CN108298675A - 一种降氮减磷的湖水生态修复方法 - Google Patents

一种降氮减磷的湖水生态修复方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种降氮减磷的湖水生态修复方法,包括:步骤一:采用生物技术对整个湖水水域进行生物治理;步骤二:在驳岸、进岸水体及主要入湖口的底层淤泥进行物理清理,提高水体含氧量和透明度;步骤三:分别在驳岸、近岸和主要入湖口分别栽植吸污能力强的挺水植物、净化能力强的沉水植物和具有较强净化能力和观赏性的浮水植物;步骤四:在湖水水域的中心区域采用人工浮岛技术、构建新型健康生态系统对其进行生态治理,使部分水体的水质得到提升;坚持污染控制与水体生态并重,先有效控制消除主要污染源,继而有序实施水体生态修复,最终建立健康水域生态系统;并且建立持续监控机制,监控治理和修复效果。

Description

一种降氮减磷的湖水生态修复方法
技术领域
[0001]本发明属于水体的污染控制方法,具体是指一种降氮减磷的湖水生态修复方法。
背景技术
[0002] 现有湖泊导致水体感官较差主要存在以下几点原因:
[0003] 一、水体富营养化
[0004] 水体富营养化又称作水华是指湖泊等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引 起的水质污染现象。由于水体中戮憐宫养物质的富集,引起藻类及其他浮游生物的迅速繁 殖,使水体溶解氧含量下降,造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的污染 现象。大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧 含量急剧降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。水体 出现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色 等。发生水华现象的水域里的藻类有恶臭、有毒,鱼不能食用。藻类遮蔽阳光,使水底生植物 因光合作用受到阻碍而死去,腐败后放出氮、磷等植物的营养物质,再供藻类利用。这样年 深月久,造成恶性循环,藻类大量繁殖,水质恶化而又腥臭,水中缺氧,造成鱼类窒息死亡。
[0005] 1)水体人工养殖:
[0006]渔场长期人工投放饵料以及鱼类的排泄物给水体积累了大量的氮磷。加上附近居 民有不少私有的水域养殖场所,人工投放饵料等污染物在雨后随着水流流进湖中,日积月 累给水体增加了大量的氮磷。
[0007] 2)农田类化肥:
[0008] 四周常有农田及经济农作物,为促进植物生长,提高农产品的产量,人们常施用较 多的氮肥和磷肥,雨后随着水土流进湖内。
[0009] 3)地表径流:
[0010] 湖四周路面大部分是不透水地面,氮磷营养物主要随地表径流进入地表水中。氮 磷营养物主要来自人类的生活垃圾、生活污水及和某些工商业废水。
[0011] 4)牲畜粪便:
[0012] 湖附近农民圈养家禽、家畜会产生大量富含营养物和细菌的排泄物,极易随地表 径流、亚表面流流入湖内而污染水体。此外,农田中过量施用家畜粪便,也会引起粪便中的 营养物随地表径流、亚表面流流失,从而污染水体。
[0013] 5)大气沉降
[0014] 大气沉降不仅是悬浮颗粒物、有害气体的来源之一,也是氮的来源之一。燃料燃烧 时,氮元素以氮氧化物的形式进入空气,随雨雪降落在土壤或水体表面,污染地表水源。
[0015] 二、外界污水的大量排入:
[0016] 湖内水域通常汇集着湖区附近乡镇的水域,大量的生活污水、农田灌溉后的水、养 殖场出来的水、工业垃圾产生的水等大量的污染水体直接通过入湖口流入湖内,增加了湖 水的污染程度。
[0017] 因此,如何研发一种降氮减磷的湖水生态修复方法,能够解决上述问题,便成为亟 待解决的技术问题。
发明内容
[0018] 本申请解决的主要问题是提供一种降氮减磷的湖水生态修复方法,坚持污染控制 与水体生态并重,先有效控制消除主要污染源,继而有序实施水体生态修复,最终建立健康 水域生态系统,通过人为设计与自然设计有效结合,实现营养盐-浮游生物-沉水植物-大型 底栖动物-杂食性鱼类-肉食性鱼类等群落的优化调控,使清水型生态系统结构合理、健康, 充分发挥作用,稳定、长效运行,以解决现有技术中的技术问题。
