水体生态修复系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及水体修复技术领域，具体涉及一种水体生态修复系统。
【背景技术】
[0002] 随着经济的飞速发展，大量工业废水和生活污水排入河流和湖泊等地表水体，这 些废水中携带大量营养盐。由于氮、磷等元素的排入，加上水体缺少必要的循环，引起藻类 及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，导致 水体富营养化，破坏水生生态平衡，形成水华。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又 把大量的氮、磷等营养物质释放排入水中，供新一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的 水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。
[0003] 富营养化会造成水体透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合 作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有 害，造成鱼类大量死亡。同时，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层 "绿色浮渣"，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产 生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些 物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。
[0004] 因而，采用适宜的技术解决水体富营养化问题不但对保护环境有着重大的意义， 而且对保证人民的健康也有着深远的意义。但是，地表水具有水量大、分布广等特点。这 些特点决定了地表水污染处理不可能像生活污水或工业废水那样采用传统的混凝沉淀、吸 附、萃取、离子交换、膜分离等处理工艺和设备进行集中处理，故给地表水污染治理带来了 很大的难度。
[0005] 水体生态修复是指利用生态学的原理，使污染水体恢复到未污染状态所采用的技 术。其特点是充分发挥现有水利工程的作用，综合利用流域内的湿地、滩涂、水塘和堤坡等 自然资源及人工合成材料，对天然水域自恢复能力和自净能力进行强化。根据其原理的不 同，水体生态修复技术可分为物理净化法、化学净化法、生物净化法及自然净化法4类。
[0006] 1、物理净化法
[0007] 物理净化法是采用物理的、机械的方法对污染水体进行人工净化，其工艺设备简 单、易于操作。
[0008] (1)引水稀释
[0009] 引水稀释就是通过工程调水对污染水体进行稀释，使水体在短时间内达到相应的 水质标准。该方法能增加流速，使水体中氧的浓度增加，使水生微生物、动植物的数量和种 类也相应增加，从而达到净化水质的目的。
[0010] ⑵底泥疏浚
[0011] 河流、湖泊底泥中含有大量的有机物和氮磷营养盐，在一定条件下会从底泥中溶 出使水质恶化。对沉积严重的河段、湖泊进行底泥疏浚可恢复河流和湖泊的正常功能。
[0012] 2、化学净化法
[0013] 化学净化法通过向污染水体投加化学药剂，使药剂与污染物质发生化学反应，从 而达到去除水体中污染物的目的。如治理湖泊酸化可投加生石灰，抑制藻类大量繁殖可投 加杀藻剂，除磷可投加铁盐等。
[0014] 3、生物净化法
[0015] 生物净化法利用天然水体中的微生物氧化分解有机物，通过人工措施来创造更有 利于微生物生长和繁殖的环境，从而可提高对污染水体有机物的降解效率。主要包含投菌 法、生物膜技术和曝气充氧技术等。
[0016] ⑴投菌法
[0017] ①生物试剂添加技术
[0018] 生物试剂添加技术是将特殊的菌种配方，按一定计算量添加到污水处理系统中， 以促进该系统的生物处理效率，从而达到水体生态修复的方法。生物添加所使用的菌种可 以从生物界筛选出来，也可以是经过处理的变异菌株或经遗传工程构建的菌株。
[0019] 生物活液是一种典型的添加技术所用微生物试剂，装在塑料罐内，使用和投加非 常方便，可以提高污水处理设施的效率，减少污泥量，去除油脂，加速废水的硝化和脱氮过 程，消除或减轻臭味，是一种很有前途的水体生态修复技术。
[0020] ②固定化酶和固定化细胞
[0021] 固定化酶又称水不溶酶，是通过物理吸附法或化学键的作用将水不溶酶和固态的 不溶性载体相结合，使酶变成不溶于水但保持活性的衍生物。固定化酶比水溶酶稳定，因为 载体能有效地保护酶的天然构型，不易受酸、碱、有机溶剂、蛋白质变性剂、酶抑制剂及蛋白 酶等的影响，可以在较长时间里使用和保藏。固定化酶适用于连续化、自动化和管道化的水 体生态修复工艺，还可以回收、再生和重复使用。
[0022] 微生物细胞自身就是一个天然的固定化酶反应器。用制备固定化酶的方法直接将 菌体加以固定，即可催化一系列的生化反应。固定化细胞比固定化酶操作简便，成本更低。
[0023] (2)生物膜技术
[0024] 生物膜技术以天然材料（如卵石、砾石）或人工材料（如塑料、纤维等）为载体， 利用在其表面形成的生物膜对污染水体进行净化。国内外已有使用生物膜技术处理河道、 湖泊的工程实例。
[0025] (3)曝气充氧技术
[0026] 曝气充氧技术是用人工方法向河道中充入空气（或氧气），加速水体复氧过程，从 而改善河流的水质状况。目前复氧曝气的主要手段是使用曝气复氧船，但曝气复氧船对水 体曝气覆盖面不足，造成氧利用率相对较低，持续作用不足。运行管理比较麻烦，对于较深 的水体底部充氧很有限。
[0027] 悬挂链曝气技术可以弥补曝气复氧船的不足。该技术的核心是悬挂链曝气设备， 由浮筒、输气软管、布气软管、管式微孔曝气器、配重组成。组与组之间用软管连接成"链"， 通过浮筒浮在水面上。悬挂链两端由阀门控制整条链的启闭，每组曝气装置的微孔曝气器 与布气软管的连接处设有止回瓣膜，防止污水倒流进入曝气系统。悬挂链的两端与布气干 管连接并通过绳索固定在构筑物旁，整条悬挂链通过绳索的拉力和浮筒的浮力悬浮在水面 上，管式微孔曝气器通过配重的作用悬浮在水中，水面以下无任何固定装置。悬挂链装置可 以永久设置，也可以根据水质情况的改变拆卸整套装置。
[0028] 4、自然净化法
[0029] 自然净化法是根据仿生学原理，并通过恢复水体自净功能降解污染物质的一种方 法，该方法强调人与自然的和谐统一，因而成为当前国内外水体生态修复研宄的重点。
[0030] (1)稳定塘与水生植物塘
[0031] 现在应用于水体生态修复的稳定塘技术是在科学理论基础上建立起来的技术系 统，是人工强化措施与自然净化功能相结合的新型净化技术。
[0032] 多水塘技术是稳定塘技术的一种新形式，该法利用河道两岸多个天然水塘或人工 水塘以及河道内的水利工程设施对污染水体进行净化。
[0033] 水生植物塘是以大型水生植物为基础的水体生态修复系统。其原理是以水生植物 如沉水植物、浮水植物和挺水植物等忍耐和超量积累某些化学物质的理论为基础，利用植 物清除水体中的污染物。该技术对于控制水域富营养化有着非常重要的作用。
[0034] (2)人工湿地净化技术
[0035] 人工湿地净化技术主要是利用土壤-微生物-植物生态系统的自我调控机制和对 污染物的综合净化功能使河流水质得到不同程度的改善。人工湿地系统是在一定长宽比及 底面有坡度的洼地中，有土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污水可以在床体的填料 缝隙里曲折地流动或在床体表面流动。床体的表面种植处理性能好、成活率高的水生植物 (如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境。氮和磷作为植物生长过程中不可缺少的营 养元素，可以直接被湿地中的植物吸收而去除。
[0036] (3) 土地处理技术