CN105254017A - 富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法。现有技术效率低。为此，本富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法在进料口，通过高速钢丝绳式根叶分离切割刀将船头宽大水面上的水葫芦进切割，切割后茎叶、根部被喇叭型进料口的侧壁收拢、集中，形成厚层，被根部链杆式输送网和茎叶链杆式输送网收集起来，效率高；2)采用专用晾晒装置，对浮生植物进行晾晒脱水，精确脱去60～70％的水分，提高浮生植物的干物质量和营养。本发明适合针对内陆的湖泊、池塘等封闭水域或已存在水葫芦、水花生入侵的河流、水渠等开放水域进行富营养化污染和重金属污染的处理，是治理水域污染、变废为宝的有力武器。

Description

富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法

技术领域

本发明涉及一种富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法。

背景技术

随着社会不断发展，城市不断拓展，人们周围的湖泊、河流、池塘等内陆水域接纳了较多生活污水、工农业生产污水，形成氮、磷、钾超标的富营养化水体，很多富营养化水体还存在重金属超标的问题。

现有治理方法是在富营养化水体中培育水花生或水葫芦或空心菜等浮生植物，浮生植物快速生长，其茎叶部分可大量从水体中吸取氮、磷、钾等富余元素，其根部还有富集重金属的功能。

浮生植物长成后，如果不能及时从水体中去除，浮生植物死亡后，氮、磷、钾等富营养化元素和重金属元素，会重新回到水体内。而且浮生植物死亡时间短，富营养化元素和重金属元素会短时间内集中释放，往往会毒死鱼、虾、蟹等其他生物，造成严重的生态危机。

现有全自动水葫芦根叶分离减容打捞船,包括船体,船体上方设有根部储存卸载及叶子过渡卸载舱、下层根部储存中转舱,根部储存卸载及叶子过渡卸载舱、下层根部储存中转舱上部共同设有上层叶子储存中转舱,根部储存卸载及叶子过滤卸载舱的中部设有调节油缸,调节油缸的两端固定在船体上,下层根部储存中转舱的另一端上设有倾斜放置的下层根部收集舱,上层叶子储存中转舱的上表面设有叶子粉碎机,叶子粉碎机上设有倾斜放置的上层叶子收集舱,上层叶子收集舱与下层根部收集舱上下放置,上层叶子收集舱的下端连接有旋转式根叶分离切割刀。

现有打捞船的根叶分离切割刀与水稻、小收割机的切割刀相似，且宽幅有限，而浮生植物在水面上漂浮，有时分散分布，处理水葫芦效率低，收集水葫芦所产生的效益低，影响推广应用和水域治理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种基于根叶分离效果更高，处理能力更强的打捞分离设备的富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法。

为解决上述技术问题，本富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法：包括下述步骤：

(1)在水面上种植浮生植物，并每天监控浮生植物覆盖面积与水体面积的比值和水体氮磷钾含量及重金属含量；

(2)当发现浮生植物覆盖水面积，达到浮生植物分割处理船日处理量的四～五倍时，开启浮生植物分割处理船对浮生植物进打捞分割，沿水面将浮生植物分割成茎叶部和根部，并分别打捞、收集；

(3)收集的茎叶部经过专用晾晒装置，进行晾晒、脱水至含水量占总重的70～75﹪，晾晒过程中每隔半小时，翻动一次，使浮生植物的植株脱水至含水量占浮生植物的植株全重的60～70％，作为畜牧饲料使用；收集的根部集中作填埋处理，

(4)当打捞至浮生植物在水面上的覆盖面积缩至浮生植物分割处理船日处理量的二倍时，停止打捞作业，测定水体的氮、磷、钾元素含量，若仍然超标，回到第(2)步，重复操作，直至水体的氮、磷、钾元素含量合格，然后，降低浮生植物保有量和打捞量，维持水体氮、磷、钾元素的平衡，或者将所有浮生植物捞出，结束水体污染处理。

