人工强化生态床水体修复方法技术

人工强化生态床水体修复方法，本发明专利技术涉及水体修复方法。本发明专利技术要解决现有修复方法使用的材料生物相容性差，系统内微生物附着量有限，处理污染物吸附效率低，占地大、植物收割难和堵塞的问题。方法：在受污染天然水体区域的缓流区构建强化型生态床，强化型生态床由基质材料、填充材料及植物构成；或将基质材料与填充材料均匀混合，然后将基质材料与填充材料的混合物投加至受污染天然水体区域的缓流区，或将基质材料与填充材料交替分层铺设于受污染天然水体区域的缓流区，然后种植植物。本发明专利技术用于人工强化生态床水体修复方法。

Artificial reinforcement of ecological bed water restoration method

The artificial strengthening ecological bed water restoration method, the present invention relates to the water restoration method. The invention solves the problems of poor biocompatibility, limited microbial attachment, low pollutant adsorption efficiency, large land occupation, difficult harvesting and clogging of plants. Methods: in polluted natural water area of flow area construction of enhanced ecological bed, enhanced ecological bed is composed of matrix materials, filling materials and plant composition; or the matrix material and filling material mixed evenly, then the matrix material and the mixture of the filling material is put into the polluted natural water area of flow area, or the matrix material and filling material alternately layered laid on the polluted natural water area of flow area, and then planting plants. The invention is used for artificial reinforcement of ecological bed water restoration.

