤e：在步骤d的水生植物处理后再依次进行另一组的挺水植物处理、浮水植物处理和沉水植物处理。

所述步骤b中的河道预处理的方法为采用竹片编制起来的竹排竖向置于水体的截面上，竹排采用竹片竖向并结合横向固定而成，竹排形状呈“凹”字形，中间部分顶部不固定，下部固定。河道预处理的目的是为了沉降大颗粒物质，以及除去水面上的大颗粒漂浮物。船只可利用竹片的可弯曲特性，从竹排的中间穿过，从而不影响水体的服务功能。

所述竹排左右两边各占水截面宽度的1/4-1/3，竹排中间高度为超过水体最高水位10-15cmm，左右两边为高出中间部分30-50cm。

所述的漂浮植物其种植平台为毛竹与网组合而成，用以固定其生长区域，网位于水体表层，植物的根系穿过网进入水体，毛竹采用木桩固定。

所采用的挺水植物为野茭白、香蒲、水葱、金线水葱、再力花；漂浮植物采用粉绿狐尾藻、香菇草、大；沉水植物采用狐尾藻、伊乐藻、苦草；浮水植物采用睡莲、萍蓬草、菱等能在相对较深的水体中生长良好的植物。

所述水体中的水生植物可通过收割去除，收割分为两部分，分别为删减植株数量和割去植株的一部分，后者以高度不被水淹没为原则。由于其吸收的主要物质为氮磷，故收割的残体可以作为饲料，也可作为肥料应用。

本发明的有益效果：

1本发明将水生植物与微生物的应用巧妙的结合在一起，水生植物在治理污水的同时还充当了微生物的附着物，从而扩大了微生物的接触面，加速其分解作用。

2本发明将短期处理和长期处理相结合，将水质治理和环境美化相结合，在净化水质的同时美化了水体，还能提高水体的自净能力。

3本发明修复速度较快，能较快去除河道中的氮磷，操作简单，且该方法生态环保，不产生二次污染，成本少，还能美化环境，提高河道的自动净化能力，保持生态系统长期稳定。

具体实施方式：

实施例1：

将杭州一污水处理厂二沉池中取得的活性污泥进行培养，待培养成熟后，将培养好的植物，放入微生物培养池中进行培养。

2012年6月21日，在杭州一宽度为4.6m，深度为1.2m的河道前端设置薄竹片编制起来的竹排，竹片宽度1.5cm，竹排孔径1cm*1cm，于此同时，在浮水植物区域设置种植平台，平台采用木桩固定，平台所用的网四周采用毛竹固定，利用毛竹的浮力，使整个平台浮于水面之上。7月3日，在离竹排100米的位置开始种植挺水植物，总长度为65米，种类为野茭白、香蒲、水葱、再力花，接着种植漂浮植物，总长度为40米，种类为粉绿狐尾藻、香菇草、大，再者为沉水植物，总长度为90米，种类为狐尾藻，其中各类植物种植区间隔为30米，各类植物中1/3具有微生物膜，且种植位置位于各类植物的中间位置。

在河道下游距离沉水植物区100米的位置，继续种植挺水植物、浮水植物和沉水植物，三类植物根据植物的水深适应性结合河道景观设计种植，用于水质强化处理，种类为金线水葱、再力花、常绿水生鸢尾、海寿花、睡莲、萍蓬草、菱、狐尾藻、伊乐藻、苦草等，长度为135米。7月10日，取植物处理区的始端和终端处的水样作为初始水样，21天及2个月后，分别在原取样处再次取样，作为处理后的水样。经过21天处理，水体臭味已基本消失，能见度有所提高，TN、TP、CODcr的去除率分别达到67.88%、68.06%、57.85%，2个月后，水体基本澄清，植物生长茂盛，TN、TP、CODcr的去除率分别达到96.74%、94.36%、85.12%.具体处理情况见下表：

