一种缓流水体污染的生态修复装置及方法与流程

本发明属于水体生态修复技术领域，具体涉及一种缓流水体污染的生态修复装置及方法。

背景技术：

我国河流湖泊众多，由于废水排放、雨水淋溶冲刷及大气沉降导致大量污染物进入水体，远远超过水体自净容量。尤其是对于流速较缓的水体，水生生态系统自主维系能力弱。污染的水体中的化学需氧量、悬浮物、氮、磷和重金属往往严重超标，对水体生态系统造成严重影响，从而限制水体的利用，在污染水体的下风口或静水区域，极易积聚，爆发蓝藻，进而对水生生态系统造成毁灭性的破坏。

因此对受污染的河流进行治理修复是社会经济发展及生态环境建设的迫切要求，目前水体治理的技术主要包括物理法、化学法和生物法，或者是三大类方法的综合使用。例如引水冲淤和调水、人工增氧等工程措施；混凝沉淀、药剂杀藻等物化方法；栽种高等水生植物等生态方法。

中国发明专利CN102249419A公开了《一种再生水景观河道水体的多种组合技术的联合修复工艺系统》，其采用生态护岸、曝气复氧、湿地水处理、植物修复和水生动物修复多种生态修复技术优化组合使用来修复景观河道水体污染，该种生态修复技术优化组合虽然达到了较好的生态修复效果，改善了河道水质。但是在河水流经不同位置时，因水流速不同，导致不同位置的污染程度也不一样，而该发明未考虑这一因素。例如在采取植物修复生态技术时，该发明采取统一往河道内投入水生植物的方法，这样容易造成污染程度轻的位置资源浪费，而污染严重的部位又没有得到充分的修复。

技术实现要素：

本发明所要解决的首要技术问题是针对现有技术的现状，提供一种生态净化带根据水流速度不同而逐级设置的缓流水体污染的生态修复装置。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种节约资源，生态净化带根据水流速度不同而逐级设置的缓流水体污染的生态修复方法。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种缓流水体污染的生态修复装置，包括从上游向下游依次设置的固定间隙格栅，多级生态净化带以及沉水植物种植区；其中所述多级生态净化带随着水流速度不同而长度不同，所述格栅中间设有移动式曝气装置。

作为进一步改进，多级生态净化带的各级之间通过围网隔开，围网通过固定桩固定在河道驳岸上，以使围网在水体中稳固，从而使紫根水葫芦被限定在围网中。

本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种缓流水体污染的生态修复方法，包括如下步骤：

(1)在最前端设置固定间隙的格栅，以阻隔漂浮物。

(2)水体经过格栅进入移动式曝气系统，在充分曝气后增加水体溶解氧，使水体活化，加速悬浮物的沉淀与分解。

(3)随后水体进入根据水流速度设置的多级生态净化带，水体透明度有所提高，达到沉水植物的生长条件。

(4)经过多级生态净化带后的水体进入沉水植物种植区。

作为进一步改进，所述多级生态净化带的植物为紫根水葫芦。通过“移动式曝气系统+紫根水葫芦”可削减水体中的污染物质，抑制藻类生长，吸附、分解、过滤水体中的悬浮物，从而提高水体透明度。

并且紫根水葫芦与普通水葫芦相比，生长速度较慢、茎叶小，但根系发达，根系平均长度为70cm-80cm，对水体的净化效率高，在水里停留12小时左右可对复氧后水体中的悬浮物去除率达到70-80％；此外紫根水葫芦为漂浮植物，移栽方便，适应性强，打捞和种植简单，且施工时不会对水体造成扰动。

再改进，所述步骤(3)的多级生态净化带采用从下游向上游逐级连续布置的方式，在水体通过最后一级生态净化带达到沉水植物的生长条件后，最后一级生态净化带移动至最上游，作为第一级，将曝气系统和格栅向前移动，如此逐级定向移动修复，既可节约成本，又不至紫根水葫芦于满水面覆盖而导致生态失衡。

再改进，所述步骤(4)的沉水植物种植区包括初级配置沉水植物种植区和优化配置沉水植物种植区；把生态净化带最后一级移至最前端作为第一级后，在移除生态净化带的空白处，继续进行“沉水植物初级配置模式”的种植，待“沉水植物初级配置模式”生长稳定，形成一定的自净能力后，在“沉水植物初级配置模式”的基础上补种“沉水植物优化配置模式”，如此循环直至整个治理区域全部恢复沉水植被的生长，将所有生态净化带全部移除。