[0019] 为了解决上述技术问题,本发明公开了一种降氮减磷的湖水生态修复方法,其技 术方案如下:
[0020] 一种降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,包括:
[0021] 步骤一:采用生物技术对整个湖水水域进行生物治理;
[0022] 步骤二:在驳岸、进岸水体及主要入湖口的底层淤泥进行物理清理,提高水体含氧 量和透明度;
[0023] 步骤三:分别在驳岸、近岸和主要入湖口分别栽植吸污能力强的挺水植物、净化能 力强的沉水植物和具有较强净化能力和观赏性的浮水植物;
[0024] 步骤四:在湖水水域的中心区域采用人工浮岛技术、构建新型健康生态系统对其 进行生态治理,使部分水体的水质得到提升。
[0025] 进一步的,所述步骤一包括以下步骤:
[0026]步骤1:使用颗粒或者片剂对湖水水域底部进行消毒,使用粉体药剂对水体进行消 毒;
[0027]步骤2:在所述水域内投入预培养的小球藻;
[0028] 步骤3:在所述水域内投入颗粒型和粉剂有益菌絮团;
[0029]步骤4:在所述水域内投入复合高活性碳源液体菌群。
[0030]进一步的,在水域内布放漂浮垃圾拦截装置;
[0031]在水域内布放曝气增氧循环装置,用于对湖泊天然水体的水质净化,可有效降低 水体的有机污染物和氨氮等污染指标,对去除水体黑臭,改善水体的富营养化现象,防止藻 类的水华等都有明显效果。
[0032]进一步的,所述构建新型健康生态系统包括:投入或者栽植能够构成完整生物链 的微生物、浮游生物、沉水植物、大型底栖动物、杂食性鱼类和肉食性鱼类。
[0033] 进一步的,还包括步骤五:对进行水质与水生生物指标监测,根据监测结果制定所 述新型健康生态系统的调整方案,所述新型健康生态系统的调整方案包括:
[0034]沉水植物成功栽植后,根据水质与水生生物指标检测情况作出判断,及时实施水 体透明度提升工程和沉水植物表面附着物清除工程。
[0035]进一步的,所述水体透明度提升工程包括实施氮源削减工程、浮游植物生物量控 制工程和/或悬浮物沉降工程。
[0036]进一步的,所述沉水植物表面附着物清除工程实施方法包括增加大型底栖动物的 投放量和/或适度扰动沉水植物。
[0037]进一步的,所述新型健康生态系统的调整方案还包括:根据沉水植物群落结构调 查数据,分析各种沉水植物在湖区中的生长优势并选出该水域内的优势种群,对所述彳尤胃 种群进行下述扩增步骤:
[0038]步骤①:根据沉水植物的繁殖习性,选择合适的栽种季节,栽植植株、点播块莲、或 撒播种子;
[0039]步骤②:在沉水植物优势种群生长较密的区域绞拔,栽植到优势种群生长稀疏的 区域。
[0040]进一步的,所述新型健康生态系统的调整方案还包括:根据鱼类群落结构监测结 果,当杂食性鱼类生物量占总生物量的比例在20%-30%以上时,集中捕捞杂食性鱼类; [0041]每年10-11月集中捕捞肉食性鱼类成体;每年3-4月,适时放养肉食性鱼类鱼苗。 [0042]进一步的,还包括突发性环境污染事件应急管理步骤,该步骤包括:
[0043]当油脂性液体扩散时,用半浮式围隔圈隔,逐渐缩小周长;油脂性液体相对集中 后,向水面抛撒吸油毡,吸附后清除;
[0044]当藻类爆发时,水体颜色变绿、变黄,迅速采浮游植物样送检,确定杀藻剂使用方 案,进行杀藻作业;若出现藻类水华,藻类聚集在水面,立即使用除藻船进行藻类收集与水 藻分1¾工作;
[0045]当水体浑池时,受一些因素影响,水体中悬浮颗粒量在较短的时间内迅速增加,导 致透明度下降,可使用新型环保材料促进沉降;
[0046]当水体中溶解氧低于4mg/L时,应进行人工增氧;
[0047]当有毒有害物质进入局部水体时,应及时使用幕帘式围隔封堵隔离,并使用潜水 栗将污染水抽离;
[0048]当浓度很高的污水或洪水大量进入水体时,应及时开放溢洪坝快速放水。
[0049]与现有技术相比,本申请所述的降氮减憐的湖水生态修复方法,达到了如下效果: 本方法科学合理,坚持污染控制与水体生态并重,先有效控制消除主要污染源,继而有序实 施水体生态修复,最终建立健康水域生态系统;
[0050]并且以人为本,人水和谐,构建与周边环境建设相统一协调的水域环境;在进一步 截除主要污染源的基础上,以水体原位治理和生态修复为主;并且建立持续监控机制,监控 治理和修复效果;水质改善与保护工程与湖泊景观建设相结合并彼此协调,实质改善的同 时提升了观赏效果。
具体实施方式