【技术实现步骤摘要】
人工强化生态床水体修复方法
本专利技术涉及水体修复方法。
技术介绍
人工湿地是起源于20世纪70年代后期模拟自然的生态系统技术，主要依靠微生物和植物的生物化学作用去除污染物，传统的人工湿地通常就地取材，利用土壤、砂、砾石作为基质，但其吸附能力较差，传输氧气的能力及附着微生物的能力均有限，污染物主要通过过滤、沉淀和植物的吸收作用去除，因此处理不佳。传统的强化方法是采用粉煤灰、沸石、钢渣等材料按一定比例混合代替传统的人工湿地基质，强化其处理效果，相比于传统的土壤、砾石其孔隙率及比表面积较大，提升了对污染物的吸附能力，吸附饱和后通过植物的吸收作用和微生物的氧化分解使得吸附剂达到自然再生，延长了基质的使用年限，然而这种材料生物相容性往往较差，系统内微生物附着量有限，主要依靠植物的吸收作用和基质的吸附作用去除污染物，这就决定了其存在着处理污染物效率低(TOC去除率仅为60％～70％，总氮去除率仅为40％～60％，总磷的去除率仅为40％～60％)，占地大、植物收割难和堵塞的问题。综上所述，充分发挥人工湿地内部微生物的作用是解决上述问题的关键所在。
技术实现思路
本专利技术要解决现有修复方法使用的材料生物相容性差，系统内微生物附着量有限，处理污染物吸附效率低，占地大、植物收割难和堵塞的问题，而提供人工强化生态床水体修复方法。人工强化生态床水体修复方法是按照以下步骤进行的：一、选取受污染天然水体区域；二、在受污染天然水体区域的缓流区构建强化型生态床，所述的强化型生态床由基质材料、填充材料及植物构成，首先将基质材料与填充材料经滚筒式搅拌机均匀混合，得到基质材料与填充材料的混合物，然后将基质材料与填充材料的混合物投加至受污染天然水体区域的缓流区，再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物上，或再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物及受污染天然水体区域周围的土壤上，即完成人工强化生态床水体修复方法；所述的基质材料为生物基材料、碳材料、无机硅酸盐材料、砾石、沸石、火山岩、陶粒、粉煤灰、鹅卵石、石英砂、麦饭石、粗砂和细砂颗粒中的一种或其中几种的混合物；所述的基质材料粒径为2cm～15cm；所述的填充材料为碳纤维材料、玄武岩纤维材料、聚丙烯纤维材料、光纤材料、树脂材料、有机合成高分子材料、涤纶材料、尼龙材料、维尼纶材料、棉花纤维材料、改性纤维材料、赤铁矿和磁铁矿中的一种或其中几种的混合物；所述的填充材料最小长度为1cm；所述的填充材料占基质材料与填充材料的混合物质量的0.2％～2.0％；所述的植物为挺水类植物或沉水类植物。人工强化生态床水体修复方法是按照以下步骤进行的：一、选取受污染天然水体区域；二、在受污染天然水体区域的缓流区构建强化型生态床，所述的强化型生态床由基质材料、填充材料及植物构成，首先将基质材料与填充材料交替分层铺设于受污染天然水体区域的缓流区，且基质材料和填充材料铺设的总层数最少为2层，每层最小层高为1cm，铺设后的体系最上层为基质材料，然后将植物种植在基质材料上，即完成人工强化生态床水体修复方法；所述的基质材料为生物基材料、碳材料、无机硅酸盐材料、砾石、沸石、火山岩、陶粒、粉煤灰、鹅卵石、石英砂、麦饭石、粗砂和细砂颗粒中的一种或其中几种的混合物；所述的基质材料粒径为2cm～15cm；所述的填充材料为碳纤维材料、玄武岩纤维材料、聚丙烯纤维材料、光纤材料、树脂材料、有机合成高分子材料、涤纶材料、尼龙材料、维尼纶材料、棉花纤维材料、改性纤维材料、赤铁矿和磁铁矿中的一种或其中几种的混合物；所述的填充材料最小长度为1cm；所述的填充材料占基质材料与填充材料的混合物质量的0.2％～2.0％；所述的植物为挺水类植物或沉水类植物。本专利技术的有益效果是：1、基质材料为植物和微生物的生长提供载体，利于植物根系的伸展，通过吸附、氧化、生物转化等作用去除有机物、氮、磷等污染物质。粒径由大到小按要求排列可利于防锈铁丝网固定生态床，防止小粒径基质材料和填充材料随水流冲走，同时亦起到均匀布水的作用。2、填充材料由于比表面积大、生物相容性良好，其吸附能力较强、挂膜速度较快，可以增加生态床系统内微生物的生物量，强化生物转化，高效降解污染物，有效减少生态床堵塞的现象。3、植物种植在基质材料上，可有效吸收氮磷等污染物质，并通过根系泌氧为系统内微生物提供自上而下，由高到低的溶氧梯度，丰富微生物种群结构，进而强化微生物对污染物的去除效果。4、人工强化生态床系统出水的TOC去除率可达到88％以上，总氮去除率可达到84％以上，总磷的去除率可达到62％以上，出水TOC、TN和TP均可达到地表Ⅳ类水标准，且该系统不局限于传统人工湿地大面积铺设，可根据实际情况灵活调整构型。本专利技术用于人工强化生态床水体修复方法。附图说明图1为实施例一在河道的缓流区构建强化型生态床的示意图；图2为图1沿A-A方向的剖视图；1为美人蕉，2为防锈铁丝网，3为玄武岩纤维丝，4为砾石，5为火山岩；图3为对比空白实验构建的砾石系统反应器，1为砾石，2为底泥；图4为实施例一构建的人工强化生态床的小试反应器，1为美人蕉，2为玄武岩纤维丝，3为火山岩，4为底泥；图5为实施例一系统运行稳定后出水的TOC去除效果图；1为进水，2为对比空白实验构建的砾石系统反应器，3为实施例一构建的人工强化生态床的小试反应器；图6为实施例一系统运行稳定后出水的TN去除效果图；1为进水，2为对比空白实验构建的砾石系统反应器，3为实施例一构建的人工强化生态床的小试反应器；图7为实施例一系统运行稳定后出水的TP去除效果图；1为进水，2为对比空白实验构建的砾石系统反应器，3为实施例一构建的人工强化生态床的小试反应器；图8为实施例二小型人工湖的缓流区构建强化型生态床的示意图；1为进水口，2为出水口；图9为图8沿A-A方向的剖视图；1为黑藻，2为砾石，3为碳纤维丝；图10为实施例二构建的人工强化生态床的小试反应器，1为黑藻，2为砾石，3为碳纤维丝，4为底泥；图11为实施例二系统运行稳定后出水的TOC去除效果；1为进水，2为对比空白实验构建的砾石系统反应器，3为实施例二构建的人工强化生态床的小试反应器；图12为实施例二系统运行稳定后出水的TN去除效果；1为进水，2为对比空白实验构建的砾石系统反应器，3为实施例二构建的人工强化生态床的小试反应器；图13为实施例二系统运行稳定后出水的TP去除效果；1为进水，2为对比空白实验构建的砾石系统反应器，3为实施例二构建的人工强化生态床的小试反应器。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式所述的人工强化生态床水体修复方法是按照以下步骤进行的：一、选取受污染天然水体区域；二、在受污染天然水体区域的缓流区构建强化型生态床，所述的强化型生态床由基质材料、填充材料及植物构成，首先将基质材料与填充材料经滚筒式搅拌机均匀混合，得到基质材料与填充材料的混合物，然后将基质材料与填充材料的混合物投加至受污染天然水体区域的缓流区，再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物上，或再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物及受污染天然水体区域周围的土壤上，即完成人工强化生态床水体修复方法；所述的基质材料为生物基材料、碳材料、无机硅酸盐材料、砾石、沸石、火山岩、陶粒、粉煤灰、鹅卵石、石英砂、麦饭石、粗砂和细砂颗粒中的一种或其中几本文档来自技高网...

