CN208829372U

CN208829372U - 用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块

Info

Publication number: CN208829372U
Application number: CN201721900632.9U
Authority: CN
Inventors: 谢悦波; 姚竣耀; 刘才群; 罗昆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2027-12-29

Abstract

本实用新型公开一种用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，包括沉水植物、生物填料、网状骨架和光源等装置；本实用新型利用沉水植物对沉积底泥及悬浮于水体中的氮磷营养盐进行吸收；利用人工光源提高水生植物的光合作用，促进沉水植物的生长、繁殖，提高水体透明度和治理效果；生物填料中植入微生物菌剂，利用微生物吸收、转化、降解、分解沉积底泥及悬浮于水体中的污染物，消除水体黑臭；建立水体生态系统，为水生动物提供栖息环境；加快恢复水体环境容量，实现水体自净。

Description

用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块

技术领域

本实用新型涉及生态环境工程技术领域，以及自然及人工河道、湖泊的生态重建与恢复技术领域，特别是一种用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块。

背景技术

随着工业的飞速发展和城市化进程的加快，湖泊、河流等水体的污染日益加剧，城市中大量的水体已呈黑臭或富营养化状态，水资源短缺逐渐成为现代社会亟待解决的重要问题。

沉水植物在生长过程中会吸收水体中的营养物质（如氮、磷等），因此在水生生态系统中起着重要的作用。针对富营养化的河流、湖泊、湿地，可采用每年有计划地收割沉水植物的方式转移水体中过量的营养物质，对缓解水体富营养化起到积极作用；此外，沉水植物给水生动物提供更多的生活栖息和隐蔽场所，植物幼嫩部分又可供水生动物摄食，还可以增加水中的溶氧，净化水质，扩大水生动物的有效生存空间，改善整个水生生态系统。因此，沉水植物在水生态修复尤其是提高水的能见度和景观营造方面的作用日益受到人们的重视。

但是目前沉水植物净化河道技术存在以下问题：1）沉水植物对于硬化河床不适宜生长；2）植物根系易被底栖水生动物及水流破坏；3）在城市重污染河道中，高含量的悬浮物不仅会显著降低水体透明度，并且悬浮物在沉水植物表面附着，受光照的限制，会严重影响沉水植物的光合作用，抑制沉水植物正常的生长、繁殖，甚至导致植物的死亡腐烂，从而影响沉水植物的治理效果并带来次生污染。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种由沉水植物、生物填料组成的模块化生态水平方模块，用于污染水体生态治理，既可在常水位条件下根据水体底部性状和宽度进行模块化安装和收割，也可应用于底部浆砌或无软底泥的水系，本实用新型是这样实现的：

一种用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，包括沉水植物、生物填料和网状骨架；

其中，网状骨架包裹于生物填料外侧，沉水植物种植于由生物填料内，并穿过网状骨架与水体接触。

优选的，本实用新型提供的用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块中，生物填料由微生物载体和微生物组成；所述微生物包括光合细菌、乳酸菌、酵母菌、褐腐菌、硝化细菌、反硝化细菌或芽孢杆菌中的一种或多种。（所述微生物可参考以下文献：吴霞，谢悦波.直接投菌法在城市重污染河流治理中的应用研究[J].环境工程学报，2014，8（8）:3331-3336；或者，宋雅静，谢悦波，黄小丹.本源微生物菌剂修复城市污染河流[J].环境工程学报，2012，6（7）:2173-2177；或者，范荣亮，谢悦波，Yudianto D，等. 复合微生物菌剂及酶制剂治理湖泊蓝藻的研究[J].水电能源科学，2010（2）:35-37；或者，聂秋月，谢悦波，庄景，等. 高效微生物治理蓝藻实验[J]. 世界科技研究与发展，2008，30（4）:430-432；或者，王平，吴晓芙，李科林，等. 应用有效微生物群（EM）处理富营养化源水试验研究[J]. 环境科学研究，2004，17（3）:39-43）。

