CN107720964A - 一种黑臭河生态修复治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黑臭河生态修复治理方法，包括黑臭河道中仿生沉水植物的种植，曝气增氧装置的设置，沉水植物的种植，仿生沉水植物的更换。本发明的优点在于：通过前期利用仿生沉水植物改善河道生态环境，后期利用沉水植物的净化河道，到达水体生态修复。本发明后期通过沉水植物生态治理河道生态修复，可长效运营。

Description

一种黑臭河生态修复治理方法
技术领域
本发明属于河道水治理领域，具体涉及一种黑臭河生态修复治理方法。
背景技术
随着我国人口增长，工业化、城市化的不断发展，城市化进程的不断加速，越来越多的工业废水和生活污水以点源或面源的形式进入河道，导致水质持续恶化，越来越多的河道成为黑臭水体。目前黑臭河道治理措施多种多样，例如曝气、微生物、化学药剂投加、生物菌剂投加等，都是不能大幅度提升水体的自净能力。其根源是生态位的丧失，微生态环境无法建立。以往在使用曝气、微生物等方法治理水质虽有一定程度好转，但所需时间较长，究其原因是缺失了重要的一环，那就是沉水植被，但是污染河道又难以满足生态修复中沉水植物的存活条件。如何克服之一矛盾是首要解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种通过改善区域小环境条件，实现沉水植物在黑臭河道中的存活及繁殖，完成对黑臭河生态修复治理的方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。
一种黑臭河生态修复治理方法，包括以下步骤：
（1）在河道上下游布设网膜，分隔出种植区域，网膜上部安装浮体，与水面齐平，下部安装配重，沉至河床表面，两端固定在插入河床的木桩上；
（2）在种植区域内划分出若干条种植仿生沉水植物的种植带，种植带垂直与河道，种植带长度为河道宽度，种植带宽度为1~1.5m，相邻两条种植带间距3~5m；
（3）将仿生沉水植物种植于种植带内；
（4）在种植带内布设增氧曝气装置；
（5）监测河道水质指标，满足沉水植物生长要求后，在仿生沉水植物种植带间种植沉水植物；
（6）沉水植物成活70%以上后，用沉水植物替换仿生沉水植物。
进一步地所述步骤（1）中网膜目数为100-150目，网膜高度高于水深0.5-1米。形成物理上的分隔，隔绝漂浮物、垃圾，也包括鱼虾；水深发生变化时，网膜可随漂浮于水面的浮体而上下浮动，底部依然沉底。
进一步地所述步骤（2）中仿生沉水植物植株顶端低于水面以下0.3m，种植密度35~40株/m2。
进一步地所述步骤（4）中增氧曝气装置出气口布设高度为河床表面上方10-20cm处，出气口数量为4~5个/ m2。增氧曝气能冲刷仿生沉水植物叶片，辅助吸附物脱落；后期增加水体含氧量，促进沉水植物的成活。
进一步地所述步骤（5）中沉水植物为苦草、黑藻、微齿眼子菜、篦齿眼子菜中的一种，种植间距为25~40×25~40cm。
进一步地在岸上将所述仿生沉水植物与沉水植物放入在预制网格中，用河底的淤泥包裹仿生沉水植物与沉水植物并漏出根部，塞入预制网格中，并将根部从预制网格底部漏出，然后将预制网格拼接后布设至河道内。简化了沉水植物与沉水植物的种植方法，减少漏载、重载，种植密度可控、精确。
进一步地所述预制网格由粗铁丝捆扎成网，按照所需种植密度绑扎一次性纸杯，并将纸杯去底。铁丝与纸杯分解后不会对水体产生二次污染，材料方便易得，加工简易。
进一步地所述预制网格为黏土、沙壤土、水按照质量比为2：4：1的配比烧结而成的生态砖，生态砖上按照所需种植密度设有通孔，生态砖的四边设有可拼接的榫头和榫槽。同样生态砖不会对水体产生二次污染，还能覆盖河床表面，提供良好的基底环境。
进一步地所述增氧曝气装置在仿生沉水植物种植后1周内开启，24小时工作，连续曝气10~15天；增氧曝气装置在沉水植物种植前2天开启，栽植1周后关闭。
进一步地用沉水植物替换仿生沉水植物15~25天后，将网膜向上下游水域外移，以扩大种植面积。网膜外移后，通过沉水植物自身的生长繁殖来扩大种植面积，不需要人工在新扩张的区域内继续种植，随着区域的扩大微孔增氧头的数量不需要增加，只需同步外移，网膜外移需缓慢进行，尽量降低对水体的扰动，外移的频次视沉水植物繁殖速度决定。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）通过前期仿生沉水植物和曝气设备运行，创造沉水植物生长的生态环境，利用沉水植物达到生态治理；
