本发明专利技术公开了一种净化富营养化水体的潜没式生态床及其应用，属于水环境污染治理技术领域。潜没式生态床主要由沉水植物床、微生物床、浮力调节装置、锚定装置组成；潜没式生态床上层为沉水植物，下层为微生物；下层的微生物床可撤卸，随时增加微生物的量，潜没式生态床具有浮力调节装置，可调节潜没深度；潜没式生态床可通过底部锚定装置和各床体组合；底部微孔曝气装置可以微孔曝气。潜没式生态床上层的沉水植物通过光合作用产生氧气，使根部附近产生厌氧－好氧微环境，有利于微生物将水体氮素转化为Ｎ２Ｏ、Ｎ２等气体逸出降低水体氮的含量，另外沉水植物的生长可以吸收水体中大量氮磷，利用二者的互利共生关系在湖泊水体修复中具有重大意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及湖泊水环境污染治理技术，更具体的说，是一种净化富营养化水体的潜没式生态床及在湖泊水环境污染防治中的应用。
技术介绍
随着我国经济的快速发展与城乡建设的加快，湖泊水环境的污染问题日趋严 重，主要表现为水面积锐减、湖泊富营养化加剧、湖泊生态系统受损、湖泊淤塞严重， 其原因主要有沿湖地区工业污水、生活污水、农业面源排放对湖泊水体的污染；湖泊 围网养殖，破坏了湖泊水生态系统，投放的饵料使湖泊的富营养化加速；环湖流域大气 污染干湿沉降导致对湖泊水环境的影响。 湖泊富营养化导致湖泊自净能力下降，表现为湖体溶解氧下降、透明度降低， 造成沉水植物、浮游生物、底栖生物死亡，生物多样性降低，浮游藻类取代水生植物成 为优势种，进而造成蓝藻水华频发，湖泊水生态系统演替为以藻类为主体的藻型生态系 统，藻类水华污染饮用水源地水质，危及城乡居民的身体健康。因此，湖泊富营养化和 蓝藻水华暴发是制约社会经济可持续发展的限制因素之一。 目前，湖泊水环境治理主要分为沿湖工业点源污染治理、城镇生活污水处理、 农业面源污染控制、湖泊水体富营养化治理等几个部分。湖泊水体的富营养化治理目 前主要采用营养盐控制、生物调控、水生高等植物修复、物理生态工程技术、固定化微 生物技术等。经典的营养盐控制技术主要采用以截污为代表的外源污染控制和清淤挖 泥为代表的内源污染控制(清淤挖泥，专利申请号200720050249.9， 一种新型多功能清 淤车；化学方法，专利申请号200710132808.5， 一种除藻净水剂及其制备方法；机械方 法，200610130099.2， 一种全自动除藻装置)等方法，生物调控技术多采用鱼类进行(谢 平，围隔中不同密度鲢对浮游植物的影响，华中农业大学学报，2006.03;专利申请号 200710031679.0， 一种虾-鱼-贝-藻多元养殖及其水质生物调控系统)，水生高等植物 修复技术多采用水生植物进行修复，包括挺水植物、漂浮植物、沉水植物等(专利申请 号03139848.0， 一种富营养化水体的植物修复方法)，物理生态工程技术主要采用软围隔 结合局部水体水生植物修复与水质改善(濮培民，净化湖泊饮用水源的物理-生态工程 试验研究，湖泊科学，1997.02)，固定化微生物技术利用载体上富集的微生物去除污染物 (专利申请号200510038832.3，高效氮循环细菌人工筛选及在水生态修复和水处理中的应 用)。 在水生高等植物修复技术中主要采用漂浮植物、挺水植物、及沉水植物等当地 土著物种，通过植物自身的生长代谢大量吸收氮、磷等水体中的营养物质、吸附悬浮颗 粒物、抑制低等藻类生长、富集重金属(专利申请号200410066162.1， 一种水生植物治理 含铬废水的方法)等。 现有的生态浮床植物浮在水面上生长，只适合于挺水植物和漂浮植物，对沉水 植物不适用，也无法发挥水生微生物与水生植物互利共生转化水体营养盐的作用。由于目前我国大中型浅水湖泊水体的透明度不高，当水深达到一定深度后，沉水植物由于光 照的减弱而难以正常生长，甚至会死亡，从而造成水体水质进一步恶化。因此，迫切需 要开发具有沉水植物-微生物共同作用的生态床。最新研究表明，采用可升降浮床(专利 申请号200810124131.5，可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法)可以有效净化富营 养化水体水质，可升降浮床主要由床体、浮力调控系统、固定系统、深度调节系统、以 及植物及其生长基质五部分组成，其主要用于低透明度及大风浪水域的沉水植被恢复。 国内外研究工作者已对湖泊水体富营养化治理进行了较为广泛的研究，研发了一系列技 术，但到目前为止，有关采用潜没式生态床技术根据透明度及水质参数进行水深调整， 利用沉水植物-水生微生物体系在富营养化水体中发挥沉水植物吸收水体营养盐-微生物 厌氧加强反硝化过程进行脱氮进而转化-去除水体营养盐的装置尚未有开发，因此，开发 此类工程装置对富营养化湖泊水体的治理具有积极意义。
