[发明专利]一种用于河道水体生态修复的梯级装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于河道水体生态修复的梯级装置，主要应用于河道水体的水质净化与生态修复或重建，属于环境工程与技术领域。

背景技术

河流为沿岸居民提供饮用水源，调节气候，对城市的景观生态及经济发展起着非常重要的作用。然而，随着城市化步伐的加快和工业化程度的提高，其赖以生存的母亲河已遭到日益严重的污染。在我国141个城市河段中有63.8％的城市河段为IV类到劣V类水质，如上海的苏州河、宁波的内河、苏州的外城河、南京的秦淮河、常州的大通河等等，水质均受到严重污染，黑臭现象非常突出。

河道水体的生物(生态)修复技术是新发展起来的一项清洁环境的新兴技术，它利用特定生物对水体中污染物的吸收、转化或降解，达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，其最终目的就是恢复或重建良性的水生生态系统。与传统的物理化学修复技术相比，它具有以下优点：(1)费用省；(2)环境影响小；(3)可最大限度降低污染物浓度；(4)可用于处理常规污染治理技术难以应用的场地。目前应用较多的有生物膜技术和生态浮床技术等。

生物膜技术主要利用固着在膜表面的多种微生物来去除有机物，同时具有脱氮除磷的作用，尤其对受有机物和氨氮污染比较严重的河水具有明显的净化效果。生态浮床适用于水流速度平缓且适于搭建浮床的中小河道，在浮床上种植的植物对河流的净化作用主要通过以下几种途径：首先，水生植物的根区为微生物提供了附着生长表面和借以进行生命活动的中间媒介，同时由于人工生物土壤可以保证有较高的渗透速度和微生物存在的良好条件，在生物土壤中通常可形成一定厚度的生物膜，并含有大量的有机质和微生物，对吸附和降解污水中的污染物起重要作用，使污水能够达到较高的处理程度，这是该系统中水生植物净化污水最主要的作用；其次，水生植物能通过吸收和代谢部分氮、磷等无机营养物质、被微生物氧化分解出来的部分小分子有机物以及重金属等有毒有害物质，并最终随着作物收获而将它们从水体中去除，据介绍，水生植物能吸收10％～20％的磷等营养物质；最后，水生植物特别是维管束植物可从大气中吸收氧气并输送到根区附近，造成根区周围的好氧环境，维持水生根区附近微生物的正常活动，有利于有机物的降解和氨氮的硝化，有害细菌和病毒由于不适应环境而自然死亡。此外，水生植物的繁茂枝叶为水面遮挡阳光的照射，避免了因藻类大量生长而影响出水水质，有利于SS的去除和防止底泥上浮。

本发明根据城市河道的河床断面两边高、中间低的结构特点及其水质净化和生态修复的要求，在现有生物膜技术和生态浮床技术的基础上对主要装置进行了创新和改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种净化效率高，运行成本较低，二次污染较少，便于管护及调控，适用于河道水体的水质净化与生态修复或重建的装置。

本发明所述的用于河道水体生态修复的梯级装置，其特征在于包括固定桩、木质框架、连杆、螺杆、螺母、垫圈、调节板、半球形填料、海绵和植物。其中木质框架内固定一个用宽度15-25mm的竹片编织成的网状载体，节点处悬挂半球形填料，利用海绵辅助植物固着在半球形填料内；木质框架之间用2-3根连杆连接，连杆两端用铰链连结在框架上，并可以转动；木质框架顺水流方向两侧各等距离固定3-5个带垫圈的螺杆和螺母；调节板含有3-5个调节孔，连接在相邻木质框架的螺杆上。

本发明所述的用于河道水体生态修复的梯级装置，其特征在于多个相连的木质框架沿河道断面呈梯级分布，有利于同时增强不同深度水体的自净能力，从而缩短水生生态系统恢复或重建的时间。

本发明所述的用于河道水体生态修复的梯级装置，其特征在于通过调节板可以根据河道水体透光度及水质状况合理调节木质框架的深度，并选择合适的植物，逐步形成包含挺水植物、浮叶植物和沉水植物在内的立体生态修复系统。

本发明所述的用于河道水体生态修复的梯级装置，其特征在于半球形填料既是生物膜载体，又是植物根系附着之处，有利于增强生物(生态)修复效果并防止植株倒伏。