CN105502828A - 一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，在断头河河道内，每隔一段距离设置水泵，水泵连接循环水管，通过水泵将水泵入循环水管的入水口，水从循环水管另一端出水口流出；在循环水管的出水口至水泵之间的两端和中部分别设置改性材料吸附过滤系统、漂浮载体、仿生填料系统和植物；其中，植物置于漂浮载体内，仿生填料系统挂在漂浮载体下方。通过在河道的前部、中部和尾部均设置改性材料吸附过滤系统，起到降低污染物浓度，稳定水质的作用，同时布置有漂浮植物修复系统和仿生填料生物处理系统，通过拦截，沉淀，生物降解，底泥修复和植物修复等作用，进一步降解城镇“断头河”中的水体有机污染物。

Description

一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法
技术领域
本发明属于生态治理技术领域，涉及一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法。
背景技术
“断头河”系指相邻流域的河流在分水岭地区相遇发生河流袭夺后，被夺河的上游被袭夺改道，则其下游因失去源头。一般的，一个城镇都有一条或几条内河，其主要功能是雨季泄洪和排污。但是在城镇开发建设中，不少河道被堵塞、填埋，成了“断头河”，加上经济发展和城镇人口增加，大量未经有效处理的工业废水、生活污水和地表径流等排入河道，长年累积后造成河道水体黑臭，严重影响居民生活、城镇形象和周边环境，治理城镇“断头河”已成为城镇水环境治理的重要组成部分。
在我国城镇河道治理中，处理方法有采用传统的杀藻剂、沉藻剂、絮凝剂和采用较普遍的疏浚、清淤、驳岸、绿化和截污等面上工程，而忽视底泥和水体的生物修复，以及河道生态体系的建立，导致城镇“断头河”水环境不能从根本上得到改善。经实践证实，上述方法不仅运行成本普遍偏高，而且不能长期有效地治理城镇“断头河”，更造成二次转移水污染。如何标本兼治，根除城镇“断头河”的内源污染，已经成为现今社会的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，解决了城镇断头河造成内源污染的问题。
本发明所采用的技术方案是在断头河河道内，每隔一段距离设置水泵，水泵连接循环水管，通过水泵将水泵入循环水管的入水口，水从循环水管另一端出水口流出；在循环水管的出水口至水泵之间的两端和中部分别设置改性材料吸附过滤系统、漂浮载体、仿生填料系统和植物；其中，植物置于漂浮载体内，仿生填料系统挂在漂浮载体下方。
循环水管长度为20～50m，循环水管材料选取PVC、PP或铸铁，循环水管设置于水面之上，形成一定落差，从而形成跌水曝气和水体流动，无需额外新增潜水曝气机，减少运行成本。
改性材料吸附过滤系统由高比表面改性硅胶和活性炭等组成。在前期河水污染物浓度较高时，起到了吸附、过滤作用，降低了污染物浓度，稳定河水水质，在生物处理系统和植物修复系统成熟运行后，主要起到释放前期吸附污染物和平衡水质的作用。
仿生填料系统由仿生填料和微生物菌剂组成，治理初期添加微生物菌剂，挂膜成功后水体有机污染物即可被生物降解；其中，仿生填料可选用仿生水草和水处理弹性填料，可随河流而摆动，一方面可以吸附过滤水体中的悬浮物质，另一方面利用挂膜后吸附在填料上的生物膜和水中氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到污染物净化的目的。
微生物菌剂为下列之一或其中两种以上的混合物：①实验室单一纯化菌种；②城镇污水处理厂的活性污泥或活性污泥上清液；③处理同类“断头河”运行稳定后的底泥浸出液；④“断头河”堤岸周围的土壤提取物。
漂浮载体主要利用竹子或可降解的泡沫塑料板等制成的、能漂浮在水面上且可承受一定重量的浮床上种植植物，让根系深入水体中，吸收水中的水分、氮、磷以及其他营养元素来满足植物生长需要，通过植物的生长、繁殖和收获而把水体中的氮、磷污染物去除。
