CN105565584A - 一种快速构建河道水体生态系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水体生态修复技术领域,具体公开了一种快速构建河道水体生态系统的方法,包括以下步骤,1、收集待修复河道水的生态信息;2、具体分析污染信息,截污复氧及微生物分解除黑臭;3、结合水体、水文信息,种植适合的挺水、沉水等植物;4、水生动物控藻;5、水生态系统维护;其中,水生植物的收割通常在每年的11月份,清理植物残体选择在早春进行。本发明结合ECO-EGG推流增氧机及所构造的生态系统,将物理、化学和生物-生态方法有效结合起来分阶段治理,快速改善水质,控制水体富营养化,并提高水体自净能力,恢复水体生态结构功能,长期有效地改善水质,同时本发明将污染水体治理的有效性、长效性、经济性和生态相容性相统一。

Description

一种快速构建河道水体生态系统的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水体生态修复技术领域,具体涉及一种快速构建河道水体生态系统的方法,利用物理、化学和生物-生态相结合方式,快速对被污染的河道、水塘等进行修复。
背景技术
[0002] 城镇河道是城镇建设的基础设施,多数河道承担着防洪排涝和供水功能,还
是城市生态系统物质流、能量流和信息流的载体,直接或间接影响城市生产、生活和生态环境;然而,随着社会经济的发展,城市建设者多注重提升河道的防洪排涝能力,对河道进行裁弯取直及渠道化工程,形成河流断面单一化、河床表面平整硬化,加之水利工程对河流形态连续性的干扰,使城市河道的结构与生态功能遭受严重破坏,河道内大量生物消失;同时随着城市化进程的加快,大量工业废水和生活污水的排入,不少城市河道出现黑臭、富营养化、生物多样性锐减、生态系统单调等问题,加上固化的河岸缺少亲水设施,人们逐渐远离河道。
[0003] 对受污染河道的治理日益受到人们的重视,传统的河道整治主要运用以下方法:I)工程性措施,如人工曝气、底泥疏浚、修建溢流坝、换水、引水冲淤等;2)化学方法,如絮凝沉淀、药剂除藻等;3)生物方法,如投加微生物菌剂、种植水生植物等,但是目前这些方法都存在自身的缺陷:1)工程性措施和化学方法大多快捷有效,但是无法从根本上消除水体污染物质并恢复水体自净能力,一段时间后水体又会恢复污染状态;2)底泥疏浚会对底栖生境产生负面影响,对行洪流量产生不利影响,另外,大量疏浚底泥需要妥善处置,否则容易造成二次污染;3)化学方法很容易引起二次污染;4)大多数复合菌对水体总磷的去除效果较差;5)单一的生物方法所构建的系统结构简单,抗外界干扰能力差,在外界干扰的作用下效果十分有限。目前为止,没有任何单一的生物、物理或者化学方法可以有效地去除受污染水体中污染物质并提高水体的自净能力,恢复水体生态功能。
[0004] 因此,基于上述问题,本发明提供一种快速构建河道水体生态系统的方法。
发明内容
[0005] 发明目的:本发明的目的提供一种快速构建河道水体生态系统的方法,根据不同水体的实际情况,通过物理、化学、生物-生态方法分阶段构建完整的水生态系统,在净化水质的同时,提高水体的自净能力,恢复水体原有的生态功能,不产生二次污染,并且保证修复后的水体生态系统长期稳定的运行。
[0006] 技术方案:一种快速构建河道水体生态系统的方法,包括以下步骤,
步骤1、收集待修复河道水体的生态信息,包括水体水质、水底污泥污染情况及污染来源。