技术实现思路
1.需要解决的技术问题 针对愈加严重的湖泊富营养化问题，本专利技术提供了一种净化富营养化水体的潜 没式生态床及其应用，能够供沉水植物生长、土著水生微生物繁殖，并产生互利共生效 应，加强沉水植物-微生物吸收、转化水体营养盐效果，加速湖泊水体中有机物分解和水 体氮营养盐去除。当水体水质恶化严重时，采用潜没式生态床底部微孔曝气装置进行曝 气，可以强化净化目标水体(河、湖、水库)水质。 2.技术方案 本专利技术的原理 潜没式生态床根据所种植水生植物种类调节水深，适合挺水植物、漂浮植物、 沉水植物生长，为水生植物与水中微生物在水体有氧-缺氧条件下的生长提供条件，又可 以根据河、湖、水库水体透明度条件调节床体深度。潜没式生态床上沉水植物大量吸收 水中氮磷及有机物，转化为自身生物量，通过收获植物可达到去除水中污染物的目的， 此外，沉水植物光合作用产生的氧气营造出根系周围的厌氧-好氧微环境，有利于微生物 通过硝化-反硝化将N以铵态氮、N20等中间气体和N2形式逸出水体。 技术方案 —种净化富营养化水体的潜没式生态床，包括浮力调节装置、锚定装置，其还 包括沉水植物床、微生物床，其中潜没式生态床上部为沉水植物床，下部为微生物床， 潜没式生态床顶部为浮力调节装置，底部为锚定装置。 微生物床下部安装微孔曝气管。微生物床底部为3 5排微孔曝气管，管上密布 0.2 0.9mm的微孔， 一端被封死，另一端留有螺母纹可与岸边微孔曝气装置自由连接。 沉水植物床与微生物床的高度比介于1 10，其中沉水植物床为单层结构，微 生物床根据潜没式生态床大小设有多个可撤卸式箱体。沉水植物床顶部为可抽拉式多孔 顶盖，防止沉水植物在风浪较大水域飘走，顶盖上分布孔径5 8cm的圆孔，沉水植物床 底部即为微生物床顶部，分布孔径l 3cm的圆孔，床体四周分布孔径l 3cm的圆孔， 使沉水植物床内水体与潜没式生态床周边水体自由交换，从而达到净化水质的目的。 浮力控制潜没式生态床上部用尼龙绳拴若干个浮球(数量根据潜没式生态床的重量确定)，当需要使潜没式生态床下沉时，减少浮球个数，相反，增加浮球个数，可使 潜没式生态床上浮，具体使用时，根据水深及水体透明度调节浮力大小，另外浮球的颜 色各不相同，便于识别潜没式生态床位置； 微生物床微生物床设有多个可抽拉式箱体，内部放置载体，载体上负载土著 氮循环细菌(包括氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、及反硝化细菌)，当需要换置载体 时，先调节浮力调节装置，使潜没式生态床浮出水面，然后拉开微生物床，放入载体。 微生物床六个面密布孔径1 3cm的圆孔，使微生物能向周围水体扩散； 锚定控制通过尼龙绳拴在潜没式生态床底部四角的锚固定潜没式生态床，在 水体中锚被放入底泥中以固定潜没式生态床，以免床体随水流移动，锚的材料主要有铁 和水泥两种，可根据风浪大小决定使用锚的重量，根据水深决定尼龙绳长度； 潜没式生态床安装步骤如下 (l)通过现场取样分析，得出水深、透明度以及氮磷等化学指标； (2)根据水质情况及工程实施区域风浪大小确定潜没式生态床尺寸、材质、微生物投放量、锚定装置(e;)重量以及浮球数量； (3)将沉水植物放入沉水植物床(3)中，然后将微生物放入微生物床(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种净化富营养化水体的潜没式生态床，包括浮力调节装置（２）、锚定装置（６），其特征在于还包括沉水植物床（３）、微生物床（４），其中潜没式生态床上部为沉水植物床（３），下部为微生物床（４），潜没式生态床顶部为浮力调节装置（２），底部为锚定装置（６）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李正魁，陈祈春，王月明，吴凯，石鲁娜，冯露露，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[]
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