植物主要由浮水植物和挺水植物组成，浮水植物有圆币草、粉绿狐尾藻、蕹菜、喜旱莲子草、浮萍、水浮莲和凤眼莲等，挺水植物有莲花、荷花、慈菇、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲，黄菖蒲、再力花、美人蕉等，按需要和美观进行合理布置。
本发明的有益效果是启动快捷方便、作用机理多样化、运行成本低、生态环保。
附图说明
图1是本发明城镇断头河的微动力原位生态修复方法示意图。
图中，1.水泵，2.循环水管，3.改性材料吸附过滤系统，4.漂浮载体，5.植物，6.仿生填料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1，一种城镇“断头河”的微动力原位生态修复方法工艺流程示意图，包括水泵1，循环水管2，改性材料吸附过滤系统3，漂浮载体4，植物5以及仿生填料系统6，所述的循环水管2可按20～50m设置，中间也可增加跌水阀门，使得微动力系统有一处提升河水多处跌水曝气的效果，增加水中溶解氧，所述改性材料吸附过滤系统3设置在河道前部中部和尾部，使用容器载体固定在河岸两侧，也可与漂浮载体4并排固定。实际使用时，在城镇“断头河”前段经过改性材料吸附过滤后，可以降低河水中的COD、BOD和SS等污染物，而微动力系统使得水体溶解氧增加，在治理初期在河水中加入微生物菌剂，挂膜成功后水体中的COD、BOD可进一步被生物降解，漂浮载体上种植一些适合当地气候天气条件的水生植物，植物的根系深入水体中，吸收河水中的水分、氮、磷以及其他营养元素来满足植物生长需要，通过植物的生长、繁殖和收获而把水体中的氮、磷污染物去除，此外，植物的根系和垂于漂浮载体下方的仿生填料共同组成过滤材料，可进一步过滤水体中的SS污染物质。通过调节生态平衡，强化食物链衔接，使营养物质依照其特有的有序性，在生物代谢过程中进行转换，消除有害有毒物质，恢复水体的自净能力和解毒功能，提高水体的环境容量。
本发明所述的一种城镇“断头河”的微动力原位生态修复方法的优点主要体现在：(1)所述方法应用于城镇“断头河”微动力生态修复启动迅速，耦合水处理中的多种作用机理，污染物去除长久稳定，不产生二次污染；(2)所述方法应用于城镇“断头河”治理过程中，为增加水体的溶解氧，用水泵和循环水管代替潜水曝气机或风机等设备，减少投资和运行成本，简化操作手续，一条水管也可设置多处出水口和阀门，分段出水，起到分段曝气的效果；(3)所述方法中应用改性吸附过滤材料，在河水污染物浓度较高时，该系统起到了吸附、过滤作用，能够迅速降低污染物浓度，稳定河水水质，治理效果快速显现，在生物处理系统和植物修复系统成熟运行后，所述吸附过滤系统主要起到释放前期所吸附污染物和平衡水质的作用；(4)所使用的微生物菌剂中微生物种类丰富，针对性强，还可以加速江、河、湖泊等河床底泥耗氧沉积物的无机化过程，就地消除底泥污染；(5)调节生态平衡，强化食物链衔接，使营养物质依照其特有的有序性，在生物代谢过程中进行转换，避免氮、磷富营养化污染，同时，它还有净化水质，降低水中悬浮物含量，脱色、除臭、去异味、消除有害有毒物质，恢复水体的自净能力和解毒功能，提高水体的环境容量。
实施结果1：
在宁波市某黑臭河道治理与生态修复的实践工程中，河流水深在1.0～2.0m之间，河面15～25m不等，全长约250m，水域面积约5000m2。由于历史原因，该段河道已经基本没有河水流入流出，河流自净能力非常薄弱，河流经常呈严重的富营养化状态，少数时段甚至出现水华现象，为劣V类水质。经过监测，该段河道表观性状黑臭，DO为0，透明度极差，小于5cm，COD约232mg/L，氨氮25mg/L，TP1.95mg/L，pH6.5～7.2。
采用“断头河”的微动力生态修复方法具有独特的优势，经过近6个月的调试和运行，该工程治理段河道水质有了明显改善，DO由初始的0mg/L增加到了2.2mg/L，COD的去除率达到了82％；氨氮去除率为89％；总磷的去除率为73％，透明度由初始的<5cm到治理后的>40cm。此外，工程治理段水面洁净，无藻类等漂浮物聚集，水体颜色正常，消除了黑臭，景观得到美化，浮水植物和挺水植物长势良好，水质指标已经达到前期要求，河道生态趋于良性恢复。
