一种有效改善河道水质的原位生态净化方法技术

本发明专利技术涉及一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，属于低污染水体生态处理技术领域。主要在河道内建立复合型生态浮岛，在浮岛上面种植多年生水生植物，利用植物根系净化水质、向水体中输送氧气，在浮岛下面悬挂弹性生物填料，弹性生物填料提供土著微生物的附着生长空间；进一步在河道内还设置有扬水曝气装置，用于河道水体曝气充氧，促进好氧微生物的生长繁殖；还可以在河道的一端通过回流水泵将部分水体通过回流水管输送到河道的另一端，形成循环流动。与现有技术相比，本发明专利技术在河道水体中构建了具有水生植物、微生物同步生长的环境，并形成水体的流动，这些措施均能够有效地提高水体的自净化能力，有助于河道良性水生态系统的形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，属于低污染水体生态处理

技术介绍
随着城市化进程的加快，城市生活污染大量增加，对城市水环境保护带来巨大挑战。特别是在江南平原河网闸控水体地区，城市断头河和盲肠河道因河水长期滞留普遍存在着水体富营养化严重、水质较差的问题，严重影响了城市整体水环境。如何改善城市断头河和盲肠河道水质一直是人们关注的焦点。现有的河道修复技术往往是在河道中种植水生植物，拟通过植物的生长来去除氮磷等污染物，但是工程实践证明单纯依靠植物的生长很难获得较高的污染物去除效率；如果采用强化型旁路净化技术来维持河道水质，则需要较大的处理量和较短的循环周期，这样旁路净化系统的建设规模和投资都会较大，运行成本也高，而且河道原位的生态自净效能没有得到很好的利用和发挥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有河道(尤其是断头河)水体净化技术的不足，提供一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，改善河道(尤其是断头河)水体的水质和景观效应。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，在河道内建立复合型生态浮岛，在浮岛上面种植多年生水生植物，利用植物根系净化水质、向水体中输送氧气，在浮岛下面悬挂弹性生物填料，弹性生物填料提供土著微生物的附着生长空间。所述的复合型生态浮岛由浮岛单元组件拼接而成，在浮岛单元组件的上方设有定植篮，用于水生植物种植，在浮岛单元组件的下方，固定养殖塑料网，利用养殖塑料网上的网线连接生物弹性填料，在生物弹性填料的下端，用连接管将生物弹性填料连接起来。所述的复合型生态浮岛的水体覆盖度为水体面积的20％～30％。所述的水生植物以挺水植物和浮叶植物为主，包括西伯利亚鸢尾、菖蒲、美人蕉或花叶芦竹。在所述的连接管上连接配重石块，以防止弹性生物填料比重轻而造成装置整体上浮。优选地，本专利技术净化方法，除建立复合型生态浮岛外，在河道内还设置有扬水曝气装置，沿河道长度方向，间隔400-600米安装一个扬水曝气装置，用于河道水体曝气充氧，促进好氧微生物的生长繁殖。进一步优选地，本专利技术净化方法，除建立复合型生态浮岛以及设置扬水曝气装置外，还在河道的一端通过回流水泵将部分水体通过回流水管输送到河道的另一端，形成循环流动，每天循环水量为河道水体容积的1/10～1/7。此外，在河道水体透明度改善至0.7m左右时，开始在河道中适量恢复沉水植物(菹草、黑藻、苦草，恢复面积约占河道面积的10％)，并放养螺蛳、河蚌等水生生物，逐渐恢复良性的河道水生态系统。本专利技术净化方法可以适用于多种河道形式，尤其适用于断头河。本专利技术充分利用河道系统中的土著微生物以及水生植物的净化效能，发挥生物和生态技术各自的优势，在河道原位净化中，利用浮岛装置加以改造，在浮岛上面种植多年生水生植物，利用植物发达的根系净化水质、向水体中输送氧气；在浮岛下面悬挂弹性生物填料，将河道底泥中的部分土著微生物迁移到生物填料上，这样河道净化空间从单纯的水土界面可以增加到河道的过水断面上，净化容积能够得到有效的提高；另外，在河道的尾端设置潜水泵，将一定体积的水体提升回流至河道的另外一端，形成循环流动，改善河道的流态和传质效果，从而提高河道水体的自净能力，有效地发挥微生物和水生植物的协同净化作用。与现有技术相比，本专利技术在河道水体中构建了具有水生植物、微生物同步生长的环境，并形成水体的流动，这些措施均能够有效地提高水体的自净化能力，有助于河道良性水生态系统的形成。附图说明图1为河道、浮岛、扬水曝气装置的布置结构示意图；图2为复合型生态浮岛的结构平面示意图；图3为复合型生态浮岛的结构剖面示意图；图中，1为断头河、2为回流水泵、3为回流水管、4为复合型生态浮岛、5为扬水式曝气机、6为浮岛单元组件、7为定植篮、8为连接孔、9为弹性生物填料、10为养殖塑料网、11为水生植物、12为连接管、13为配重石块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例有效改善断头河水质的原位生态净化方法，如图1所示，在断头河1内建立复合型生态浮岛4，在浮岛上面种植多年生水生植物11，利用植物根系净化水质、向水体中输送氧气，在浮岛下面悬挂弹性生物填料，弹性生物填料提供土著微生物的附着生长空间。此外，沿河道长度方向，间隔400-600米安装一个扬水式曝气机6，用于河道水体曝气充氧，促进好氧微生物的生长繁殖。还在河道的一端通过回流水泵2将部分水体通过回流水管3输送到河道的另一端，形成循环流动，每天循环水量为河道水体容积的1/10～1/7。其中，复合型生态浮岛4，结构如图2、图3所示，由浮岛单元组件6拼接而成，浮岛单元组件6尺寸为300×300×60mm，形状为正方形，在浮岛单元组件6中心为植物定植篮7，用于水生植物11种植，在浮岛单元组件6四边均设置一个连接孔8，用于将浮岛单元组件6连接组合成所需的浮岛尺寸。在复合型生态浮岛4的下面，固定养殖塑料网10，利用养殖塑料网10上的网线连接弹性生物填料9，在弹性生物填料9的下端，用连接管12将弹性生物填料9连接起来，在每根连接管12上连接1个配重石块13，以防止弹性生物填料9比重轻而造成装置整体上浮。连接管12优选采用PVC管。以下为一个具体应用实施例。实验地点为长度为0.8km，平均宽度为10m，平均水深1.2m的某城市河道，河道主要污染物是COD、氨氮、硝酸盐氮、总磷。测定进水中COD含量40～60mg/L，氨氮含量2～6mg/L，硝酸盐氮含量为1～2mg/L，总磷含量0.3～0.5mg/L，透明度0.3～0.5m。根据河道的长度、宽度、平均水深等因素，试验确定采用2台扬水式曝气机，功率为1.5kW，安装间距为500m。在河道中两侧共安装1600m2的复合型生态浮岛，每侧浮岛的宽度为1m，长度为沿河敷设，浮岛上面定植篮里种植西伯利亚鸢尾、菖蒲、美人蕉、花叶芦竹，植物数量平均分配；浮岛下面悬挂弹性生物填料，生物填料长度为1m。在河道的尾端建设了一个回流系统，通过潜水泵每天回流河道水量约1500m3，河道水量循环周期约为7天。回流水管采用直径为DN150的PVC管道。系统建成后稳定三个月后，监测河道水质，COD含量下降至22～35mg/L，硝酸盐含量1.2～2.5mg/L，氨氮含量0.2～0.5mg/L，总磷含量0.12～0.25mg/L，透明度...