[0007] 步骤2、具体分析污染信息,截污复氧及微生物分解除黑臭,首先截停排放污染源,再通过曝气增氧设备增氧,最后投放复合菌剂分解水体污染物、去除黑臭。
[0008] 步骤3、结合水体、水文信息,种植适合的挺水、沉水、浮叶、漂浮植物或者构建生态浮岛,通过吸收水中N、P营养物质和抑藻化感作用,控制水体富营养化。
[0009] 步骤4、水生动物控藻,当水体溶解氧达到3.5mg/L以上时,开始合理投放水生动物,能够有效调控水域生态系统食物链结构,保障物质流与能量流的合理流动。
[0010] 步骤5、水生态系统维护,当河流恢复自净能力,水生态系统稳定后,进入正常的生态系统维护期,及时移除水体污染物,补充自然死亡的水生动植物,对损坏的设备器具及时更新维修;其中,水生植物的收割通常在每年的11月份,清理植物残体选择在早春进行。
[0011] 本技术方案的,所述步骤I中,所收集的河道水体信息包括,
I)、河道区域的气候信息,气象数据(包括,降雨量、蒸发量);2)、对于水体的水质进行分析,检测指标包括透明度、溶解氧、PH值、含氮、含磷、叶绿素a、高锰酸钾、氨氮、硝酸盐氮和藻细胞密度,其中,一般浅水(〈1m)采用玻璃瓶采水器,深水湖泊或者水库要采用颠倒式采水器、北原式采水器或有机玻璃采水器;3)、根据河道形态和水文等信息合理布设底泥采样点,如排污口底泥的取样,河道底泥样点采用Motorola SIXGUN -610型全球卫星导航定位系统精确定位,记录底泥的颜色、气味、紧实度和主要材质成分,如有机碳、含氮、含磷和PH值指标信息;4)、对于沿河的污染源,如雨水、污水排放口进行实地考察,绘制出污染源分布图,对于污染源的原水进行取样检测,记录检测的指标信息,如悬浮物、动植物油等;
5)、检测河道中原始的水生生物,包括浮游植物种类与数量、着生植物种类与数量、浮游动物种类与数量、低栖动物种类与数量、水生维管束植物种类与数量和鱼群种类与数量信息。
[0012] 本技术方案的,所述步骤2中,在水体中辅助投放QC-高效复合菌剂快速去除分解水体污染物,去除黑臭,初步提高水体透明度达30cm以上,其中,在投放微生物制剂前必须结合水文特征及底泥土著微生物,进行合理复配,达到协同去除的机理,为后续水生态系统的建立提供基础。
[0013] 本技术方案的,所述步骤3中,沉水植物适宜种植在水深0.6m以深水体,覆盖面积根据底质状况、水质目标及沉水植物去污效率进行确定,通常覆盖率在40~60%之间,挺水植物适宜种植在0.5m以浅水域,以自然缓坡驳岸为佳,当河道为多直立混凝土驳岸时,采用生态浮床的方式营建挺水植物,便于其生长。
[0014] 本技术方案的,所述步骤4中,当水质明显好转,水体溶解氧达到3.5mg/L以上时,开始合理投放水生动物,调控水域生态系统食物链结构,保障物质流与能量流的合理流动,其中,鲢鳙鱼按照1:3的比例,以15(T300g/尾,2~3尾/m3水体投放;腹足类底栖动物梨形环棱螺、铜锈环棱螺投放密度为10g/m2,瓣鳃类底栖动物包括褶纹冠蚌、无齿蚌、三角帆蚌等,投放密度为20g/m2,甲壳类底栖动物投放密度5g/m2。
[0015] 本技术方案的,所述曝气装置为且不仅限于ECO-EGG推流增氧设备;所述复合菌剂为且不仅限于QC-高效复合菌剂。