2）苦草在黑臭河道中快速存活并繁殖，从根本上改变了黑臭河道治理的理念，相比于目前黑臭河道治理的方式，本发明属于完全的生态治理方式，耗能极低，在后期基本实现零能耗，而且实现了黑臭河道的生态修复，可长效运营。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。本发明所用的原料均为市售产品。
实施例1
一种黑臭河生态修复治理方法，包括以下步骤：
（1）在河道上下游布设目数为100目的网膜，于种植前1周布设，网膜上部安装浮体，与水面齐平，下部安装配重，沉至河床表面，两端固定在插入河床的木桩上，网膜实际高度可高于水深0.5米，以确保当水深发生变化时，网膜可随漂浮于水面的浮体而上下浮动，而下部依然沉底，分隔出一段封闭的区域；
（2）在种植区域内划分出若干条种植仿生沉水植物的种植带，种植带垂直与河道，种植带长度为河道宽度，种植带宽度为1.5m，相邻两条种植带间距5m；
（3）用粗铁丝捆扎成网眼20×14.5cm网，在铁丝交叉处绑扎一次性纸杯，纸杯底部剪出直径2cm的圆孔，用河底的淤泥包裹仿生沉水植物并漏出根部，塞入纸杯中，并将根部从纸杯底部漏出，然后将预制网格拼接后布设至河道内；仿生沉水植物种植前根据水深，将仿生植物上端剪切，植株高度为顶端低于水面以下0.3m为佳；
（4）在种植带内布设增氧曝气装置，增氧曝气装置出气口布设高度为河床表面上方10cm处，出气口数量为4个/ m2；增氧曝气装置在仿生沉水植物种植后1周内开启，24小时工作，连续曝气10天；
（5）监测河道水质指标，满足沉水植物生长要求后，用粗铁丝捆扎成网眼30×30cm网，在铁丝交叉处绑扎一次性纸杯，纸杯底部剪出直径2cm的圆孔，用河底的淤泥包裹苦草种苗并漏出根部，塞入纸杯中，并将根部从纸杯底部漏出，将带有苦草种苗的网沉入仿生沉水植物种植带之间；苦草种苗为株高20-30cm、叶片鲜绿、根茎粗壮、无病虫害的种苗；
（6）苦草成活70%以上后，用苦草替换全部的仿生沉水植物；
（7）苦草替换仿生沉水植物25天后，将网膜向上下游水域外移，以扩大种植面积。网膜外移后，通过苦草自身的生长繁殖来扩大种植面积，不需要人工在新扩张的区域内继续种植，随着区域的扩大微孔增氧头的数量不需要增加，只需同步外移，网膜外移需缓慢进行，尽量降低对水体的扰动，外移的频次视苦草繁殖速度决定。
将上述方法应用于广西某黑臭河道治理工程。平均水深0.5米，共种植1万株，成活率达80%。在种植后3个月的时间内，该河道透明度由15cm提升至清澈见底；水体总氮含量由6.3mg/L降低至1.9mg/L；氨氮含量由4.1mg/L降低至0.9mg/L；总磷含量0.67mg/L降低至0.15mg/L。
实施例2
一种黑臭河生态修复治理方法，包括以下步骤：
（1）在河道上下游布设目数为150目的网膜，于种植前1周布设，网膜上部安装浮体，与水面齐平，下部安装配重，沉至河床表面，两端固定在插入河床的木桩上，网膜实际高度可高于水深1米，以确保当水深发生变化时，网膜可随漂浮于水面的浮体而上下浮动，而下部依然沉底，分隔出一段封闭的区域；
（2）在种植区域内划分出若干条种植仿生沉水植物的种植带，种植带垂直与河道，种植带长度为河道宽度，种植带宽度为1m，相邻两条种植带间距3m；
（3）用粗铁丝捆扎成网眼18.3×18.3cm网，在铁丝交叉处绑扎一次性纸杯，纸杯底部剪出直径3cm的圆孔，用河底的淤泥包裹仿生沉水植物并漏出根部，塞入纸杯中，并将根部从纸杯底部漏出，然后将预制网格拼接后布设至河道内；仿生沉水植物种植前根据水深，将仿生植物上端剪切，植株高度为顶端低于水面以下0.3m为佳；
（4）在种植带内布设增氧曝气装置，增氧曝气装置出气口布设高度为河床表面上方20cm处，出气口数量为5个/ m2；增氧曝气装置在仿生沉水植物种植后1周内开启，24小时工作，连续曝气15天；
（5）监测河道水质指标，满足沉水植物生长要求后，用粗铁丝捆扎成网眼25×25cm网，在铁丝交叉处绑扎一次性纸杯，纸杯底部剪出直径2~3cm的圆孔，用河底的淤泥包裹黑藻种苗并漏出根部，塞入纸杯中，并将根部从纸杯底部漏出，将带有黑藻种苗的网沉入仿生沉水植物种植带之间；黑藻种苗为株高20-30cm、叶片鲜绿、根茎粗壮、无病虫害的种苗；
（6）黑藻成活70%以上后，用黑藻替换全部的仿生沉水植物；
