[实用新型]一种沉水植物-人工水草复合净化系统

说明书

本实用新型公开了一种沉水植物‑人工水草复合净化系统，包括编织网、拉绳、美植袋；所述编织网长1‑2米，宽1‑2米，网孔直径10‑30cm；所述拉绳连接于编织网的四个边角处；若干所述美植袋通过绳索捆绑固定于编织网；所述美植袋包括人工水草美植袋和沉水植物美植袋；所述人工水草美植袋内部通过沸石颗粒固定有2‑4根人工水草；所述沉水植物美植袋内设有种植土，所述种植土种植有沉水植物；所述人工水草美植袋和沉水植物美植袋交错排列，均匀分布；设置美植袋种植沉水植物可以减少底泥中污染物对沉水植物幼苗生长的不利影响，提高沉水植物的成活率；沉水植物生长中会向水体中释放氧气，又促进了水中氨氮的降解和总氮的脱除，达到净化水质的效果。

技术领域

本实用新型涉及河道水质净化和污水处理技术领域，尤其涉及一种沉水植物-人工水草复合净化系统。

背景技术

由于人类活动的加剧，工业污水、城市生活污水和农业污水中的大量氮、磷和有机污染物等不断地进入自然水生态系统。这些污染物的不断积累会超出系统的承载能力，从而导致水体富营养化，严重威胁了污染水体附近的人群健康以及生态的稳定性和多样性，制约着社会经济的可持续发展。

氮在水生态系统中的迁移与转化是一个十分复杂的生物化学过程，涉及到系统中的沉积物、水生动植物和微生物等。其中沉积物在氮的转移过程中不仅起贮积库的作用，还可以与上覆水进行氮素的交换。动植物则可以通过吸收作用使无机氮转化为有机颗粒态氮。由动植物死亡分解而成的溶解性有机氮会通过矿化作用转化为NH₄⁺，再经微生物的作用实现无机氮间的相互转化，或使无机氮转化为气态氮从而从体系中去除。在水生态系统中微生物的驱动下，氮元素经一系列氧化-还原反应构成了氮循环过程，主要包括的反应有：硝化、反硝化、厌氧氨氧化及硝酸盐异化还原成铵(Dissimilatory Nitrate Reduction toAmmonia，DNRA)等。其中沉积物和动植物的吸收等作用只会改变生态系统中氮的形态，而微生物驱动的氮转化过程是氮从系统中去除的根本途径。

沉水植物在生长过程中需要吸收大量的氮，其中大部分为NH₄⁺，NO₂^-和NO₃^-。一些小分子含氮有机物如尿素、氨基酸等也可以被植物所吸收，但吸收量较少。沉水植物的根、茎、叶将吸收和富集的氮转化为生物量储存在生物体内，再通过人工收割的方式将植物所吸收的氮从系统中完全去除。这对减少河流生态系统，尤其是上覆水中的氮素负荷具有重要的意义。沉水植物不仅对氮具有吸收作用，还可通过减少风浪水流的动力扰动，从而抑制沉积物中氮素的再悬浮。由于水质恶化，受高氨氮等营养污染的胁迫作用引发了沉水植物的衰退，使得沉水植物的分布面积显著萎缩，甚至退化直至消失。受到严重污染的河水通常透明度低，氨氮含量高，不利于沉水植物的生长和健康水生态系统的构建。

人工水草主要利用人工合成材料基质上生长的生物膜微生物的吸附和降解作用，达到污染物水体净化目的的方法。因其受环境的影响较小，稳定性高的特点，在受污染水体原位净化处理中具有广泛的应用。但人工水草缺乏沉水植物在生长过程中会和藻类争夺生存空间、光照和营养物质等，同时通过植株茎叶释放的一些化感物质可以影响藻类生长，对抑制自然水体发生藻类爆发的能力。目前在河道生态修复的过程中，通常是将沉水植物的种植区域与人工水草的布置区分开，一方面难以保证植物的成长固定等问题，另一方面，人工水草布置区的生态功能较为单一，净水效果不理想。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种沉水植物-人工水草复合净化系统可以有效净化水体并且提高水质差环境下沉水植物的成活率。