[0016] 与现有技术相比,本发明的一种快速构建河道水体生态系统的方法的有益效果在于:1、采用的ECO-EGG推流增氧设备,具有推流效率高,成本低的特点,ECO-EGG推流增氧系统在高速旋转时产生强大的轴向推力和径向搅拌力,将吸入的空气粉碎成细微气泡,在水体中形成强大的气水混合流,同时进一步带动更大的水体流动,从而使整个水体达到曝气和推流搅拌混合的双重作用,能够打破静态水体的垂直分层现象,改变水体底部溶氧缺乏,底泥黑臭的现象,能够有效削减水体污染物,提高水体透明度,可以解决5000平方米的水面,每天将50公斤的氧气溶入水中,同时搅拌的水流可以达到120米以外,能够有效将底泥内源污染物搅动到水体上层与氧气接触,快速分解底泥污染物,同时采用ECO-EGG推流增氧机可以有效节省能耗及维护成本,同等条件下仅是同类曝气机产品能耗的1/30 ;2、QC-高效复合菌均来源于自然界中的水相微生物的复合微生物菌剂,主要成分为枯草芽孢杆菌、硝化细菌、光合细菌等,并通过生物技术的驯化,利用固体微粉颗粒为载体,具有污染耐受性强,生长繁殖快等特点,结合ECO-EGG推流增氧机,生物菌能够快速在河道水体扩散繁殖,主要应用于黑臭河道治理、底泥分解、微生物菌调水等方面,能高效降解污染物;3、本发明结合ECO-EGG推流增氧机及所构造的生态系统,将物理、化学和生物-生态方法有效结合起来分阶段治理,快速改善水质,控制水体富营养化,并提高水体自净能力,恢复水体生态结构功能,长期有效地改善水质,同时本发明将污染水体治理的有效性、长效性、经济性和生态相容性相统一。
具体实施方式
[0017] 下面结合和具体实施例,进一步阐明本发明。
实施例
[0018] 步骤1、收集待修复河道水体的生态信息,包括水体水质、水底污泥污染情况及污染来源,现场考察水体环境、水文特征,确定水体污染源并检测分析水体污染现状,分析现有生态系统中水生植物和水生动物的种类和数量考察水体水生生物与水体污染状况的相关性、指示性,河流生态系统的演替规律等,确定合理的推流设备安装数量、微生物投放量及水体生态修复方案。
[0019] 步骤2、具体分析污染信息,截污复氧及微生物分解除黑臭,首先截停排放污染源,再通过曝气增氧设备增氧,最后投放复合菌剂分解水体污染物、去除黑臭,对于外源性污染,主要采取雨污分流纳管,严禁污水直接排放入水体,对于内源底泥污染,根据水体水质监测报告中的溶氧、C0D、总氮、总磷等数据指标,进行合理测算水体需氧量,明确水体溶氧提高所需充氧量,安装ECO-EGG推流增氧设备ECO-EGG安装采取吊装安装方式,安装在河道中央深水区(1.5m以深为宜),其中,在推流复氧的同时,结合水文特征及底泥土著微生物,合理复配微生物菌剂,通常在天气晴朗的午后投放QC-高效复合菌系统(固体载体微生物制剂),快速去除分解水体污染物。
[0020] 步骤3、结合水体、水文信息,种植适合的挺水、沉水、浮叶、漂浮植物或者构建生态浮岛,通过吸收水中N、P营养物质和抑藻化感作用,控制水体富营养化,其中,水生植物种植顺序为:沉水植物、浮叶植物、挺水植物及生物浮床,
I)沉水植物种植,沉水植物种植需根据水深状况选择不同的种类及种植方式,如轮叶黑藻、苦草、伊乐藻常种植在水深1.5m以上水体,而大茨藻、马来眼子菜常种植在水深1.5m以内浅水体,沉水植物覆盖面积根据底质状况及水质目标,根据沉水植物去污效率进行确定,一般覆盖率在40~60%之间;浅水区(50-80cm深处)沉水植物种植方式采取整株扦插的方式,种植前必须进行修剪,确保沉水植物种植后不漂浮于水面,防止阳光暴晒;对于深水区(水深80cm以上),沉水植物种植采取根部裹泥土后抛投,或用长竹竿将沉水植物根部插入底泥的方式。