实施例2：

将临安一污水处理厂二沉池中取得的活性污泥进行培养，待培养成熟后，将培养好的植物，放入微生物培养池中进行培养。

2012年6月15日，在一平均宽度为3.2m，深度为0.8m的景观水体的较窄处，设置竹排拦截大件漂浮物，竹片宽度1.2cm，竹排孔径0.8cm*0.8cm，于此同时，在浮水植物区域设置种植平台，平台采用木桩固定，平台所用的网四周采用毛竹固定，利用毛竹的浮力，使整个平台浮于水面之上。6月22日，在离竹排30米的位置开始种植挺水植物，总长度为35米，种类为金线水葱、香蒲、水葱、再力花，接着种植漂浮植物，总长度为30米，种类为粉绿狐尾藻、香菇草，再者为沉水植物，总长度为40米，种类为狐尾藻，其中各类植物种植区间隔为15米，各类植物中1/3具有微生物膜，种植位置位于各类植物的中间位置。在河道下游距离沉水植物区35米的位置，继续种植挺水植物、浮水植物和沉水植物，三类植物根据植物的水深适应性结合河道景观设计种植，种类为再力花、香蒲、黄菖蒲、常绿水生鸢尾、睡莲、碗莲、菱、伊乐藻、苦草等，长度为78米。6月28日，取植物处理区的始端和终端处的水样作为初始水样，21天及2个月后，分别在原取样处再次取样，作为处理后的水样。经过21天处理，水体臭味消失，TN、TP、CODcr的去除率分别达到56.39%、69.5%、57.84%，2个月后，水体澄清，植物生长茂盛，TN、TP、CODcr的去除率分别达到95.78%、92.98%、84.31%.具体处理情况见下表：

以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于包括如下步骤：a.将污水处理厂二沉池的活性污泥置于培养池中培养获得厌氧微生物群；b.培养水生植物，并将培养后的部分水生植物置于培养的厌氧微生物群中进行再次培养，使水生植物上形成一层微生物膜；c.河道预处理，除去水面上的大颗粒漂浮物；d.将步骤b中培养好的水生植物置于经过预处理的河道水域中，其中水生植物按类别依次处理的顺序是依水流方向分别为：挺水植物处理、漂浮植物处理和沉水植物处理，所种植的各类植物中1/3的植物附有含微生物膜的植物，且分别沿水体截面种植于各类植物块的中间位置，水体中的水生植物通过收割去除。

2.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于挺水植物的茎干表面，漂浮植物的根系表面以及沉水植物的整个植株表面形成一层致密的微生物膜。

3.根据权利要求2所述的一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于所述的挺水植物和沉水植物种植于可降解的种植袋中进行培养。

4.根据权利要求1或3所述的一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于还包括步骤e：在步骤d的水生植物处理后再依次进行另一组的挺水植物处理、漂浮植物处理和沉水植物处理。

5.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于所述步骤c中的河道预处理的方法为采用竹片编制起来的竹排竖向置于水体的截面上，竹排采用竹片竖向并结合横向固定而成，竹排形状呈“凹”字形，中间部分顶部不固定，下部固定。

6.根据权利要求5所述的一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于所述竹排左右两边各占水截面宽度的1/4－1/3，竹排中间高度为超过水体最高水位10－15cmm，左右两边为高出中间部分30－50cm。

7.根据权利要求2所述的一种富营养化水体的生态修复方法，其特征在于所述的漂浮植物其种植平台为毛竹与网组合而成，用以固定其生长区域，网位于水体表层，植物的根系穿过网进入水体，毛竹采用木桩固定。

8.根据权利要求1所述的一种富营养化水体的生态修复方法，所采用的挺水植物为野茭白、香蒲、水葱、金线水葱、再力花中的一种或多种；漂浮植物采用粉绿狐尾藻、香菇草中的一种或多种；沉水植物采用狐尾藻、伊乐藻、苦草中的一种或多种；浮水植物采用睡莲、萍蓬草、菱能在相对较深的水体中生长良好的植物。