本發明屬于水體生態修復技術領域，具體涉及一種緩流水體污染的生態修復裝置及方法。

背景技術：

我國河流湖泊眾多，由于廢水排放、雨水淋溶沖刷及大氣沉降導致大量污染物進入水體，遠遠超過水體自凈容量。尤其是對于流速較緩的水體，水生生態系統自主維系能力弱。污染的水體中的化學需氧量、懸浮物、氮、磷和重金屬往往嚴重超標，對水體生態系統造成嚴重影響，從而限制水體的利用，在污染水體的下風口或靜水區域，極易積聚，爆發藍藻，進而對水生生態系統造成毀滅性的破壞。

因此對受污染的河流進行治理修復是社會經濟發展及生態環境建設的迫切要求，目前水體治理的技術主要包括物理法、化學法和生物法，或者是三大類方法的綜合使用。例如引水沖淤和調水、人工增氧等工程措施；混凝沉淀、藥劑殺藻等物化方法；栽種高等水生植物等生態方法。

中國發明專利CN102249419A公開了《一種再生水景觀河道水體的多種組合技術的聯合修復工藝系統》，其采用生態護岸、曝氣復氧、濕地水處理、植物修復和水生動物修復多種生態修復技術優化組合使用來修復景觀河道水體污染，該種生態修復技術優化組合雖然達到了較好的生態修復效果，改善了河道水質。但是在河水流經不同位置時，因水流速不同，導致不同位置的污染程度也不一樣，而該發明未考慮這一因素。例如在采取植物修復生態技術時，該發明采取統一往河道內投入水生植物的方法，這樣容易造成污染程度輕的位置資源浪費，而污染嚴重的部位又沒有得到充分的修復。

技術實現要素：

本發明所要解決的首要技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種生態凈化帶根據水流速度不同而逐級設置的緩流水體污染的生態修復裝置。

本發明進一步所要解決的技術問題是提供一種節約資源，生態凈化帶根據水流速度不同而逐級設置的緩流水體污染的生態修復方法。

本發明解決上述首要技術問題所采用的技術方案為：一種緩流水體污染的生態修復裝置，包括從上游向下游依次設置的固定間隙格柵，多級生態凈化帶以及沉水植物種植區；其中所述多級生態凈化帶隨著水流速度不同而長度不同，所述格柵中間設有移動式曝氣裝置。

作為進一步改進，多級生態凈化帶的各級之間通過圍網隔開，圍網通過固定樁固定在河道駁岸上，以使圍網在水體中穩固，從而使紫根水葫蘆被限定在圍網中。

本發明解決上述進一步技術問題所采用的技術方案為：一種緩流水體污染的生態修復方法，包括如下步驟：

(1)在最前端設置固定間隙的格柵，以阻隔漂浮物。

(2)水體經過格柵進入移動式曝氣系統，在充分曝氣后增加水體溶解氧，使水體活化，加速懸浮物的沉淀與分解。

(3)隨后水體進入根據水流速度設置的多級生態凈化帶，水體透明度有所提高，達到沉水植物的生長條件。

(4)經過多級生態凈化帶后的水體進入沉水植物種植區。

作為進一步改進，所述多級生態凈化帶的植物為紫根水葫蘆。通過“移動式曝氣系統+紫根水葫蘆”可削減水體中的污染物質，抑制藻類生長，吸附、分解、過濾水體中的懸浮物，從而提高水體透明度。

并且紫根水葫蘆與普通水葫蘆相比，生長速度較慢、莖葉小，但根系發達，根系平均長度為70cm-80cm，對水體的凈化效率高，在水里停留12小時左右可對復氧后水體中的懸浮物去除率達到70-80％；此外紫根水葫蘆為漂浮植物，移栽方便，適應性強，打撈和種植簡單，且施工時不會對水體造成擾動。

再改進，所述步驟(3)的多級生態凈化帶采用從下游向上游逐級連續布置的方式，在水體通過最后一級生態凈化帶達到沉水植物的生長條件后，最后一級生態凈化帶移動至最上游，作為第一級，將曝氣系統和格柵向前移動，如此逐級定向移動修復，既可節約成本，又不至紫根水葫蘆于滿水面覆蓋而導致生態失衡。

再改進，所述步驟(4)的沉水植物種植區包括初級配置沉水植物種植區和優化配置沉水植物種植區；把生態凈化帶最后一級移至最前端作為第一級后，在移除生態凈化帶的空白處，繼續進行“沉水植物初級配置模式”的種植，待“沉水植物初級配置模式”生長穩定，形成一定的自凈能力后，在“沉水植物初級配置模式”的基礎上補種“沉水植物優化配置模式”，如此循環直至整個治理區域全部恢復沉水植被的生長，將所有生態凈化帶全部移除。