[0051]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应 可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名 称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书 后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的, 并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0052] 实施例一:
[0053] 一种降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,包括:
[0054]步骤一:采用生物技术对整个湖水水域进行生物治理;
[0055]步骤二:在驳岸、进岸水体及主要入湖口的底层淤泥进行物理清理,提高水体含氧 量和透明度;
[0056]步骤三:分别在驳岸、近岸和主要入湖口分别栽植吸污能力强的挺水植物、净化能 力强的沉水植物和具有较强净化能力和观赏性的浮水植物;
[0057]步骤四:在湖水水域的中心区域采用人工浮岛技术、构建新型健康生态系统对其 进行生态治理,使部分水体的水质得到提升。
[0058] 所述步骤一包括以下步骤:
[0059]步骤1:使用颗粒或者片剂对湖水水域底部进行消毒,使用粉体药剂对水体进行消 毒;用于对江、河、湖、库等天然水体的水质净化,可有效降低水体的有机污染物和氨氮等污 染及细菌指标,对去除水体黑臭,改善水体的富营养化现象,防止藻类的水华等都有明显效 果。它可在短时间内消除水体黑臭、降低有机污染物和氨氮,在外观上使水体变清、消除臭 味,是后续的生态治理过程的前置条件;可提高生态治理水体的效能。
[0060] 步骤2:在所述水域内投入预培养的小球藻;
[0061] 步骤3:在所述水域内投入颗粒型和粉剂有益菌絮团;
[0062]步骤4:在所述水域内投入复合高活性碳源液体菌群。所述菌絮团和复合高活性碳 源液体菌群内含有多种有益微生物,微生物反应过程以酶促反应为基础,通过生物体内产 生的具有催化功能的特殊蛋白质作为催化剂,净化污水、分解淤泥、消除恶臭。
[0063]微生物制剂技术主要优点是能迅速提高污染介质中的微生物浓度,并可望在短期 内提高污染物的生物降解速率,另外生物反应通常条件温和,投资省、费用少、消耗低,而且 效果好、过程稳定、操作简便
[0064]在水域内布放漂浮垃圾拦截装置;漂浮垃圾拦截装置可以为软围格,所述软围格 包括高强防水布,栏体上、中下各有拉绳、加强带和拉力配重链作为纵向受力构件,栏体抗 拉性能高。外表光洁、利于导油、便于清洗;有不同形状浮体可选择:水滴形(不倒翁形)在急 流中更稳定;圆柱形有更大浮力储备,乘波性更好;块状浮体储存体积小,与卷绕机配合布 放更迅速省力。
[0065]在水域内布放曝气增氧循环装置,用于对湖泊天然水体的水质净化,可有效降低 水体的有机污染物和氨氮等污染指标,对去除水体黑臭,改善水体的富营养化现象,防止藻 类的水华等都有明显效果。它可在短时间内消除水体黑臭、降低有机污染物和氨氮,在外观 上使水体变清、消除臭味;即使在外来污染源未被截断的条件下,它仍可通过曝气充氧和添 加微生物菌种等措施,减少外来污染源对水体的冲击,使天然水体污染加剧的状况得到控 制。
[0066]所述构建新型健康生态系统包括:投入或者栽植能够构成完整生物链的微生物、 浮游生物、沉水植物、大型底栖动物、杂食性鱼类和肉食性鱼类。
[0067]沉水植物成功栽植后,其成活率主要由两方面因素决定:
[0068]水体透明度的高低。水体透明度与水下真光层厚度直接相关,水体透明度越高,水 下真光层越厚,即光在水下穿透的越深;
[0069] 沉水植物植株上的附着物多少。沉水植物植株上附着物过多会影响其叶片接受阳 光的面积,进而影响其光合作用与沉水植物成活率。
[0070]还包括步骤五:对进行水质与水生生物指标监测,根据监测结果制定所述新型健 康生态系统的调整方案,所述新型健康生态系统的调整方案包括:
[0071]沉水植物成功栽植后,根据水质与水生生物指标检测情况作出判断,及时实施水 体透明度提升工程和沉水植物表面附着物清除工程。
