用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块制造技术

本实用新型专利技术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；本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
用于水体黑臭治理及水质提升的生态水平方模块
本技术涉及生态环境工程
，以及自然及人工河道、湖泊的生态重建与恢复
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对上述问题，本技术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，本技术是这样实现的：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，本技术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，YudiantoD，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，本技术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，本技术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，本技术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。本技术提供的由沉水植物、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。本技术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为本技术无光源块状结构生态水平方示意图；图2为本技术设置光源块状结构生态水平方示意图；图3为本技术无光源带状结构生态水平方示意图；图4为本技术设置光源带状结构生态水平方示意图；图5为本技术生态水平方销固定示意图；图6为本技术悬挂带状结构生态水平方示意图；图7为本技术悬挂带状结构生态水平方示意图；图8为本技术悬挂立体结构生态水平方示意图；图9为本技术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，YudiantoD，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”与本申请技术人“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内种植沉水本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢悦波，姚竣耀，刘才群，罗昆，
申请(专利权)人：姚竣耀，
类型：新型
国别省市：江苏,32