（7）黑藻替换仿生沉水植物15~25天后，将网膜向上下游水域外移，以扩大种植面积。网膜外移后，通过黑藻自身的生长繁殖来扩大种植面积，不需要人工在新扩张的区域内继续种植，随着区域的扩大微孔增氧头的数量不需要增加，只需同步外移，网膜外移需缓慢进行，尽量降低对水体的扰动，外移的频次视黑藻繁殖速度决定。
在贵阳某河道水质提升工程中。平均水深1.5米，长1.2km，宽15m，利用真假沉水植物河道水体生态修复技术。在施工5个月后，该河道透明度由0.25m提升至1.2m；水体总氮含量由8.6mg/L降低至1.7mg/L；氨氮含量由5.3mg/L降低至1.4mg/L；总磷含量0.48mg/L降低至0.19mg/L。
实施例3
一种黑臭河生态修复治理方法，包括以下步骤：
（1）在河道上下游布设目数为120目的网膜，于种植前1周布设，网膜上部安装浮体，与水面齐平，下部安装配重，沉至河床表面，两端固定在插入河床的木桩上，网膜实际高度可高于水深1米，以确保当水深发生变化时，网膜可随漂浮于水面的浮体而上下浮动，而下部依然沉底，分隔出一段封闭的区域；
（2）在种植区域内划分出若干条种植仿生沉水植物的种植带，种植带垂直与河道，种植带长度为河道宽度，种植带宽度为1m，相邻两条种植带间距3m；
（3）用黏土、沙壤土、水按照质量比为2：4：1的配比烧结而成的生态砖，生态砖上按照40个/ m2设置通孔，生态砖的四边设有可拼接的榫头和榫槽，用河底的淤泥包裹仿生沉水植物并漏出根部，塞入通孔中，并将根部从通孔底部漏出，然后将生态砖拼接后布设至河道内；仿生沉水植物种植前根据水深，将仿生植物上端剪切，植株高度为顶端低于水面以下0.3m为佳；
（4）在种植带内布设增氧曝气装置，增氧曝气装置出气口布设高度为河床表面上方10cm处，出气口数量为4个/ m2；增氧曝气装置在仿生沉水植物种植后1周内开启，24小时工作，连续曝气10天；
（5）监测河道水质指标，满足沉水植物生长要求后，黏土、沙壤土、水按照质量比为2：4：1的配比烧结而成的生态砖，生态砖上设有通孔，孔距25×25，生态砖的四边设有可拼接的榫头和榫槽，用河底的淤泥包裹微齿眼子菜种苗并漏出根部，塞入生态砖中，并将根部从生态砖底部漏出，将带有微齿眼子菜种苗的生态砖拼接后沉入仿生沉水植物种植带之间；微齿眼子菜种苗为株高20-30cm、叶片鲜绿、根茎粗壮、无病虫害的种苗；
（6）微齿眼子菜成活70%以上后，用微齿眼子菜替换全部的仿生沉水植物；
（7）微齿眼子菜替换仿生沉水植物15天后，将网膜向上下游水域外移，以扩大种植面积。网膜外移后，通过微齿眼子菜自身的生长繁殖来扩大种植面积，不需要人工在新扩张的区域内继续种植，随着区域的扩大微孔增氧头的数量不需要增加，只需同步外移，网膜外移需缓慢进行，尽量降低对水体的扰动，外移的频次视微齿眼子菜繁殖速度决定。
在四川某河道综合整治工程中。平均水深1.5米，共种植3万株，成活率达75%。由于该河道水位较深，采取先在浅水区域种植，后逐步向深水区域种植的方式进行，工程实施持续时间为7个月，实施结束后，该河道透明度由35cm提升至100cm；水体总氮含量由3.8mg/L降低至1.5mg/L；氨氮含量由2.2mg/L降低至0.8mg/L；总磷含量0.35mg/L降低至0.13mg/L。
实施例4
一种黑臭河生态修复治理方法，包括以下步骤：
（1）在河道上下游布设目数为100目的网膜，于种植前1周布设，网膜上部安装浮体，与水面齐平，下部安装配重，沉至河床表面，两端固定在插入河床的木桩上，网膜实际高度可高于水深0.5米，以确保当水深发生变化时，网膜可随漂浮于水面的浮体而上下浮动，而下部依然沉底，分隔出一段封闭的区域；
（2）在种植区域内划分出若干条种植仿生沉水植物的种植带，种植带垂直与河道，种植带长度为河道宽度，种植带宽度为1.5m，相邻两条种植带间距5m；
（3）用黏土、沙壤土、水按照质量比为2：4：1的配比烧结而成的生态砖，生态砖上按照40个/ m2设置通孔，生态砖的四边设有可拼接的榫头和榫槽，用河底的淤泥包裹仿生沉水植物并漏出根部，塞入通孔中，并将根部从通孔底部漏出，然后将生态砖拼接后布设至河道内；仿生沉水植物种植前根据水深，将仿生植物上端剪切，植株高度为顶端低于水面以下0.3m为佳；
（4）在种植带内布设增氧曝气装置，增氧曝气装置出气口布设高度为河床表面上方20cm处，出气口数量为5个/ m2；增氧曝气装置在仿生沉水植物种植后1周内开启，24小时工作，连续曝气15天；