【技术保护点】
一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，其特征在于，在河道内建立复合型生态浮岛，在浮岛上面种植多年生水生植物，利用植物根系净化水质、向水体中输送氧气，在浮岛下面悬挂弹性生物填料，弹性生物填料提供土著微生物的附着生长空间。

【技术特征摘要】
1.一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，其特征在于，在河道内建立
复合型生态浮岛，在浮岛上面种植多年生水生植物，利用植物根系净化水质、向水
体中输送氧气，在浮岛下面悬挂弹性生物填料，弹性生物填料提供土著微生物的附
着生长空间。
2.根据权利要求1所述的一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，其特
征在于，所述的复合型生态浮岛由浮岛单元组件拼接而成，在浮岛单元组件的上方
设有定植篮，用于水生植物种植，在浮岛单元组件的下方，固定养殖塑料网，利用
养殖塑料网上的网线连接生物弹性填料，在生物弹性填料的下端，用连接管将生物
弹性填料连接起来。
3.根据权利要求2所述的一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，其特
征在于，所述的复合型生态浮岛的水体覆盖度为水体面积的20％～30％。
4.根据权利要求2所述的一种有效改善河道水质的原位生态净化方法，其特
征在于，所述的水生植物以挺水植物和浮叶植物为主，包括西伯利亚鸢尾、菖蒲、
美人...

【专利技术属性】
技术研发人员：何圣兵，戴谨微，费翔，黄荣振，周伟丽，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31