沉水植物在生長過程中會吸收水體中的營養物質，包括氮、磷等，對緩解水體富營養化起到積極作用。

再改進，所述初級配置沉水植物種植區的植物為穗花狐尾藻、金魚藻、馬來眼子菜、水盾草的任意組合。

再改進，所述優化配置沉水植物種植區的植物為微齒眼子菜、篦齒眼子菜、伊樂藻、黃花貍藻、苦草的任意組合。

再改進，所述緩流水體為河道、溝渠或小型湖庫的水體。

與現有技術相比，本發明的優點：1.本發明采用多種修復技術組合使用，設計合理，各項修復技術之間相互作用，相互補充，大大提高了對緩流水體的生態修復效果，單獨一種方法不能達到此效果；2.本發明根據水流速度的不同從下游向上游逐級連續布置不同長度的生態凈化帶，節約資源，因地制宜的進行生態修復；3.水體通過最后一級生態凈化帶達到沉水植物的生長條件后，最后一級生態凈化帶移動至最上游，作為第一級，如此逐級定向移動修復，既可節約成本，又不至水葫蘆于滿水面覆蓋而導致生態失衡；4.充分利用自然緩流水體的現有水利條件，節省了水體生態修復的成本；5.原位修復，節約土地，不用任何化學添加劑和物理設備，靈活性好，成本低，水質凈化效果好。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。

如圖1所示，本發明提供了一種緩流水體污染的生態修復裝置，包括從上游向下游依次設置的固定間隙格柵1，多級生態凈化帶3以及沉水植物種植區4；其中格柵1中間設有移動式曝氣裝置，多級生態凈化帶3隨著水流速度不同而長度不同，各級生態凈化帶3通過圍網5隔開，圍網5通過固定樁6固定在河道駁岸7上，以使圍網5在水體中穩固，從而使紫根水葫蘆被限定在圍網5中。

本發明還提供了一種使用上述緩流水體污染的生態修復裝置的方法，包括如下步驟：

(1)在最前端設置固定間隙的格柵1，以阻隔漂浮物。

(2)水體經過格柵1進入移動式曝氣系統2，在充分曝氣后增加水體溶解氧，使水體活化，加速懸浮物的沉淀與分解。

(3)隨后水體進入根據水流速度設置的不同長度的多級生態凈化帶3，水體透明度有所提高，達到沉水植物生長的要求。

(4)經過多級生態凈化帶3后的水體進入沉水植物種植區4。

其中多級生態凈化帶3的植物為紫根水葫蘆，沉水植物種植區4包括初級配置沉水植物種植區和優化配置沉水植物種植區。初級配置沉水植物種植區的植物為穗花狐尾藻、金魚藻、馬來眼子菜、水盾草的任意組合，優化配置沉水植物種植區的植物為微齒眼子菜、篦齒眼子菜、伊樂藻、黃花貍藻、苦草的任意組合。

水體經過格柵1進入移動式曝氣系統2，在充分曝氣后流經多級生態凈化帶3，水體透明度有所提高，達到沉水植物生長的要求；此時把生態凈化帶3的最后一級移至最前端作為第一級，將格柵1和移動式曝氣系統2向前移動；在生態凈化帶3的下游進行“沉水植物初級配置模式”的種植，并在移除生態凈化帶的空白處，繼續進行“沉水植物初級配置模式”的種植，待“沉水植物初級配置模式”生長穩定，形成一定的自凈能力后，在“沉水植物初級配置模式”的基礎上補種“沉水植物優化配置模式”，如此循環直至整治理區域全部恢復沉水植被的生長，將所有生態凈化帶3全部移除。

上述緩流水體為河道、溝渠或小型湖庫的水體。

以下通過具體實施例對本發明的緩流水體污染的生態修復裝置和修復方法進行說明，但是本發明的保護范圍不限于以下提供的實施例以及公開的數值范圍，其他可以邏輯推知的技術方案均在本發明的保護范圍內。

實施例1

一種河道緩流水體污染的生態修復裝置，包括從上游向下游依次設置的間隙35mm的格柵1，種植有紫根水葫蘆的多級生態凈化帶3以及沉水植物種植區4；其中格柵1中間設有移動式曝氣裝置，多級生態凈化帶3隨著水流速度不同而長度不同，各級生態凈化帶3通過圍網5隔開，圍網5通過固定樁6固定在河道駁岸7上。

一種河道緩流水體污染的生態修復方法，包括如下步驟：

(1)在最前端設置間隙35mm的格柵1阻隔漂浮物；

(2)水體經過格柵1進入移動式曝氣系統2，在充分曝氣后增加水體溶解氧，使水體活化，加速懸浮物的沉淀與分解。

(3)利用紫根水葫蘆在河道內設置生態凈化帶3，曝氣復氧后的水體進入多級紫根水葫蘆生態凈化帶3。該生態凈化帶3隨著水流速度的不同而長度不同，本實施例中，生態凈化帶3設置10級，待水體通過生態凈化帶3后透明度有所提高，達到沉水植物生長的要求，然后把生態凈化帶3第10級移至最前端作為第一級，將格柵1和移動式曝氣系統2向前移動。

(4)在多級生態凈化帶3的第10級下游進行“沉水植物初級配置模式”的種植，并在移除的第10級的空白處，繼續進行“沉水植物初級配置模式”的種植，待沉水植物“初級配置模式”生長穩定，形成一定的自凈能力后，在“沉水植物初級配置模式”的基礎上補種“沉水植物優化配置模式”，如此循環直至整個治理區域全部恢復沉水植被的生長，將所有生態凈化帶3全部移除。

經過該方法修復后的水體，由劣Ⅴ類水提升至Ⅳ類水。紫根水葫蘆生態凈化帶出水水體透明度達到83公分，后期沉水植物完全恢復，透明度達到110公分；水葫蘆生態凈化帶對氨氮、總磷、總氮的去處率達到30％，沉水植物完全恢復，凈化效率達到77％。