所述微生物载体包括无机载体（如火山岩、硅藻土、硅胶粉、湖珊瑚石、沸石、麦饭石、高岭土、金属氧化物、金属氧化物纳米粒子、微孔陶瓷或微孔玻璃）、有机载体（如高分子聚合物或多糖）、纤维（如尼龙）中的至少一种。

优选的，本实用新型提供的用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块中，网状骨架的材质为金属或高分子材料（如聚乙烯）。

优选的，本实用新型提供的用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块中，所述沉水植物包括黑藻、穗花狐尾藻、蓖齿眼子菜、水盾草、苦草、竹叶眼子菜中的一种或者多种。

优选的，本实用新型提供的用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块还设有若干纵向贯穿生态水平方模块的光源，该光源可为冷光光源或热光光源，优选LED灯和光纤。

本实用新型提供的由沉水植物、生物填料组成的模块化生态水平方系统，可在水深H≥0.5m，水体流速V＜0.9m/s的情况下，根据水体底部性状和宽度进行模块化安装和收割，也可应用于底部浆砌或无软底泥的水系。

本实用新型提供的模块化生态水平方系统，可根据河床的结构和污染区域的特点进行模块化、组块拼装，生物填料与沉水植物的组合铺装于河床底部时，具有提升水质、营造水生生态系统，同时消减有机底泥的效果；也可悬挂于水体中，增加与水体的接触面积，降解水中有机污染物。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

（1）沉水植物及生物填料的结合使用能有效地降低污染负荷，高效地去除水中COD、氨氮和总磷等污染物，并增加水中的溶解氧、净化水质，同时，沉水植物的幼嫩部分又可供水生动物摄食，逐步改善水体生态系统，消除水体黑臭，恢复水体自净能力。

（2）生物填料与沉水植物的组合，吸附、降解水体中有机污染物，同时消减有机底泥，大大提高了水体治理的效率和效果。

（3）沉水植物种植界面利用硬质材料做网状骨架，如金属、高分子聚合物及生物等可降解或回收的环保材料，环保、安全，安装简便，且不影响水体行洪。

（4）在沉水植物生长界面上安装光源，使沉水植物、微生物、水生动物的生长不再受光照和温度的限制，同时利用浮游动植物及微生物的趋光性，在光源附近富集，通过沉水植物和微生物的共同作用，有效提高水体透明度。

（5）安装简便，可模块化拼装。

（6）对沉水植物的收割、维护简便。

附图说明

图1为本实用新型无光源块状结构生态水平方示意图；

图2为本实用新型设置光源块状结构生态水平方示意图；

图3为本实用新型无光源带状结构生态水平方示意图；

图4为本实用新型设置光源带状结构生态水平方示意图；

图5为本实用新型生态水平方销固定示意图；

图6为本实用新型悬挂带状结构生态水平方示意图；

图7为本实用新型悬挂带状结构生态水平方示意图；

图8为本实用新型悬挂立体结构生态水平方示意图；

图9为本实用新型块状及带状结构生态水平方在河床中使用示意图；

其中，1）沉水植物；2）网状骨架；4）生物填料；5）光源；6）铆钉。

具体实施方式

实施例中涉及的菌种均为本领域常规菌种，其中：

1）光合细菌、硝化菌、反硝化菌和酵母菌参见以下文献：

吴霞，谢悦波.直接投菌法在城市重污染河流治理中的应用研究[J].环境工程学报，2014，8（8）:3331-3336.

宋雅静，谢悦波，黄小丹.本源微生物菌剂修复城市污染河流[J].环境工程学报，2012，6（7）:2173-2177.

范荣亮，谢悦波，Yudianto D，等.复合微生物菌剂及酶制剂治理湖泊蓝藻的研究[J].水电能源科学，2010（2）:35-37.

聂秋月，谢悦波，庄景，等.高效微生物治理蓝藻实验[J].世界科技研究与发展，2008，30（4）:430-432.