[0072]>所述水体透明度提升工程包括实施氮源削减工程、浮游植物生物量控制工程和/ 或悬浮物沉降工程,所述沉水植物表面附着物清除工程实施方法包括增加大型底栖动物的 投放量和/或适度扰动沉水植物,所述新型健康生态系统的调整方案还包括:根据沉水植物 群落结构调查数据,分析各种沉水植物在湖区中的生长优势并选出该水域内的优势种群, 对所述优势种群进行下述扩增步骤:
[0073]步骤①:根据沉水植物的繁殖习性,选择合适的栽种季节,栽植植株、点播块茎、或 撒播种子;
[0074] 步骤②:在沉水植物优势种群生长较密的区域绞拔,栽植到优势种群生长稀疏的 区域。
[0075]所述水体透明度提升工程还可以包括抽稀沉水植物,沉水植物一般为多年生草本 植物,有自主繁殖能力,冬季休眠后,第二年春季会重新发芽、繁殖生长。工程实践中往往出 现沉水植物第一年生长旺盛,而后生长势头变弱的现象,这主要是因为沉水植物生长空间 竞争激烈造成的,即前一年或几年的沉水植物繁殖力变弱,但是又没有其繁殖的空间,导致 沉水植物植株不能更新换代。工程实践中,每年秋季,在沉水植物生长旺盛的区域进行适度 抽稀,从而为沉水植物的自主繁殖与更新换代留出充足的生长空间,以保证沉水植物群落 结构的稳定性、可持续性。
[0076]所述新型健康生态系统的调整方案还包括:根据鱼类群落结构监测结果,当杂食 性鱼类生物量占总生物量的比例在20 % -30 %以上时,集中捕捞每年10-11月集中捕捞肉食 性鱼类成体;每年3-4月,适时放养肉食性鱼类鱼苗。
[0077]所述新型健康生态系统的调整方案还包括对底栖动物群落的调整,底栖动物的管 理主要指大型底栖软体动物的管理,大型底栖动物螺、蚌等主要以保护为主,控制底栖动物 性鱼类的放养,如鲤鱼。由于水生植物的种植,水体附着基和其他理化环境会大大改善,大 型底栖动物数量会显著增加,从而增强水体的自净能力和对浮游植物的控制能力。螺、蚌等 初期可以适当放养,但主要以保护为主,禁止携螺、邮等大型底栖动物。
[0078]所述新型健康生态系统的调整方案还包括微生物群落原位构建,水生态系统构建 成功后,随着沉水植物生物量的不断提高,为微生物提供了附着生存的主要环境。同时一定 的沉水植物腐殖质也为微生物提供足够的碳源,利于其的繁殖。
[0079]湖泊的生态系统结构的形成是缓慢的,在完成水生高等植被的构建、食物网和底 栖群落构建等工程后,初期系统还不够稳定,必须予以群落结构优化调整,使各种群之间, 及与周边环境协调发展、有机融合后才能形成稳定的清水态生态系统,以长久保持水质清 澈。在系统优化调整过程中,通过对系统中各个要素的连续监测来分析影响生态系统正常 运行的内外因素,同时优化水生高等植被结构、食物网结构和底栖生态系统结构,统筹协调 生态系统各营养级,建立水层一底栖平衡、刮食功能群一沉水植被平衡、底栖鱼类一沉水植 被平衡、滤食功能群一浮游植物平衡等,最终建立稳定、长效的湖泊清水态生态系统。
[0080]所述的降氮减磷的湖水生态修复方法包括突发性环境污染事件应急管理步骤,该 步骤包括:
[0081]当油脂性液体扩散时,用半浮式围隔圈隔,逐渐缩小周长;油脂性液体相对集中 后,向水面抛撒吸油毡,吸附后清除;
[0082]—当藻类爆发时,水体颜色变绿、变黄,迅速采浮游植物样送检,确定杀藻剂使用方 案,进行杀藻作业;若出现藻类水华,藻类聚集在水面,立即使用除藻船进行藻类收集与水 藻分离工作;
[0083]当水体浑浊时,受一些因素影响,水体中悬浮颗粒量在较短的时间内迅速增加,导 致透明度下降,可使用新型环保材料促进沉降;
[0084] 当水体中溶解氧低于4mg/L时,应进行人工增氧;
[0085]当有毒有害物质进入局部水体时,应及时使用幕帘式围隔封堵隔离,并使用潜水 泵将污染水抽离;
[0086]当浓度很高的污水或洪水大量进入水体时,应及时开放溢洪坝快速放水。
[0087]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请 并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组•合、 修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识 进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本串 请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种降氮减憐的湖水生态修复方法,其特征在于,包括: 步骤一:采用生物技术对整个湖水水域进行生物治理; 步骤二:在驳岸、进岸水体及主要入湖口的底层淤泥进行物理清理,提高水体含氧量和 透明度; 步骤三:分别在驳岸、近岸和主要入湖口分别栽植吸污能力强的挺水植物、净化能力强 的沉水植物和具有较强净化能力和观赏性的浮水植物; 步骤四:在湖水水域的中心区域采用人工浮岛技术、构建新型健康生态系统对其进行 生态治理,使部分水体的水质得到提升。
