[发明专利]水培植物与滤水坝相结合的富营养化水体异位修复系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种适用于城镇河道富营养化水体的修复系统，具体的说是水培植物与滤水坝相结合的富营养化水体异位修复系统。

背景技术

城镇河道水系是城镇的一道重要生态景观，对改善城镇生态环境和居民生活质量有重要的意义，而河道水系的水质将是影响其效果的关键。城镇河道由于临近居民生活区，或者绕城而过、或者穿城而过，其水质长期受居民的干扰而恶化的情况在我国各地的大小城市是非常普遍的现象。在南方的一些城市，如无锡、苏州、常州等河网密度的城市，其城市河道由于长期遭受污染，水质已经恶化到无以复加的地步，甚至在夏季发出恶臭。治理城市河道成为这些地区的环境重点工程。而在北方城市，如洛阳，这种情况也普遍存在。

围绕城镇河道治理，国内外已经开展了大量的研究，目前已经证明有一定效果的措施主要有：（1）清淤，挖除河道底泥，减轻河道内源污染；（2）引水稀释，主要是引临近大河的水以稀释城市河道，并驱动城市河道的流动；（3）水生植被恢复，在条件合适的区段，采用生态恢复工程，对水生植被进行恢复，以修复城市河道自身的净化机制；（4）异位修复，引城市河道的被污染水进入生态修复系统进行修复，而后重新补充到河道，以降低河道水体中污染物浓度。对于以上这几类技术，前两类主要依赖大型工程，对河道系统本身的生态破坏比较严重，而对水质动态的控制能力并不强，投入大，效果往往不佳。国内不少单位曾开展水生植被恢复，或者引入外源植被对水体进行修复的技术研究，如人工浮床技术，这类技术多用于湖泊，对于河道效果如何，能否长期稳定地，高效低耗地运行，缺乏强有力的数据支撑。异位修复技术在河道水体中的修复效果也曾有不少研究，其中以东南大学所开展的利用经济作物水培控制和修复污水河道水质的研究最引人关注。他们利用水芹菜、空心菜等适宜水培的作物，设计了一套以植物根系过滤为主要特点的生态修复技术，并建立了中试规模的异位修复试验场，应用在南方城市宜兴市的污染河道水质异位修复工程中，对降低水体营养盐浓度、水体透明度等方面起到了一定的效果。

城市富营养化污染水体的一个基本特点是，水中营养盐虽然对于水生浮游植物而言浓度高，但是对于适应于陆生环境的植物而言，其浓度是低的，而且，相当部分的营养盐是以吸附在水中悬浮颗粒上的形态存在的，也有相当部分以有机颗粒的形态存在，陆生植物往往难于吸收利用。同时城市河道还有耗氧量大，透明度低的特点。这些特点并不利于各种经济作物的生长，尤其如空心菜这类适应陆生环境的植物。而这些植物往往缺乏如水葫芦、水浮莲等水生漂浮植物的发达根系，和强有力的对水中悬浮物质吸附和转化的能力。单纯利用植物根系作为过滤网以过滤水中污染物质，收效往往不高，原因也在这里。因此，要成功利用各类经济作物实现水质控制与修复，如何提高有效的水中悬浮物质的富集机制是关键。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供水培植物与滤水坝相结合的富营养化水体异位修复系统，系统结构简单，运行管理成本低，对高度污染的城市河道水质净化效果好。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：水培植物与滤水坝相结合的富营养化水体异位修复系统，由进水引水系统、跌水台、粗砂-水芹复合生态滤水坝、细沙-粉煤灰-黑麦草复合生态滤水坝、细沙-狗牙根滤水坝和出水引水系统构成，所述的进水引水系统由提水机和布水渠构成，提水机的出水端设置在布水渠内，布水渠的排水端一侧依次设有跌水台、粗砂-水芹复合生态滤水坝、细沙-粉煤灰-黑麦草复合生态滤水坝、细沙-狗牙根滤水坝和出水引水系统，跌水台高度为0.5—2m，布水渠排水端流出的水从跌水台下落后依次经过粗砂-水芹复合生态滤水坝、细沙-粉煤灰-黑麦草复合生态滤水坝和细沙-狗牙根滤水坝流至出水引水系统，水面高度不超过粗砂-水芹复合生态滤水坝、细沙-粉煤灰-黑麦草复合生态滤水坝和细沙-狗牙根滤水坝的坝体顶面；；

所述的粗砂-水芹复合生态滤水坝，坝体由粒径为5—10㎜的粗河砂构成，其横切面为梯形，在坝体上端面种植有水芹菜； 

所述的细沙-粉煤灰-黑麦草复合生态滤水坝，坝体横切面为梯形，坝体由细河砂、粉煤灰混合构成，细河沙和粉煤灰的体积比为2:1，其中细河砂粒径为0.5-1.5 mm，粉煤灰的粒径125 μm-2 mm，在坝体上端面种植有黑麦草；

所述的细沙-狗牙根滤水坝，坝体由粒径为0.25-1 mm的细河砂构成，坝体横切面为梯形，在坝体上端面种植有狗牙根，细沙-狗牙根滤水坝的排水口与出水引水系统的进水口相连通。

所述的粗砂-水芹复合生态滤水坝与跌水台的水平间距为50—80 cm。