[發明專利]一種針對富營養化水體藻華災害的預防及治理方法

有效

• 申請號: 202010727273.1
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111943360B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 邵盛熙;于劍峰;楊禹丞;瞿帆;蘇林;李松沅;馮宇馳;趙子瑜;盧林
• 申請（專利權）人: 邵盛熙
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發明屬于水體生態修復技術領域，具體涉及到一種針對富營養化水體藻華災害的預防及治理方法，包括如下步驟：（1）選種：確定與主要藻華物種存在競爭關系的無害或低害藻種；（2）擴繁：培養上述無害或低害藻種；（3）抑制：通過在目標水體的特定區間內鋪設半開放式光生物反應器集群，使無害或低害藻種在目標水體內更容易獲取生存要素，形成對目標水體內有害藻華的競爭優勢及抑制作用；（4）回收：通過對半開放式光生物反應器集群內藻液的連續回收，實現對目標水體內氮磷等富營養元素的高效率移除。本發明利用人工培養藻類對有害藻華進行生態位替換，從而抑制藻華、提升水質；其益處是降低了藻華治理過程中的高投入、高能耗及生態風險。

技術領域

本發明屬于水體生態修復技術領域，具體涉及到一種針對富營養化水體藻華災害的預防及治理方法。

背景技術

天然水體中蘊含大量可以利用光合作用高速生長的單細胞藻類。在良性天然生態系統中，藻類的生長受限于水體中氮磷元素的數量，而不會過量生長導致生態失衡。伴隨著由于人類活動對水體中氮磷元素排放的增長，富營養水體成為單細胞藻類的繁殖的溫床。在光照和溫度適宜時，微藻在極短的時間內散布于水體；水體表層微藻吸收光能進行繁殖，而水體中不受光的藻類細胞在呼吸作用下消耗氧氣形成缺氧環境。缺氧導致魚蝦，浮游動物等水生生物死亡，在水體中形成死亡區，進而引起生態鏈崩潰。

由于人口密集，農業及養殖業發達，中國大部分湖泊，水庫和近海水體均處于富營養化狀態。由此引發的藻華問題已經成為受到廣泛關注的社會問題。當前治理藻華的主要途徑是人工/機械打撈，利用船舶（201710011674.5）和沿岸建設的藻水分離站（CN101602551A）對水體中懸浮顆粒進行絮凝打撈。該處理方式對于應急改善水質有明顯效果，然而其作用有限，目前只能保障分離站附近水質。同時利用藻水分離站濾水能耗巨大，對藻華前期的低濃度藻水處理效率低，生態損害大。而且藻水分離站分離出的藻泥成分復雜，重金屬，毒素含量高，目前主要通過焚燒處理。其他的方法有化學抑制法和生物抑制法，然而上述方法在大型水體中應用效果欠佳，尚未有商業應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種針對富營養化水體藻華災害的預防及治理方法。本發明針對現有藻華治理方法能耗高，治理效果不佳等問題，提出了依托生態位抑制理論的藻華預防和治理方案，利用生物反應器輔助無害藻類占據表層水體與空氣交界面，從而抑制有害藻華對光照和二氧化碳的獲取，實現對藻華災害的預防和抑制，同時無害藻類的培養帶來高價值附產品。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：一種針對富營養化水體藻華災害的預防及治理方法，包括以下步驟：

（1）選種：通過對目標水體的大范圍采樣和生物信息學分析，確定并分離目標水體中與主要藻華物種存在競爭或者依存關系的無害或低害的自養或者異養微生物；

（2）擴繁：將上述自養或者異養微生物中的一種或幾種接種至光生物反應器內進行人工培養；

（3）抑制：將上述光生物反應器鋪設在目標水體的特定區間，所述自養或者異養微生物在目標水體內更容易獲取包括二氧化碳和光照在內的生存要素，阻礙主要藻華物種對包括二氧化碳和光照在內的生存要素的獲取，形成對目標水體內有害藻華的競爭優勢及抑制作用；

（4）回收：在特定濃度時將上述光生物反應器內的培養物導出至外接管道或者外接容器，實現對目標水體內包括氮磷在內的富營養元素的高效率移除。