以空心菜、水花生或水葫芦作为常用浮生植物，在富营养化水体中培育(注意：为防止产生新的外来生物入侵，不得在河流等开放水域培育水花生或水葫芦，同时要严格控制浮生植物的繁殖数量)。浮生植物快速生长，其茎叶部分可大量从水体中吸取氮、磷、钾等富营养化元素，其根部还有富集重金属的功能。浮生植物长成后，如果不能及时从水体中去除，浮生植物死亡后，氮、磷、钾等富营养化元素和重金属元素，会重新回到水体内。而且浮生植物死亡时间短，富营养化元素和重金属元素会短时间内集中释放，往往会毒死鱼、虾、蟹等其他生物，造成严重的生态危机。

本发明采用喇叭型进料口和宽幅的高速钢丝绳式根叶分离切割刀，可以切割更多浮生植物。切割下来的根部比重大，缓缓下沉，被根部链杆式输送网收集，并被送入根部收集仓；茎叶部浮在水面，被茎叶链杆式输送网收集，并被送入茎叶收集仓内。切割下来的根部和茎叶部均被喇叭型进料口收拢集中，并大量地被根部链杆式输送网和茎叶链杆式输送网收集起来，充分提高效率。

而现有水葫芦根叶打捞船上沉重的输送网转动时，只能收集少量水葫芦，效率低，收益少。

作为优化，所述浮生植物分割处理船两侧浮箱前端还设有一个带驱动的拨草轮，进行第(3)步操作前，先测定待治理的水体内氮、磷、钾元素含量，同时测定水体内和收集的根部的重金属含量，若二者全部或任一重金属含量超标时，所收集的根部继续集中作深度填埋处理，若二者重金属含量均不超标时，所收集的根部作生物堆肥处理。

如此设计，便于监测水质变化。

本发明的核心在于：1)在进料口，通过高速钢丝绳式根叶分离切割刀将船头宽大水面上的水葫芦进切割，切割后茎叶、根部被喇叭型进料口的侧壁收拢、集中，形成厚层，被根部链杆式输送网和茎叶链杆式输送网收集起来，效率高；2)采用专用晾晒装置，对浮生植物进行晾晒脱水，精确脱去60～70％的水分，提高浮生植物的干物质量和营养。

本发明适合针对内陆的湖泊、池塘等封闭水域进行富营养化污染和重金属污染的处理，也适合对已存在水葫芦、水花生入侵的河流、水渠等开放水域进行富营养化污染和重金属污染的处理，是治理水域污染、变废为宝的有力武器。

附图说明

下面结合附图对本发明富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法作进一步说明：

图1是本发明所述浮生植物分割处理船的船头结构示意图；

图2是本发明所述专用晾晒装置的结构示意图；

图3是本富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法的实施例2中刹车锁定装置及T字架和动滑轮的组装图；

图4是本富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法的实施例2中动滑轮的结构示意图。

图中：1为船体、2为茎叶链杆式输送网带、3为根部链杆式输送网带、4为喇叭型进料口、5为根叶分离切割刀、51为主动轮、52为从动轮、53为环形钢丝绳、54为驱动电机、6为档板、7为T字架、8为定滑轮、9为拉绳、10为可调配重水桶、11为可启闭的封盖、12为放水阀、13为大托盘、14为带脚轮的支架、15为竖直固定板、16为动滑轮、17为上槽孔、18为下槽孔、19为水葫芦的茎叶部、20为水葫芦的根部。

具体实施方式

实施方式一：本富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法：包括下述步骤：

(1)在水面上种植水葫芦，并每天监控水葫芦覆盖面积与水体面积的比值和水体氮磷钾含量及重金属含量；

(2)当发现水葫芦覆盖水面积，达到水葫芦分割处理船日处理量的四～五倍时，开启水葫芦分割处理船对水葫芦进打捞分割，沿水面将水葫芦分割成茎叶部和根部，并分别打捞、收集；

