[發明專利]一種提供生境的復合生態浮床

有效

• 申請號: 201210163083.7
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102674556A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 燕文明;劉凌;夏倩;錢寶;邢西剛;王流通;閆峰;陳立堯
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

一、技術領域

本發明涉及一種污染水體原位凈化及生態系統修復的方法或工藝，特別涉及一種高效去除水體中N、P污染物并可為鳥類、魚類、兩棲類等生物提供生存環境的復合生態浮床構建方法。

二、背景技術

隨著河、湖邊坡漿砌化程度的大幅增加以及河湖所接納的污染物量日益增多，河、湖富營養化程度日益嚴重，其自凈能力也越來越弱，進而導致了河湖生態系統嚴重惡化，并由此引發了一系列的環境問題。對于富營養化水體的治理，以往國內外主要采用底泥疏浚、機械撈藻、化學殺藻、生化綜合除藻、人工種植水生植物、水產養殖等物理生態工程和生物調控等治理措施；這些物理與化學方法的工程不但耗資巨大，而且大規模實施可能會對生態系統產生負面影響。

生態浮床技術是一種受污染河湖水體處理常用的原位處理技術，在治理河湖水體污染、修復河湖生態系統的過程中效果顯著。該技術是指在植物生長過程中，通過植物根部的吸收、吸附作用，以及浮床基質的吸附作用，去除水體中的氮、磷等營養物質，從而達到凈化水體的目的，展現出一種新型的水污染控制方式，已經得到了廣泛應用。最早出現的生態浮床往往只是通過一定的固定方式在水上種植水生植物，利用植物根系吸收和植物-微生物共生系統凈化水質，但因浮床植物及附著的微生物數量有限，導致該類型浮床的水質凈化效果不高。已有研究證實，植物吸收利用的氮、磷素僅占生態浮床系統氮、磷去除量的8%和13%，可見植物的同化吸收并非人工浮床系統的主要脫氮除磷途徑。為提高生態浮床的生物凈化效果，逐步開發了在下層設置填料層的浮床，填料生物膜的形成可提高生態浮床的微生物數量。在生態浮床去除污染物的過程中，無機材料的吸附和微生物的降解起著至關重要的作用。目前，該類型的生態浮床選用的多為軟性填料和彈性立體填料，由于這些填料都是針對污水處理廠研制的，沒有考慮到河、湖等自然水體的地理特點和水文特征等，在應用中存在安裝和更換困難、水流阻力大、易受水流沖擊破壞、易打結等不足，大大限制了其凈化自然水體效果。復合生態浮床融合了高效吸附材料，為微生物的附著提供了巨大的表面積，有利于高效發揮微生物的作用，必將成為浮床技術的發展趨勢。另外，復合生態浮床能有效降低水流速度，促進水體中不溶于水的懸浮物的絮凝沉淀，并降低底泥再懸浮的風險。據研究，硝化和反硝化反應在去除水體氮素的過程中發揮著重要作用，但兩個反應所需的環境條件截然不同，硝化細菌適宜于好氧環境，而反硝化細菌在厭氧水體中活性較大，并且聚磷菌在好氧環境中對磷的吸收量要顯著大于其在厭氧環境下對磷的釋放量，所以，創造合適的好氧-厭氧環境必將有效提高污染水體氮磷的去除效率。一般來說，水體的DO濃度隨水深的增加遞減，由于DO的限制，水體中的好氧微生物和水生動植物對水體的凈化作用受到抑制，因此，水體的富氧效果在很大程度上影響了水體的自凈作用。

現有的生態浮床一般由三部分組成：浮床框架、植物、填充基質，主要是將水生植物種植在浮床框架和共同組成的基質中，進而實現凈化水體的目的。但由于這些植物的根易裸露于水中，易被魚類吞食，從而影響水生植物的正常生長，使得生態浮床的凈化效果受到破壞；而且主要靠植物、微生物的吸收和基質的吸附作用對水體中的污染物進行降解，作用機制較為單一，較難形成良好的循環系統，同時由于生物量的限制使得凈化效果較難有根本性的提高，因此，必須在浮床的構造形式上有所創新?！吧锕采鷻C制、生物多樣性及食物鏈原理”是河湖生態系統修復中遵循的重要原理，通過構建生態共生機制和加強食物鏈環節來提高生態修復的效果，進而提供一種既能自富氧又能自己創造合適的好氧-厭氧環境，既能凈化水體又可形成良好的生態系統的復合生態浮床，以此保證浮床的長期高效運轉。

三、發明內容

本發明需要解決的問題是：

本發明針對上述現狀，旨在提出一種通過構建生態共生機制以及水生動物通行通道和生存場所來強化水生生物凈化功能并形成良好循環生態系統的復合生態浮床構建方法。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

一種提供生境的復合生態浮床，其特征在于包括頂部植物吸收利用鳥類生存區、基質吸附處理魚類生存區、微生物掛膜強化處理小型水生動物生存區及沉水植物吸收區；由上到下依次為頂部植物吸收利用鳥類生存區、基質吸附處理魚類生存區、微生物掛膜強化處理小型水生動物生存區及沉水植物吸收區；

其中所述頂部植物吸收利用鳥類生存區由下到上依次帶有透光孔的竹排、天然纖維墊、水生植物構成；

所述的基質吸附處理魚類生存區包括框架，其中框架內設有填料基質，且框架內設有通道；