[0021] 2)浮叶植物种植,浮叶植物选择:睡莲、铜钱草、菱、水鳖等,种植在水深0.5~1.2m区域,采取整株移植的方式。
[0022] 3)挺水植物种植,挺水植物在河道浅水区(水深30cm以浅)进行片植或丛植,株行距控制在1cm左右,种植地域选择以自然缓坡驳岸为佳;对挺水植物种植区须做好根控管理,可选用根控隔离带进行隔离,避免挺水植物的蔓延。
[0023] 4)生态浮床建设,对于直立混凝土驳岸等固化堤岸水体,不便于进行挺水植物种植时,采用生态浮床为载体,种植水生植物,在堤岸两旁或者其他适合的位置设置生态浮床,根据实际情况确定浮床的大小及数量;采用水下固定方式或者岸边固定方式,利用绳索连接固定的木桩,绳索有一定的幅度,防止水位上涨或者下降;固定完毕,在上面的种植槽穴内摆放需要的盆栽植物,常用的有水生植物千屈菜、菖蒲、美人蕉等;为避免浮床裸露,在浮床外围用竹片或圆管圈成弧形,下面用渔网兜底,在内部种植粉绿狐尾藻等植物;生态浮床植物种植选择当日气温较低时或小阴雨天进行移植,一般晴天可在下午五点以后移植。
[0024] 步骤4、水生动物控藻,当水体溶解氧达到3.5mg/L以上时,开始合理投放水生动物,能够有效调控水域生态系统食物链结构,保障物质流与能量流的合理流动,水生植物种植完成7~15天,水质明显好转,水体溶解氧达到3.5mg/L以上时,可以开始合理投放水生动物;用0.5%的食盐水对即将投放的水生动物进行消毒处理30分钟后方能投放,其中水生动物主要以改善底质微环境的底栖动物为主,引入腹足类底栖动物、瓣鳃类底栖动物及甲壳类底栖生物。鲢鳙鱼按照1:3的比例,以15(T300g/尾,2~3尾/!113水体投放;腹足类底栖动物梨形环棱螺、铜锈环棱螺投放密度为10g/m2,瓣鳃类底栖动物包括褶纹冠蚌、无齿蚌、三角帆蚌等,投放密度为20g/m2,甲壳类底栖动物投放密度5g/m2。
[0025] 步骤5、水生态系统维护,当河流恢复自净能力,水生态系统稳定后,进入正常的生态系统维护期,及时移除水体污染物,补充自然死亡的水生动植物,对损坏的设备器具及时更新维修;其中,水生植物的收割通常在每年的11月份,清理植物残体选择在早春进行。
[0026] 生态系统,具体包括以下维护内容,I)水生植物的维护,包括日常杂草清除、修剪、清理和补种,水生植物的收割,通常在每年的11月份(霜降以后进行);清理植物残体选择在早春进行。对残梗败叶及时清捞,对枯死的水生植物实施更新补种;2)生态浮岛的维护,在维护期内按时巡查浮床的状况,包括水生植物、结构主体,发现问题及时采取措施保证浮岛的健康、稳定;3)水生动物的维护,生态系统构建初期,水生动物投入使用后及时捕捞动物取出能量,并视具体情况适量补充,对总量过多、单一物种优势过于明显、雌雄比失调等现象,加以调控,确保生物链的结构稳定;4)设备的维护,日常维护保养是设备保养工作的基础,要求做到经常化、制度化,必须对设备进行日常检查与润滑;严格按操作规程进行操作,发现问题及时处理;5)在洪水来临前,及时做好排洪准备,控制水位在适合水生植物生存的深度。