沉水植物在生长过程中会吸收水体中的营养物质，包括氮、磷等，对缓解水体富营养化起到积极作用。

再改进，所述初级配置沉水植物种植区的植物为穗花狐尾藻、金鱼藻、马来眼子菜、水盾草的任意组合。

再改进，所述优化配置沉水植物种植区的植物为微齿眼子菜、篦齿眼子菜、伊乐藻、黄花狸藻、苦草的任意组合。

再改进，所述缓流水体为河道、沟渠或小型湖库的水体。

与现有技术相比，本发明的优点：1.本发明采用多种修复技术组合使用，设计合理，各项修复技术之间相互作用，相互补充，大大提高了对缓流水体的生态修复效果，单独一种方法不能达到此效果；2.本发明根据水流速度的不同从下游向上游逐级连续布置不同长度的生态净化带，节约资源，因地制宜的进行生态修复；3.水体通过最后一级生态净化带达到沉水植物的生长条件后，最后一级生态净化带移动至最上游，作为第一级，如此逐级定向移动修复，既可节约成本，又不至水葫芦于满水面覆盖而导致生态失衡；4.充分利用自然缓流水体的现有水利条件，节省了水体生态修复的成本；5.原位修复，节约土地，不用任何化学添加剂和物理设备，灵活性好，成本低，水质净化效果好。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种缓流水体污染的生态修复装置，包括从上游向下游依次设置的固定间隙格栅1，多级生态净化带3以及沉水植物种植区4；其中格栅1中间设有移动式曝气装置，多级生态净化带3随着水流速度不同而长度不同，各级生态净化带3通过围网5隔开，围网5通过固定桩6固定在河道驳岸7上，以使围网5在水体中稳固，从而使紫根水葫芦被限定在围网5中。

本发明还提供了一种使用上述缓流水体污染的生态修复装置的方法，包括如下步骤：

(1)在最前端设置固定间隙的格栅1，以阻隔漂浮物。

(2)水体经过格栅1进入移动式曝气系统2，在充分曝气后增加水体溶解氧，使水体活化，加速悬浮物的沉淀与分解。

(3)随后水体进入根据水流速度设置的不同长度的多级生态净化带3，水体透明度有所提高，达到沉水植物生长的要求。

(4)经过多级生态净化带3后的水体进入沉水植物种植区4。

其中多级生态净化带3的植物为紫根水葫芦，沉水植物种植区4包括初级配置沉水植物种植区和优化配置沉水植物种植区。初级配置沉水植物种植区的植物为穗花狐尾藻、金鱼藻、马来眼子菜、水盾草的任意组合，优化配置沉水植物种植区的植物为微齿眼子菜、篦齿眼子菜、伊乐藻、黄花狸藻、苦草的任意组合。

水体经过格栅1进入移动式曝气系统2，在充分曝气后流经多级生态净化带3，水体透明度有所提高，达到沉水植物生长的要求；此时把生态净化带3的最后一级移至最前端作为第一级，将格栅1和移动式曝气系统2向前移动；在生态净化带3的下游进行“沉水植物初级配置模式”的种植，并在移除生态净化带的空白处，继续进行“沉水植物初级配置模式”的种植，待“沉水植物初级配置模式”生长稳定，形成一定的自净能力后，在“沉水植物初级配置模式”的基础上补种“沉水植物优化配置模式”，如此循环直至整治理区域全部恢复沉水植被的生长，将所有生态净化带3全部移除。

上述缓流水体为河道、沟渠或小型湖库的水体。

以下通过具体实施例对本发明的缓流水体污染的生态修复装置和修复方法进行说明，但是本发明的保护范围不限于以下提供的实施例以及公开的数值范围，其他可以逻辑推知的技术方案均在本发明的保护范围内。

实施例1

一种河道缓流水体污染的生态修复装置，包括从上游向下游依次设置的间隙35mm的格栅1，种植有紫根水葫芦的多级生态净化带3以及沉水植物种植区4；其中格栅1中间设有移动式曝气装置，多级生态净化带3随着水流速度不同而长度不同，各级生态净化带3通过围网5隔开，围网5通过固定桩6固定在河道驳岸7上。

一种河道缓流水体污染的生态修复方法，包括如下步骤：

(1)在最前端设置间隙35mm的格栅1阻隔漂浮物；

(2)水体经过格栅1进入移动式曝气系统2，在充分曝气后增加水体溶解氧，使水体活化，加速悬浮物的沉淀与分解。

(3)利用紫根水葫芦在河道内设置生态净化带3，曝气复氧后的水体进入多级紫根水葫芦生态净化带3。该生态净化带3随着水流速度的不同而长度不同，本实施例中，生态净化带3设置10级，待水体通过生态净化带3后透明度有所提高，达到沉水植物生长的要求，然后把生态净化带3第10级移至最前端作为第一级，将格栅1和移动式曝气系统2向前移动。

(4)在多级生态净化带3的第10级下游进行“沉水植物初级配置模式”的种植，并在移除的第10级的空白处，继续进行“沉水植物初级配置模式”的种植，待沉水植物“初级配置模式”生长稳定，形成一定的自净能力后，在“沉水植物初级配置模式”的基础上补种“沉水植物优化配置模式”，如此循环直至整个治理区域全部恢复沉水植被的生长，将所有生态净化带3全部移除。

经过该方法修复后的水体，由劣Ⅴ类水提升至Ⅳ类水。紫根水葫芦生态净化带出水水体透明度达到83公分，后期沉水植物完全恢复，透明度达到110公分；水葫芦生态净化带对氨氮、总磷、总氮的去处率达到30％，沉水植物完全恢复，净化效率达到77％。