[发明专利]一种缓流低有机营养盐富营养化水体的原位立体生态修复系统及其修复方法

说明书

本发明公开了一种缓流低有机营养盐富营养化水体的原位立体生态修复系统及其修复方法，所述立体生态修复系统是由若干立体生态修复单元构成，每个立体生态修复单元包括浮板、固定板、填料浮框和填料沉框，所述浮板漂浮在水面上，固定板低于水面8‑12cm，填料浮框位于水下可见水层内，填料沉框位于水体底泥上方；在水岸边设有填料浮框和填料沉框控制组件，所述控制组件通过固定安装在水岸边的卷筒组件牵出的控制绳索，依次通过固定在岸边的固定滑轮组，和固定板底部中心的动滑轮组，控制填料浮框或填料沉框在水中的高度；本发明修复系统及修复方法在修复期间对水体景观影响小，水体修复见效快，无需投加药剂，无生态风险，运行成本低。

技术领域

本发明涉及水污染生态修复技术领域，具体涉及一种缓流低有机营养盐富营养化水体的原位立体生态修复系统及其修复方法。

背景技术

缓流水体如湖泊、水库等对污染物的稀释、扩散能力较弱，易在局部形成污染，出现富营养化的现象，许多水体调查资料表明，低有机营养盐化水体主要表现为水体中氮含量高，藻类异常繁殖，水体透明度下降，缓流水体中的BOD₅ / TKN≤3。

目前，湖库区富营养化的防治措施有很多，底泥疏浚、深层曝气等物理方法工程量较大、经济成本过高，实际应用较困难。投加化学试剂将水中的氮、磷等营养元素形成沉淀，试剂用量不好控制，容易残留造成二次污染。利用生态系统食物链摄取原理和生物相生相克关系来控制或抑制藻类水华，运行管理简单，没有二次污染等生态风险，生物方法应用主要有生态浮岛控藻、滤食性鱼类控藻等技术。但是生态浮岛用于低有机营养盐的大水体时，存在水力负荷高，影响处理效果；水体有机物营养盐含量低，不利于植物生长；植物生长受温度影响较大，低温下处理效率低等问题。利用鱼类等浮游动物控藻时，很难控制所有的藻类，且对于鱼类的种类和密度也难以控制，仅适用于小型的、封闭的浅水水体。

水体富营养化原位生态修复技术，技术关键是降低水体中的氮含量及消除底泥中内源污染物，减少藻类的营养来源。目前现有的治理方法主要是以“植物-微生物”，“植物-土壤”进行的联合生态修复，如：

中国发明专利“一种利用原生态植物系统修复湖泊水生态的方法”，申请号为CN201910338447.2的专利，是采用原生态植被护岸和湖泊立体植被系统，依靠植物根系吸收氮和磷。因植物种类及生长量受限于岸坡面积及地质、地貌、气候条件影响，该方法技术要求高。植物种植土壤表面腐植质较多，地表径流也会带入水体营养物质，降低净化效果。

中国发明专利“一种富营养湖泊生态修复方法”，申请号为CN201910133281.0的专利，主要采用生态浮床和沉水植物吸收水体中的氮和磷。因富营养化水体透明度低，非常不利于沉水植物生长，且水体中的植物需及时收割，否则植物残体会成为底泥腐殖质，造成二次污染。

中国发明专利“一种湖泊水生态修复方法”，申请号为CN201811253962.2 的专利，是采用光电修复杀菌，种植沉水植物，湖泊表面岸边设置生态浮床，放养杂食性鱼，形成生物链的方法。该技术增加的光电修复杀菌方法电力消耗成本高，放养鱼类难以控制。

王芳，张汇文，吴国华，等．生物质碳源组合型生态浮床系统脱氮效果研究［J］． 环境工程学报，2014，8(8):3099－3106．通过挺水植物与沉水植物，以及玉米芯与微生物基质的有效组合，建立同步硝化与反硝化反应的条件，并在厌氧环境下提供碳源，促进反硝化反应，改善水质。该装置比较复杂，操作困难，当水体透明度低或水深较大时，沉水植物因接受不到的充足光线而不能正常生长。植物残体及玉米芯的腐烂易产生二次污染等问题。

综上所述，现有的治理缓流水体低有机营养盐化污染的方法，均存在难以实际实施，或者装置复杂、设备费用较高等问题，已经成为行业内长期存在但难以解决的棘手问题，因此，研发一种新的缓流水体污染治理方法，对恢复缓流水体生态系统而言至关重要。

发明内容