專利名稱：一種再生水景觀河道水體的多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)工藝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種再生水景觀河道水體的多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)工藝，具體地說是將生態(tài)護岸、曝氣復(fù)氧、濕地水處理、植物修復(fù)、水生動物修復(fù)等多種生態(tài)修復(fù)技術(shù)進行合理組合形成景觀河道水體的聯(lián)合修復(fù)工藝。該修復(fù)工藝可有效改善河道水質(zhì)，實現(xiàn)河道水體的長效凈化與保持。
背景技術(shù)：
自20世紀70年代以來，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了能源危機、生態(tài)危機、環(huán)境危機。特別是水資源危機的日益嚴重，使得原本就是生命之源的水資源成為了涉及經(jīng)濟發(fā)展、政治關(guān)系、 人類健康的重大社會問題。隨著我國城市化進程的加快、城市人口的急劇膨脹、污水排放量的大幅增加，水資源危機在城市環(huán)境中更加凸顯。伴隨著社會的不斷進步，人們對居住環(huán)境特別是城市景觀水生環(huán)境質(zhì)量的要求也逐漸提高。清澈美麗的景觀水體已經(jīng)成為美化人們生存環(huán)境不可或缺的重要部分。為有效緩解城市景觀用水需求與日趨嚴重的城市用水危機之間的矛盾，再生水回用于景觀水體技術(shù)應(yīng)運而生，并已在世界范圍內(nèi)有所實踐。但是，再生水回用于景觀水體技術(shù)的應(yīng)用，在改善城市居住環(huán)境、提高人們生活質(zhì)量的同時，也存在著一些不成熟的技術(shù)問題。城市景觀水體多是非連續(xù)流動水體，流速滯緩，水生生態(tài)系統(tǒng)自主維系能力弱，加上再生水污染物本底值相對較高，這就使得再生水景觀水體水質(zhì)保持情況不容樂觀。目前我國城市河道景觀的建設(shè)有了一些突破性的進展，但有些僅僅出于防汛和貿(mào)易目的，片面強調(diào)水利上的功能而忽視河道的生態(tài)景觀效果，采用硬質(zhì)護坡、去彎就直、直立防浪墻等人工改造手段，這不僅打破河流的自然風(fēng)貌，而且對自然環(huán)境造成不良影響。因此，人工景觀水體的水質(zhì)凈化與保持急需一套完善的生態(tài)修復(fù)工藝系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種再生水景觀河道水體的多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)工藝。 為了實現(xiàn)上述目的，通過利用生態(tài)護岸、曝氣復(fù)氧、濕地水處理、植物修復(fù)和水生動物修復(fù)等技術(shù)修復(fù)景觀河道污染水體，從而改善河道水質(zhì)，使水體CODcr、BOD5, N和P含量大大降低。在傳統(tǒng)的河道整治中，護岸大多采用混凝土和漿砌石硬化材料，這樣的河岸不能提供完整的河岸生態(tài)系統(tǒng)，忽視了河岸生態(tài)系統(tǒng)與水生生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量交換，導(dǎo)致河道流域生物多樣性降低，進而使得水體發(fā)黑發(fā)臭、富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重，這恰與河道整治的初衷背道而馳。生態(tài)護岸是把河提由過去的混凝土人工建筑改造成為水體和土體、水體和植物或生物相互涵養(yǎng)，適合生物生長的仿自然狀態(tài)的護坡。這樣的護岸充分運用生態(tài)學(xué)原理， 利用生態(tài)系統(tǒng)的作用對水質(zhì)進行長效維護，具有適合生物生存和繁衍、增強水體自凈能力、 調(diào)節(jié)水量與滯洪補枯等優(yōu)點。采用護岸植草磚型生態(tài)護岸，在河岸邊坡較緩的地方，采取自然土質(zhì)岸坡、自然緩坡、植樹、植草等各種方式護提，為水生植物的生長、水生動物的繁殖、 兩棲動物的棲息繁衍活動創(chuàng)造條件；在河岸邊坡較陡的地方，采用木樁、木框加毛塊石等工程措施，這種護岸工程既能穩(wěn)定河床，又能改善生態(tài)和美化環(huán)境，避免了混凝土工程帶來的負面作用。在護坡植物的配置中，以50m為一個單位，依次種植或鋪設(shè)喬木(或灌木)、草地、護坡、蘆葦、香蒲、車前子等。