（5）监测河道水质指标，满足沉水植物生长要求后，黏土、沙壤土、水按照质量比为2：4：1的配比烧结而成的生态砖，生态砖上设有通孔，孔距40×40，生态砖的四边设有可拼接的榫头和榫槽，用河底的淤泥包裹篦齿眼子菜种苗并漏出根部，塞入生态砖中，并将根部从生态砖底部漏出，将带有篦齿眼子菜种苗的生态砖拼接后沉入仿生沉水植物种植带之间；篦齿眼子菜种苗为株高20-30cm、叶片鲜绿、根茎粗壮、无病虫害的种苗；
（6）篦齿眼子菜成活70%以上后，用篦齿眼子菜替换全部的仿生沉水植物；
（7）篦齿眼子菜替换仿生沉水植物25天后，将网膜向上下游水域外移，以扩大种植面积。网膜外移后，通过篦齿眼子菜自身的生长繁殖来扩大种植面积，不需要人工在新扩张的区域内继续种植，随着区域的扩大微孔增氧头的数量不需要增加，只需同步外移，网膜外移需缓慢进行，尽量降低对水体的扰动，外移的频次视篦齿眼子菜繁殖速度决定。
在重庆某河道黑臭消除工程中。平均水深0.8米，共种植1.5万株，成活率达85%。在种植后4个月的时间内，该河道透明度由20cm提升至60cm；水体总氮含量由4.7mg/L降低至1.8mg/L；氨氮含量由3.0mg/L降低至1.0mg/L；总磷含量0.42mg/L降低至0.21mg/L。
本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在河道上下游布设网膜，分隔出种植区域，网膜上部安装浮体，与水面齐平，下部安装配重，沉至河床表面，两端固定在插入河床的木桩上；
（2）在种植区域内划分出若干条种植仿生沉水植物的种植带，种植带垂直与河道，种植带长度为河道宽度，种植带宽度为1~1.5m，相邻两条种植带间距3~5m；
（3）将仿生沉水植物种植于种植带内；
（4）在种植带内布设增氧曝气装置；
（5）监测河道水质指标，满足沉水植物生长要求后，在仿生沉水植物种植带间种植沉水植物；
（6）沉水植物成活70%以上后，用沉水植物替换仿生沉水植物。
2.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，所述步骤（1）中网膜目数为100-150目，网膜高度高于水深0.5-1米。
3.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于：所述步骤（2）中仿生沉水植物植株顶端低于水面以下0.3m，种植密度35~40株/m2。
4.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，所述步骤（4）中增氧曝气装置出气口布设高度为河床表面上方10-20cm处，出气口数量为4~5个/ m2。
5.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，所述步骤（5）中沉水植物为苦草、黑藻、微齿眼子菜、篦齿眼子菜中的一种，种植间距为25~40×25~40cm。
6.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，在岸上将所述仿生沉水植物与沉水植物放入在预制网格中，用河底的淤泥包裹仿生沉水植物与沉水植物并漏出根部，塞入预制网格中，并将根部从预制网格底部漏出，然后将预制网格拼接后布设至河道内。
7.根据权利要求6所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，所述预制网格由粗铁丝捆扎成网，按照所需种植密度绑扎一次性纸杯，并将纸杯去底。
8.根据权利要求6所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，所述预制网格为黏土、沙壤土、水按照质量比为2：4：1的配比烧结而成的生态砖，生态砖上按照所需种植密度设有通孔，生态砖的四边设有可拼接的榫头和榫槽。
9.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，所述增氧曝气装置在仿生沉水植物种植后1周内开启，24小时工作，连续曝气10~15天；增氧曝气装置在沉水植物种植前2天开启，栽植1周后关闭。
10.根据权利要求1所述的一种黑臭河生态修复治理方法，其特征在于，用沉水植物替换仿生沉水植物15~25天后，将网膜向上下游水域外移，以扩大种植面积。
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