王平，吴晓芙，李科林，等.应用有效微生物群（EM）处理富营养化源水试验研究[J].环境科学研究，2004，17（3）:39-43。

（上述参考文献中“谢悦波”与本申请实用新型人“谢悦波”为同一人。）

其他菌种和生物填料均可通过市购途径得到。

实施例1

江苏某地底部及护坡硬化的平直黑臭河道，氨氮9.5mg/L，总磷0.8mg/L，水深0.5～1.5m，河宽8～15m，不影响行洪的前提下，在河底部铺设生态水平方模块（1m×1m×0.15m），该生态水平方模块结构如图1、2所示：

一种用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块（毯状），包括生物填料4以及包裹于生物填料4外侧的网状骨架2，生物填料4内种植沉水植物1，沉水植物1穿出网状骨架3向外生长，接触水体，若干光源5纵向贯穿生态水平方模块。

本实施例中，生物填料包括微生物和微生物载体，微生物包括光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌和酵母菌，菌含量为2.0×10⁸CFU/ml～3.0×10⁹CFU/ml；微生物载体为可降解的生物活性污泥（活性污泥为由实施例河道底泥经微生物驯化形成）。

网状骨架2的材料为金属，在具体实施过程中，还可以选择高分子聚乙烯等硬质材料。

本实施例中，所述生物填料的厚度10～15cm，所种植的沉水植物为黑藻和穗状狐尾藻（均壮苗期），其中，黑藻10～15芽/丛、25～36丛/m²；穗状狐尾藻5～6芽/丛、20～30丛/m²；在实际应用中，沉水植物可以根据河道环境，选择黑藻、穗花狐尾藻、蓖齿眼子菜、水盾草、苦草、竹叶眼子菜中的一种或者多种。

本实施例中，光源5为LED灯管，该光源可以保证沉水植物、微生物、水生动物的生长不再受光照和温度的限制，同时利用浮游动植物及微生物的趋光性，在光源附近富集，通过沉水植物和微生物的共同作用，有效提高水体透明度。

本实施例在河道底部设置多个上述毯状生态水平方模块，如图5所示，这些模块之间通过铆钉4（或者也可以使用其他链接结构）固定连接。

河道中上述生态水平方模块的投放量（50个/100m），并对治理水域进行造流曝气，经过两个月的治理及修复，基本消除黑臭，氨氮≤1.0mg/L，总磷≤0.1mg/L，透明度提升。

在具体实施过程中，本实用新型所提供的生态水平方模块可以根据河道、湖泊的具体情况，具有多种外形结构，如：

（1）实施例1所述铺于河床底部的毯状结构（如图1、图2所示）或带状结构（如图3、图4所示）。

（2）悬挂于水中的带状结构（图6、7）或立体状结构（图8）。

带状和立体状结构的生态水平方模块两端通过钢索悬挂于水体中，并可以根据具体情况调整其在水中的深度。

其在河床的使用示意如图9所示。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围。

Claims

1.一种用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，其特征在于，所述生态水平方模块包括沉水植物、生物填料和网状骨架；

其中，网状骨架包裹于生物填料外侧，沉水植物种植于生物填料内；

所述生态水平方模块还设有若干贯穿生态水平方模块的光源，所述光源为LED灯或光纤。

2.根据权利要求1所述用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，其特征在于，所述生物填料包括微生物载体和微生物，所述微生物载体包括无机载体、有机载体、纤维中的至少一种。

3.根据权利要求2所述用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，其特征在于，所述无机载体包括火山岩、硅藻土、硅胶粉、湖珊瑚石、沸石、麦饭石、高岭土、金属氧化物、金属氧化物纳米粒子、微孔陶瓷、微孔玻璃中的至少一种；所述有机载体包括高分子聚合物、多糖中的至少一种；所述纤维包括尼龙。

4.根据权利要求2所述用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，其特征在于，所述微生物包括光合细菌、乳酸菌、酵母菌、褐腐菌、硝化细菌、反硝化细菌或芽孢杆菌中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，其特征在于，所述网状骨架的材质为金属或聚乙烯。

6.根据权利要求2所述用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块，其特征在于，所述沉水植物包括黑藻、穗花狐尾藻、蓖齿眼子菜、水盾草、苦草、竹叶眼子菜中的一种或者多种。