曝氣復(fù)氧技術(shù)是根據(jù)河流受到污染后缺氧的特點，人工向水體中充入空氣(或氧氣)，加速水體復(fù)氧過程，以提高水體中溶解氧水平，恢復(fù)和增強水體中好氧微生物的活力， 使水體中的污染物質(zhì)得以凈化，進而恢復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)，從而消除黑臭、改善河流的水質(zhì)。 采用推流曝氣裝置，可以在對底層水體復(fù)氧同時，推動河道水體的流動，加快污染物的輸送、稀釋。濕地生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)用于水質(zhì)凈化領(lǐng)域的研究起源于部分常規(guī) 水質(zhì)凈化技術(shù)的運行效果微弱、用于水質(zhì)凈化的管網(wǎng)系統(tǒng)花費高昂等環(huán)境問題。人工濕地建造和運行費用便宜、 易于維護、技術(shù)含量低，可有效緩沖對水力和污染負荷的沖擊等優(yōu)點，另外，具有較高的景觀生態(tài)價值，環(huán)境經(jīng)濟效益十分顯著。人工濕地選擇蘆葦、菖蒲和美人蕉三種植物，這三種植物對N、P和CODcr等去除效果較好。在城市景觀水體處理中，水生植物占據(jù)著十分重要的地位首先，植物起著代替曝氣機輸氧的作用，主要通過根部通氣組織和浮水植物葉莖向水中復(fù)氧，從而增加水中溶解氧含量；其次，水生植物為微生物群落創(chuàng)造了有利的活動場所，維系河道生態(tài)系統(tǒng)微生物種群，有利于微生物對水中有機污染物的吸附、降解活動；另外，一些水生植物可對水中重金屬、無機鹽等污染物進行吸附、代謝、富集等作用，有效減少水體無機污染物質(zhì)含量。植物選擇上應(yīng)選取生長能力強、修復(fù)效果好的植物種類，如黃色的美人蕉植物群落、香蒲植物群落、水蔥植物群落、蘆葦植物群落、三棱草植物群落、鶯尾植物群落等。每個植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，占據(jù)不同的水體空間，實現(xiàn)凈化與景觀雙重功能。水生動物是水生態(tài)環(huán)境中的消費者。在河道中投放適量水生動物可有效地減少水體中的懸浮物，去除水體中的綠藻類物質(zhì)，增加水體透明度。投放數(shù)量合適、物種配比合理的水生動物，可延長生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，提高生物凈化效果。通過控制浮游生物捕食性魚類、魚食性魚類、草食性魚類的結(jié)構(gòu)比例以及定期打撈浮游動物和底棲動物，可以防止其過量繁殖造成的污染，同時也可以將已轉(zhuǎn)化成生物有機體的有機質(zhì)和氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)從水體中徹底去除。多種修復(fù)技術(shù)的組合使用構(gòu)成了聯(lián)合修復(fù)工藝系統(tǒng)，合理構(gòu)建景觀河道生態(tài)系統(tǒng)，利用各項生態(tài)修復(fù)技術(shù)之間的相互作用、相互補充，形成完善的河道生態(tài)修復(fù)體系，從而有效凈化、保持河道水質(zhì)。本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明可有效降低污水中的污染物質(zhì)含量，通過采用生態(tài)護岸、曝氣復(fù)氧、濕地水處理、植物修復(fù)和水生動物修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合使用，大大提高對景觀河道的生態(tài)修復(fù)效果， 而單獨一種方法不能達到此效果。2.本發(fā)明處理再生水景觀河道污染的費用較低，有很大實際應(yīng)用價值和推廣意義。3.本發(fā)明修復(fù)再生水景觀河道污染結(jié)合了生物修復(fù)及植物修復(fù)的優(yōu)點，在短時間內(nèi)將污水有機物降低到較低的濃度。 4.本發(fā)明能有效去除再生水景觀河道N、P，通常植物修復(fù)或生物修復(fù)對N、P的降解率均較低。5.種植的生態(tài)植物具有一定的經(jīng)濟價值和美學(xué)價值。
具體實施例方式實施例1再生水景觀河道污染水體的多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)工藝系統(tǒng)天津空港加工區(qū)人工河道總長度為20km，河道上口寬度6m 50m，底寬4 45m， 形成水體面積約為40萬m2，河道為自然的蜿蜒曲折型，有的地段很寬，可達到50m左右，有的河段很窄，也就是5 6m，既不單一，又不占土地面積，對河水有調(diào)蓄作用，還能給人心曠神怡，賞心悅目的視覺效果，成為天津空港加工區(qū)一道亮麗的風(fēng)景線。除此以外，生態(tài)河道隔一定距離設(shè)置一圓形淺灣，更給河道增添美感，在防洪、排澇方面起到一定作用?？