[0027] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种快速构建河道水体生态系统的方法,其特征在于:包括以下步骤, 步骤1、收集待修复河道水体的生态信息,包括水体水质、水底污泥污染情况及污染来源; 步骤2、具体分析污染信息,截污复氧及微生物分解除黑臭,首先截停排放污染源,再通过曝气增氧设备增氧,最后投放复合菌剂分解水体污染物、去除黑臭; 步骤3、结合水体、水文信息,种植适的挺水、沉水、浮叶、漂浮植物或者构建生态浮岛,通过吸收水中N、P营养物质和抑藻化感作用,控制水体富营养化; 步骤4、水生动物控藻,当水体溶解氧达到3.5mg/L以上时,开始合理投放水生动物,能够有效调控水域生态系统食物链结构,保障物质流与能量流的合理流动; 步骤5、水生态系统维护,当河流恢复自净能力,水生态系统稳定后,进入正常的生态系统维护期,及时移除水体污染物,补充自然死亡的水生动植物,对损坏的设备器具及时更新维修;其中,水生植物的收割通常在每年的11月份,清理植物残体选择在早春进行。
2.根据权利要求1所述的一种快速构建河道水体生态系统的方法,其特征在于:所 述步骤I中,所收集的河道水体信息包括, I )、河道区域的气候信息,气象数据(包括,降雨量、蒸发量); 2)、对于水体的水质进行分析,检测指标包括透明度、溶解氧、PH值、含氮、含磷、叶绿素a、高锰酸钾、氨氮、硝酸盐氮和藻细胞密度,其中,一般浅水(〈1m)采用玻璃瓶采水器,深水湖泊或者水库要采用颠倒式采水器、北原式采水器或有机玻璃采水器; 3)、根据河道形态和水文等信息合理布设底泥采样点,如排污口底泥的取样,河道底泥样点采用Motorola SIXGUN -610型全球卫星导航定位系统精确定位,记录底泥的颜色、气味、紧实度和主要材质成分,如有机碳、含氮、含磷和PH值指标信息; 4)、对于沿河的污染源,如雨水、污水排放口进行实地考察,绘制出污染源分布图,对于污染源的原水进行取样检测,记录检测的指标信息,如悬浮物、动植物油等; 5)、检测河道中原始的水生生物,包括浮游植物种类与数量、着生植物种类与数量、浮游动物种类与数量、低栖动物种类与数量、水生维管束植物种类与数量和鱼群种类与数量信息。
3.据权利要求1所述的一种快速构建河道水体生态系统的方法,其特征在于:所 述步骤2中,在水体中辅助投放QC-高效复合菌剂快速去除分解水体污染物,去除黑臭,初步提高水体透明度达30cm以上,其中,在投放微生物制剂前必须结合水文特征及底泥土著微生物,进行合理复配,达到协同去除的机理,为后续水生态系统的建立提供基础。
4.根据权利要求1所述的一种快速构建河道水体生态系统的方法,其特征在于:所述步骤3中,沉水植物适宜种植在水深0.6m以深水体,覆盖面积根据底质状况、水质目标及沉水植物去污效率进行确定,通常覆盖率在40~60%之间,挺水植物适宜种植在0.5m以浅水域,以自然缓坡驳岸为佳,当河道为多直立混凝土驳岸时,采用生态浮床的方式营建挺水植物,便于其生长。
5.根据权利要求1所述的一种快速构建河道水体生态系统的方法,其特征在于:所述步骤4中,当水质明显好转,水体溶解氧达到3.5mg/L以上时,开始合理投放水生动物,调控水域生态系统食物链结构,保障物质流与能量流的合理流动,其中,鲢鳙鱼按照1:3的比例,以15(T300g/尾,2~3尾/m3水体投放;腹足类底栖动物梨形环棱螺、铜锈环棱螺投放密度为10g/m2,瓣鳃类底栖动物包括褶纹冠蚌、无齿蚌、三角帆蚌等,投放密度为20g/m2,甲壳类底栖动物投放密度5g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种快速构建河道水体生态系统的方法,其特征在于:所述曝气装置为且不仅限于ECO-EGG推流增氧设备;所述复合菌剂为且不仅限于QC-高效复合菌剂。
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