2. 根据权利要求1所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,所述步骤一包括 以下步骤: 步骤1:使用颗粒或者片剂对湖水水域底部进行消毒,使用粉体药剂对水体进行消毒; 步骤2:在所述水域内投入预培养的小球藻; 步骤3:在所述水域内投入颗粒型和粉剂有益菌絮团; 步骤4:在所述水域内投入复合高活性碳源液体菌群。
3. 根据权利要求2所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,在水域内布放漂 浮垃圾拦截装置; 在水域内布放曝气增氧循环装置,用于对湖泊天然水体的水质净化,可有效降低水体 的有机污染物和氨氮等污染指标,对去除水体黑臭,改善水体的富营养化现象,防止藻类的 水华等都有明显效果。
4.根据权利要求3所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,所述构建新型健 康生态系统包括:投入或者栽植能够构成完整生物链的微生物、浮游生物、沉水植物、大型 底栖动物、杂食性鱼类和肉食性鱼类。
5.根据权利要求4所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,还包括步骤五: 对进行水质与水生生物指标监测,根据监测结果制定所述新型健康生态系统的调整方案, 所述新型健康生态系统的调整方案包括: 沉水植物成功栽植后,根据水质与水生生物指标检测情况作出判断,及时实施水体透 明度提升工程和沉水植物表面附着物清除工程。
6.根据权利要求5所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,所述水体透明度 提升工程包括实施氮源削减工程、浮游植物生物量控制工程和/或悬浮物沉降工程。
7. 根据权利要求6所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,所述沉水植物表 面附着物清除工程实施方法包括增加大型底栖动物的投放量和/或适度扰动沉水植物。
8. 根据权利要求7所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,所述新型健康生 态系统的调整方案还包括:根据沉水植物群落结构调查数据,分析各种沉水植物在湖区中 的生长优势并选出该水域内的优势种群,对所述优势种群进行下述扩增步骤: 步骤①:根据沉水植物的繁殖习性,选择合适的栽种季节,栽植植株、点播块茎、或撒播 种子; 步骤②:在沉水植物优势种群生长较密的区域绞拔,栽植到优势种群生长稀疏的区域。
9.根据权利要求8所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,所述新型健康生 态系统的调整方案还包括:根据鱼类群落结构监测结果,当杂食性鱼类生物量占总生物量 的比例在20%-30%以上时,集中捕捞杂食性鱼类; 每年10-11月集中捕捞肉食性鱼类成体;每年3-4月,适时放养肉食性鱼类鱼苗。
10.根据权利要求9所述的降氮减磷的湖水生态修复方法,其特征在于,还包括突发性 环境污染事件应急管理步骤,该步骤包括: 当油脂性液体扩散时,用半浮式围隔圈隔,逐渐缩小周长;油脂性液体相对集中后,向 水面抛撒吸油毡,吸附后清除; 当藻类爆发时,水体颜色变绿、变黄,迅速采浮游植物样送检,确定杀藻剂使用方案,进 行杀藻作业;若出现藻类水华,藻类聚集在水面,立即使用除藻船进行藻类收集与水藻分离 工作; 当水体浑浊时,受一些因素影响,水体中悬浮颗粒量在较短的时间内迅速增加,导致透 明度下降,可使用新型环保材料促进沉降; 当水体中溶解氧低于4mg/L时,应进行人工增氧; 当有毒有害物质进入局部水体时,应及时使用幕帘式围隔封堵隔离,并使用潜水栗将 污染水抽离; 当浓度很高的污水或洪水大量进入水体时,应及时开放溢洪坝快速放水。
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