崭奂庸^(qū)景觀河道采用的大部分是護岸植草磚型生態(tài)護岸。在護坡植物的配置中，以50m為一個單位，依次種植或鋪設(shè)喬木(或灌木)、草地、護坡、蘆葦、香蒲、車前子等。加工區(qū)在西南雨水泵站和南部雨水泵站都采用了推流曝氣裝置。推流曝氣方式可以在對底層水體復(fù)氧同時，推動雨水泵站附近水體的流動，加快污染物的輸送、稀釋。加工區(qū)河道在西南雨水泵站附近設(shè)置了六臺推流曝氣機，每臺間隔為15 25m，以保證水體溶解氧不低于4mg/L，每臺曝氣量為1.0 1.2kg02/h，曝氣機的運行時間為5 8h/d，夏秋季節(jié)控制在8h，春冬季節(jié)控制在5h左右。河道中人工濕地具有較高的景觀生態(tài)價值，環(huán)境經(jīng)濟效益十分顯著。人工濕地選擇蘆葦、菖蒲和美人蕉三種植物，這三種植物對N、P和CODcr等去除效果較好。針對加工區(qū)河道水體高鹽特性，植物選擇上應(yīng)選取耐鹽性比較好的植物種類，如黃色的美人蕉植物群落、香蒲植物群落、水蔥植物群落、蘆葦植物群落、三棱草植物群落、鶯尾植物群落等。每個植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，占據(jù)不同的水體空間， 實現(xiàn)凈化與景觀雙重功能。目前空港加工區(qū)景觀河道以蘆葦和香蒲植物群落為主，沉水植物以菹草、苦草和金魚藻為主，在部分河段還配置少量的漂浮植物。為了保證水面植物景觀疏密相間，不影響水體岸邊其它景物的觀賞，不宜滿河道種植，一般以保證三分之一到二分之一水面綠化、種植密度以1-3株/m2。景觀河道水體中的魚類以鯽魚為主，可有效地減少水體中的懸浮物，去除水體中的綠藻類物質(zhì)，增加水體透明度?？崭奂庸^(qū)人工河道在多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)作用下，水體水質(zhì)明顯改善，河道生態(tài)系統(tǒng)自主維系能力顯著增強。
權(quán)利要求
1. 一種再生水景觀河道水體的多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)工藝系統(tǒng)，其特征在于，該法采用生態(tài)護岸、曝氣復(fù)氧、濕地水處理、植物修復(fù)和水生動物修復(fù)多種生態(tài)修復(fù)技術(shù)優(yōu)化組合聯(lián)合使用來修復(fù)景觀河道水體污染；采用護岸植草磚型生態(tài)護岸，在河岸邊坡較緩的地方，采取自然土質(zhì)岸坡、自然緩坡、植樹、植草方式護提，為水生植物的生長、水生動物的繁殖、兩棲動物的棲息繁衍活動創(chuàng)造條件；采用多臺推流曝氣裝置，對底層水體復(fù)氧同時，推動河道水體的流動，加快污染物的輸送、稀釋；人工濕地選擇蘆葦、菖蒲和美人蕉三種植物； 植物修復(fù)選取耐鹽性比較好的美人蕉植物群落、香蒲植物群落、水蔥植物群落、蘆葦植物群落、三棱草植物群落、鶯尾植物群落，每個植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物， 占據(jù)不同的水體空間，實現(xiàn)凈化與景觀雙重功能，以蘆葦和香蒲植物群落為主，沉水植物以菹草、苦草和金魚藻為主，在部分河段還配置少量的漂浮植物，保證三分之一到二分之一水面綠化、種植密度以1-3株/m2 ；采用水生動物修復(fù)，有效地減少水體中的懸浮物，去除水體中的綠藻類物質(zhì)，增加水體透明度，景觀河道水體中的魚類以鯽魚為主。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種再生水景觀河道水體的多種組合技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)工藝系統(tǒng)，該工藝采用生態(tài)護岸、曝氣復(fù)氧、濕地水處理、植物修復(fù)和水生動物修復(fù)多種生態(tài)修復(fù)技術(shù)優(yōu)化組合聯(lián)合系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)修復(fù)后的河道水體CODcr、BOD5、N和P含量大大降低。采用護岸植草磚型生態(tài)護岸，采用多臺推流曝氣裝置，對底層水體復(fù)氧，人工濕地選擇蘆葦、菖蒲和美人蕉三種植物；植物修復(fù)選取耐鹽性比較好的植物群落，每個植物群落都配置挺水植物、漂浮植物、沉水植物，在部分河段還配置少量的漂浮植物，采用水生動物修復(fù)，有效地減少水體中的懸浮物，去除水體中的綠藻類物質(zhì)，增加水體透明度。
文檔編號C02F3/34GK102249419SQ20111014323
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者何川, 肖羽堂 申請人:南開大學(xué)