(3)收集的茎叶部经过专用晾晒装置，进行晾晒、脱水至含水量占总重的70～75﹪，晾晒过程中每隔半小时，翻动一次，使水葫芦的植株脱水至含水量占水葫芦的植株全重的60～70％，作为畜牧饲料使用；收集的根部集中作深度填埋处理，

(4)当打捞至水葫芦在水面上的覆盖面积缩至水葫芦分割处理船日处理量的二倍时，停止打捞作业，测定水体的氮、磷、钾元素含量，若仍然超标，回到第(2)步，重复操作，直至水体的氮、磷、钾元素含量合格，然后，降低浮生植物保有量和打捞量，维持水体氮、磷、钾元素的平衡，或者将所有浮生植物捞出，结束水体污染处理。

以山东南四湖为例，发现水体富营养化后，春季从南方引种水葫芦，夏、秋季快速繁殖，快速吸收水体内的氮、磷、钾富营化元素，打捞后，茎叶部适当脱水后，作羊饲料，根部作肥料或深埋处理。这样，氮、磷、钾富营化元素就被彻底从水体中去除，而且变废为宝。

打捞时，即使有个别水葫芦漏网，也不要紧，水葫芦虽是外来物种，但在山东淡水水域无法越冬，冬季全部死亡，这一点恰好可以防止水葫芦形成生物入侵。

打捞水葫芦时，不可避免地会打捞上一些当地的其他水草——如菹草等，对这些水草，不必去除，随同水葫芦一起脱水，当作羊饲料即可。

如图1所示，第(2)步所述浮生植物分割处理船包括船体1，船体上设有茎叶收集仓(图中未示出)、根部收集仓(图中未示出)、茎叶链杆式输送网带2和根部链杆式输送网带3，所述船体的船头设有一个喇叭型进料口4，根部链杆式输送网带3下端伸至喇叭型进料口4后部水面以下，另一端伸至根部收集仓上方；茎叶链杆式输送网带2下端伸至喇叭型进料口4后部水面，另一端伸至茎叶收集仓上方，喇叭型进料口4前设有根叶分离切割刀5，所述喇叭型进料口由船头两侧的档板6构成，档板6上密布通孔，其外侧设有浮箱(图中未示出)，所述根叶分离切割刀5包括主动轮51、从动轮52和环形钢丝绳53，主动轮51、从动轮52分别固定在档板6或浮箱上，主动轮51配有驱动电机54，环形钢丝绳53横跨主动轮51、从动轮52，在主、从动轮51、52之间形成两条平行水面、并高速运动的钢丝绳刀，且至少一条钢丝绳刀与水面齐平，或者位于水面上并贴近水面，茎叶链杆式输送网带2和根部链杆式输送网带3上还设有多根向上的拨杆。

如图2-4所示，第(3)步所述专用晾晒装置包括多个固定在户外的T字架7，每个T字架7两端分别设有一个定滑轮8，两个定滑轮8上跨有一根拉绳9，拉绳9一端系有一个可调配重水桶10，可调配重水桶10顶部设有一个可启闭的封盖11，其底部设有一个放水阀12，另一端系有大托盘13，所述拉绳9长度应保证任何情况下，可调配重水桶10和大托盘13之中至少一个悬空，大托盘13用于盛装鲜水葫芦茎叶，且大托盘13盛装鲜水葫芦茎叶后，通过调节水量，可使可调配重水桶10及其内部水的重量等于大托盘13及其盛装的鲜水葫芦茎叶总重量的40％，且大托盘13由竹编而成，其自重不超过大托盘13及其盛装的鲜水葫芦茎叶总重量的10％。