实施结果2：
在常州市某“断头河”的生态治理与景观修复实践工程中，该河流水深约1.5～2.5m，透明度小于15cm，长约200m，宽约40～50m，面积约9000m2。水体基本无流速，水体黑臭，无水生植物，无鱼类和低等水生动物。因水域长期受两岸居民区生活污水、生活垃圾及死亡植物茎叶、藻类沉积影响，有较多的有机污染物在河床底部淤积，此外，市政管网溢流口溢流污水进入河道，导致河流自净能力非常薄弱，河流经常呈严重的富营养化状态，少数时段甚至出现水华现象。通过对该河道进行水质监测分析，可以看到治理段河道的DO、COD、氨氮、BOD5、总氮、TP都超过地表水Ⅴ类标准，属于劣Ⅴ类水质。
采用“断头河”的微动力生态修复方法具有独特的优势，经过4个月的调试和运行，该工程治理段河道水质有了明显改善，DO由初始的0.21mg/L增加到了3.8mg/L，COD、BOD5、氨氮和TP的去除率分别达到了57.8％、72.4％、41％和55.6％，透明度由初始的小于15cm到治理后的大于40cm。此外，工程治理段水面洁净，无藻类等漂浮物聚集，水体颜色正常，消除了黑臭，在水面生长的黄菖蒲、美人蕉、千屈菜、再力花以及圆币草、蕹菜等水生植物，不仅使河道水体得到净化，而且呈现水质清澈见底、水草摇曳，水面色彩缤纷、鲜艳夺目景象，构成一幅崭新的自然生态景观，同时提升了河道生态环境，为当地居民生活质量的提升带来巨大的社会效益和环境效益。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：在断头河河道内，每隔一段距离设置水泵，水泵连接循环水管，通过水泵将水泵入循环水管的入水口，水从循环水管另一端出水口流出；在循环水管的出水口至水泵之间的两端和中部分别设置改性材料吸附过滤系统、漂浮载体、仿生填料系统和植物；其中，植物置于漂浮载体内，仿生填料系统挂在漂浮载体下方。
2.按照权利要求1所述一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：所述循环水管长度为20～50m，循环水管材料选取PVC、PP或铸铁，循环水管设置于水面之上，形成一定落差。
3.按照权利要求1所述一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：所述改性材料吸附过滤系统由高比表面改性硅胶和活性炭组成。
4.按照权利要求1所述一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：所述仿生填料系统由仿生填料和微生物菌剂组成，治理初期添加微生物菌剂，挂膜成功后水体有机污染物即可被生物降解。
5.按照权利要求1所述一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：所述仿生填料选用仿生水草和水处理弹性填料；所述微生物菌剂为下列之一或其中两种以上的混合物：①实验室单一纯化菌种；②城镇污水处理厂的活性污泥或活性污泥上清液；③处理同类“断头河”运行稳定后的底泥浸出液；④“断头河”堤岸周围的土壤提取物。
6.按照权利要求1所述一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：所述漂浮载体利用竹子或可降解的泡沫塑料板制成、能漂浮在水面上且承受一定重量。
7.按照权利要求1所述一种城镇断头河的微动力原位生态修复方法，其特征在于：所述植物由浮水植物和挺水植物组成，浮水植物包括圆币草、粉绿狐尾藻、蕹菜、喜旱莲子草、浮萍、水浮莲和凤眼莲，挺水植物包括莲花、荷花、慈菇、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲，黄菖蒲、再力花、美人蕉。
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