【技术保护点】
人工强化生态床水体修复方法，其特征在于人工强化生态床水体修复方法是按照以下步骤进行的：一、选取受污染天然水体区域；二、在受污染天然水体区域的缓流区构建强化型生态床，所述的强化型生态床由基质材料、填充材料及植物构成，首先将基质材料与填充材料经滚筒式搅拌机均匀混合，得到基质材料与填充材料的混合物，然后将基质材料与填充材料的混合物投加至受污染天然水体区域的缓流区，再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物上，或再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物及受污染天然水体区域周围的土壤上，即完成人工强化生态床水体修复方法；所述的基质材料为生物基材料、碳材料、无机硅酸盐材料、砾石、沸石、火山岩、陶粒、粉煤灰、鹅卵石、石英砂、麦饭石、粗砂和细砂颗粒中的一种或其中几种的混合物；所述的基质材料粒径为2cm～15cm；所述的填充材料为碳纤维材料、玄武岩纤维材料、聚丙烯纤维材料、光纤材料、树脂材料、有机合成高分子材料、涤纶材料、尼龙材料、维尼纶材料、棉花纤维材料、改性纤维材料、赤铁矿和磁铁矿中的一种或其中几种的混合物；所述的填充材料最小长度为1cm；所述的填充材料占基质材料与填充材料的混合物质量的0.2％～2.0％；所述的植物为挺水类植物或沉水类植物。...

【技术特征摘要】
1.人工强化生态床水体修复方法，其特征在于人工强化生态床水体修复方法是按照以下步骤进行的：一、选取受污染天然水体区域；二、在受污染天然水体区域的缓流区构建强化型生态床，所述的强化型生态床由基质材料、填充材料及植物构成，首先将基质材料与填充材料经滚筒式搅拌机均匀混合，得到基质材料与填充材料的混合物，然后将基质材料与填充材料的混合物投加至受污染天然水体区域的缓流区，再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物上，或再将植物种植在基质材料与填充材料的混合物及受污染天然水体区域周围的土壤上，即完成人工强化生态床水体修复方法；所述的基质材料为生物基材料、碳材料、无机硅酸盐材料、砾石、沸石、火山岩、陶粒、粉煤灰、鹅卵石、石英砂、麦饭石、粗砂和细砂颗粒中的一种或其中几种的混合物；所述的基质材料粒径为2cm～15cm；所述的填充材料为碳纤维材料、玄武岩纤维材料、聚丙烯纤维材料、光纤材料、树脂材料、有机合成高分子材料、涤纶材料、尼龙材料、维尼纶材料、棉花纤维材料、改性纤维材料、赤铁矿和磁铁矿中的一种或其中几种的混合物；所述的填充材料最小长度为1cm；所述的填充材料占基质材料与填充材料的混合物质量的0.2％～2.0％；所述的植物为挺水类植物或沉水类植物。2.根据权利要求1所述的人工强化生态床水体修复方法，其特征在于步骤二中所述的植物为美人蕉、菖蒲、旱伞竹、芦苇、香蒲、水葱、灯芯草、再力花、千屈菜、黑藻、苦草、竹叶眼子菜和狐尾藻中的一种或其中几种的组合。3.根据权利要求1所述的人工强化生态床水体修复方法，其特征在于步骤二中当受污染天然水体区域的缓流区周围没有固定物的情况下，需要在强化型生态床周围用铁丝网固定。4.根据权利要求1所述的人工强化生态床水体修复方法，其特征在于步骤二中当受污染天然水体区域的缓流区周围没有固定物的情况下，需要在强化型生态床周围采用粒径为8cm～15cm的砾石堆积成砾石墙进行固定。5.根据权利要求1所述的人工强化生态床水体修复方法，其特征在于步骤二中所述的填充材料占基质材料与填充材料的混合物质量的0.4％...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玉杰，邱叶，田言，李鹤男，何伟华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23