專利名稱：一種緩流再生水河道生態修復方法
技術領域：
本發明屬于環境工程領域，具體涉及一種緩流再生水河道生態修復方法。
背景技術：
隨著社會經濟的發展和城市化水平的提高，城市河道水環境逐漸惡化，許多河道甚至成為排污渠道。城市河道水質與景觀的惡化已嚴重影響了周邊民眾的正常生活，亟需進行有效治理。然而由于污染物來源復雜，生態基流不足，自凈能力低下，汛期水深流急等因素的影響，城市河道治理存在一定難度。特別是對于緩流硬化陡坡河道，如何治理是目前面臨的技術難題。河道治理常用的技術包括清淤、調水、截污、人工增氧等工程措施；混凝沉淀、藥 劑殺藻等物理和化學方法；恢復水生植被、布置人工浮島、放養濾食性水生動物等生態修復方法。利用生態修復技術治理城市河道是目前較為流行的污染治理技術，較之傳統的市政工程措施以及物理、化學方法，生態修復技術具有費用省、效果好、對外界干擾少、以及沒有或很少二次污染等諸多優點。目前生態修復技術大多集中在河濱帶開展，主要手段有生態護坡改造、水生植被重建，植物浮床布置等。對于某些硬化坡岸河道，考慮到河道防洪安全，部分生態修復技術是否適用仍然存在一定爭議，重點防洪區段河岸硬質護坡生態改造和兩岸高桿挺水植物種植可能影響防洪安全，另外，直立硬質陡坡也難以進行生態改造。此外，生態修復技術目前仍然面臨啟動慢、易受干擾、效果不穩定等問題。以種植沉水植物為例，建立沉水植被面臨著底泥氧化還原環境、水體透明度、水位波動、魚類擾動等諸多因素的影響。由于河道治理的復雜性，單純一類技術難以達到預期效果，應將多種修復手段進行有效集成，以生態修復技術為主，集成多種治理措施分步驟、分層次對河道開展綜合治理。
發明內容
本發明針對在直立陡坡、采用再生水補水的三面光城市硬質緩流河道如何開展生態修復這一技術難題，提出一種緩流再生水河道生態修復方法。通過本發明，在緩流再生水河道某一河段分別構建仿生填料區和沉水植物區，在河道上對以再生水為補水水源的河流水體進行凈化，使河道水體主要水質指標從一級A排放標準提升到地表水V類標準。為實現上述發明目的，本發明的技術方案具體步驟如下
(1)選取一段直立陡坡的三面光城市硬質緩流河道，勘察該緩流河道，對該段河道進行截污整治，確保治理河段范圍內已無污水排入；
(2)在緩流河道上游區域構建仿生填料區，所述仿生填料區采用的仿生填料直徑為100-150mm，所述仿生填料在緩流河道中多組串聯垂直于河岸布置，每組仿生填料通過纜繩固定，纜繩兩端分別系于河岸與位于緩流河道中心的樁桿上，樁桿通過螺栓與緩流河道底部的樁基相連；通過樁基的設置，緩流河道中預留蛇形無仿生填料布置的航道；在垂直于河岸方向，控制仿生填料間距為100-150mm，在平行于河岸方向，控制仿生填料間距為5_10mo(3)緊臨仿生填料區設置沉水植物區，該河段底部鋪設直徑為10_20mm的礫石，礫石層高度20-30cm (如河道底質適宜沉水植被構建，可不鋪設);礫石層上部種植沉水植物。本發明中，步驟(2)中在仿生填料區建立初期，在該區域均勻施加生物促進劑，促進土著微生物生長，加速填料表面生物膜的形成，有效改善該區域的水生態狀況。本發明中，所述生物促進劑采用市售復合酶制劑，其含有多種生物酶(如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纖維素酶和脲酶)、氨基酸和微量元素，可以提高水體的溶解氧水平，增強土著微生物的新陳代謝能力，使得原生動物和后生動物得以增長，有效促進仿生填料表面生物膜的形成。本發明中，所述沉水植物采用金魚藻、輪葉黑藻、苦草或大茨藻中一種以上。 本發明中，所述沉水植物種植密度為20-30叢/平方米。本發明中，所述仿生填材料采用圓盤狀織物填料。本發明中，仿生填料區主要用于改善并穩定水質，由于仿生填料比表面積較大，適宜各種微生物附著，填料表面經一段時間附著生物膜后，可以有效凈化水體中的各種污染物。生物促進劑含有多種生物酶(淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纖維素酶、脲酶)、氨基酸和微量元素，可以提高水體的溶解氧水平，增強土著微生物的新陳代謝能力，使得原生動物和后生動物得以增長，有效促進仿生填料表面生物膜的形成。緩流水體極易暴發藍藻水華，通過建立沉水植被，利用植物化感作用，將能降低藻類水華出現的幾率。不過，沉水植被的成功重建應當建立在局部生境改善的前提之上。上游仿生填料區的建立有利于優化下游沉水植物區的水生態環境，將能顯著提高沉水植被重建的成功率，便于充分發揮沉水植物的凈化作用與化感作用。在河道汛期時，為了不妨礙河道行洪，收起纜繩上懸掛的仿生填料，必要時拆除布置在河道各點樁基之上的樁桿。本發明具有以下有益效果