专用晾晒装置还包括带脚轮的支架14，该支架14用于支撑或释放可调配重水桶10。

所述定滑轮8通过一个轴固定在两个竖直固定板15上，两个竖直固定板15固定在所述T字架7的一端两侧，至少一个定滑轮8上设有一个刹车锁定装置，该刹车锁定装置设置在两个竖直固定板15之间，它包括两个动滑轮16，两块竖直固定板15相对位置分别开有上槽孔17和下槽孔18，两块竖直固定板15的上槽孔17相互重合，两块竖直固定板15的下槽孔18相互重合，二者的相邻端恰好和定滑轮8外缘相切，两个动滑轮16上下两端分别设置在对应的上、下槽孔17、18内。

当动滑轮16远离定滑轮8时，拉绳9在定滑轮8内正常工作，如果需要刹车锁定，只需将拉绳9进入一侧的动滑轮16稍微拨动到靠近拉绳9处，在拉绳9摩擦力的带动下，动滑轮16会愈加靠近定滑轮8，从而使动滑轮16、拉绳9和定滑轮8三者挤紧，从而达到刹车锁定目的。刹车锁定后，便于向大托盘13内加装水葫芦的茎叶，其余结构如实施例1所述，略。

实施方式二：所述水葫芦分割处理船两侧浮箱前端还设有一个带驱动的拨草轮，进行第(3)步操作前，先测定待治理的水体内氮、磷、钾元素含量，同时测定水体内和收集的根部的重金属含量，若二者全部或任一重金属含量超标时，所收集的根部继续集中作深度填埋处理，若二者重金属含量均不超标时，所收集的根部作生物堆肥处理，其余如实施方式一所述，略。

本发明的水葫芦分割处理船扩大了收集范围，可精确分割水葫芦的茎叶与根部，提高了打捞效率。打捞所得水葫芦的茎叶售卖湖岸边的养羊户作饲料，干燥、脱水可由养羊户由进行，所得饲料款用作水葫芦分割处理船运行费用。

也可水务管理部门提供水葫芦分割处理船，水葫芦的打捞、分割、干燥、脱水工作可都交由湖岸边的养羊户进行。

使用本发明技术，可充分调动养羊户积极性，协助进行水体富营养化治理，水务管理部门只进行监管，只在必要时提供少量补贴。

Claims (2)

1.一种富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法：包括下述步骤：(1)在水面上种植浮生植物，并每天监控浮生植物覆盖面积与水体面积的比值和水体氮磷钾含量及重金属含量；

(2)当发现浮生植物覆盖水面积，达到浮生植物分割处理船日处理量的四～五倍时，开启浮生植物分割处理船对浮生植物进打捞分割，沿水面将浮生植物分割成茎叶部和根部，并分别打捞、收集；

(3)收集的茎叶部经过专用晾晒装置，进行晾晒、脱水至含水量占总重的70～75﹪，晾晒过程中每隔半小时，翻动一次，使浮生植物的植株脱水至含水量占浮生植物的植株全重的60～70％，作为畜牧饲料使用；收集的根部集中作深度填埋处理，

(4)当打捞至浮生植物在水面上的覆盖面积缩至浮生植物分割处理船日处理量的二倍时，停止打捞作业，测定水体的氮、磷、钾元素含量，若仍然超标，回到第(2)步，重复操作，直至水体的氮、磷、钾元素含量合格，然后，降低浮生植物保有量和打捞量，维持水体氮、磷、钾元素的平衡，或者将所有浮生植物捞出，结束水体污染处理。

2.根据权利要求1所述的富营养化、重金属污染水体生态综合处理方法其特征在于：所述浮生植物分割处理船两侧浮箱前端还设有一个带驱动的拨草轮，进行第(3)步操作前，先测定待治理的水体内氮、磷、钾元素含量，同时测定水体内和收集的根部的重金属含量，若二者全部或任一重金属含量超标时，所收集的根部继续集中作深度填埋处理，若二者重金属含量均不超标时，所收集的根部作生物堆肥处理。