本發明針對直立陡坡、采用再生水補水的三面光城市硬質緩流河道，提出構建仿生填料區與沉水植物區的治理方案，并在工程建立初期通過生物促進劑投放，縮短生態凈化系統成熟所需時間。仿生填料區主要用于改善并穩定水質，填料表面經一段時間附著生物膜后，可以有效凈化水體中的各種污染物，優化下游沉水植物區的水生態環境。生物促進劑可以提高水體的溶解氧水平，增強土著微生物的新陳代謝能力，有效促進仿生填料表面生物膜的形成。沉水植物區的凈化作用與化感作用能降低緩流水體出現藻類水華的幾率。本發明采用原位生態治理技術，無需將河水引出河道水系，可在河道上直接對水體進行處理，縮減了污水轉運環節，并能避免造成二次污染。
圖I是本發明實施例中仿生填料區的施工斷面剖視圖。圖2是本發明實施例中仿生填料區的施工斷面俯視圖。圖3是本發明實施例中沉水植物區的施工斷面剖視圖。圖中標號1為纜繩，2為仿生填料,3為樁基,4為樁桿,5為航道,6為碌石層,7為沉水植物。
具體實施例方式本發明實施的前提條件是河道兩岸基本完成截污，再生水或者更為清潔的水體為該河段的主要補給水源。以下結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。實施例I :選取某市一段直立陡坡的三面光城市硬質緩流河道，再生水為該河段的主要補給水源，河寬約20m，河道水體流速約為O. lm/s，常水位為在50cm以內。通過勘察該河道截污情況，發現治理河段范圍內已無污水排入。在河段上游區域構建仿生填料區，仿生填料2直徑150mm，垂直于河岸方向通過纜繩I掛載，纜繩I上約布置20根填料，纜繩兩端分別系于河岸與河道中心的樁桿4上，樁桿4通過螺栓與河道底部的樁基3相連。通過樁基3的設置，河道中預留蛇形無填料布置 的航道5。垂直于河岸方向，仿生填料2間距為150mm，平行于河岸方向，仿生填料2間距為5_10mo在仿生填料區建立初期，在該區域均勻施加生物促進劑，所述生物促進劑采用Green Erect公司的A-ZYME產品，投放量為l_5g/平方米。沉水植物區緊臨仿生填料區構建，首先在該河段鋪設直徑為10-20mm的礫石，礫石層6高度約25cm。以碌石為載體種植3種沉水植物7,選取金魚藻、輪葉黑藻和苦草作為先鋒種，沉水植物7種植密度為20-30叢/平方米。經過治理，該緩流河段全年未暴發藻類水華，監測結果表明河段水體氨氮、總磷和COD濃度均達到地表水V類標準。
權利要求
1.一種緩流再生水河道生態修復方法，其特征在于具體步驟如下 (1)選取一段直立陡坡的三面光城市硬質緩流河道，對該段河道進行截污整治； (2)在緩流河道上游區域構建仿生填料區，所述仿生填料區采用的仿生填料直徑為100-150mm，所述仿生填料在緩流河道中多組串聯垂直于河岸布置，每組仿生填料通過纜繩固定，纜繩兩端分別系于河岸與位于緩流河道中心的樁桿上，樁桿通過螺栓與緩流河道底部的樁基相連；通過樁基的設置，緩流河道中預留蛇形無仿生填料布置的航道；在垂直于河岸方向，控制仿生填料間距為100-150mm，在平行于河岸方向，控制仿生填料間距為5-10m ； (3)緊臨仿生填料區設置沉水植物區，該河段底部鋪設直徑為10-20_的礫石，礫石層高度20-30cm，當河道底質適宜沉水植被構建，不鋪設礫石層；礫石層上部種植沉水植物。
2.根據權利要求I所述的緩流再生水河道生態修復方法，其特征在于步驟(2)中在仿生填料區建立初期，在該區域均勻施加生物促進劑。
3.根據權利要求I所述的緩流再生水河道生態修復方法，其特征在于所述沉水植物采用金魚藻、輪葉黑藻、苦草或大茨藻中一種以上。
4.根據權利要求I所述的緩流再生水河道生態修復方法，其特征在于所述沉水植物種植密度為20-30叢/平方米。
5.根據權利要求I所述的緩流再生水河道生態修復方法，其特征在于所述仿生填材料采用圓盤狀織物填料。
全文摘要
本發明涉及一種緩流再生水河道生態修復方法。通過本發明，在緩流再生水河道分別構建仿生填料區和沉水植物區，并在工程建立初期通過生物促進劑投放，縮短生態凈化系統成熟所需時間。在河道上對以再生水為補水水源的河流水體進行凈化，使河道水體主要水質指標從一級A排放標準提升到地表水Ⅴ類標準。
文檔編號C02F3/10GK102963974SQ20121043062
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者成水平, 鐘非, 吳娟, 向東方, 嚴媛媛, 周琪 申請人:同濟大學