本發(fā)明涉及一種城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展、城鎮(zhèn)化率的逐年提高，部分未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水以及初期雨水排放至城市人工河。大量的富營(yíng)養(yǎng)及其它有害物質(zhì)迅速進(jìn)入人工河，引起藻類及浮游生物迅速繁殖，導(dǎo)致水體中溶解氧短期內(nèi)迅速被消耗，加之人工河自身缺乏有效的循環(huán)，復(fù)氧能力差的外界條件，水質(zhì)嚴(yán)重惡化并引發(fā)黑臭，最終人工河的生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，不僅失去了其原有的景觀性，更影響城市居民的正常生活。因此，構(gòu)建城市人工河的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)其良性可持續(xù)的生態(tài)功能是治理人工河的關(guān)鍵。多年來，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者對(duì)河道治理技術(shù)進(jìn)行深入的研究并取得顯著的成果。目前河道治理技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

(1)物理技術(shù)；物理技術(shù)是指通過人工機(jī)械手段實(shí)現(xiàn)治理河道目的。主要包括截污分流、引水沖污和底泥疏浚、曝氣復(fù)氧等。截污分流是從根本上解決水體黑臭的方法，但因其涉及到水利市政及相關(guān)企業(yè)等部門，需要政府協(xié)調(diào)各方；除此之外，工程量大的劣勢(shì)也決定了該方法不是短期內(nèi)治理河道的優(yōu)選方法。引水沖污是用潔凈水置換原河水的一種方法，通過對(duì)有害物質(zhì)不斷稀釋，降低其在水體中的濃度，以此達(dá)到消除黑臭的目的。該方法需要大量干凈水，致使治理成本高昂，因此其很難在實(shí)際中應(yīng)用；底泥疏浚極易破壞原河道生態(tài)系統(tǒng)并且工程量大，所以該方法不是最佳優(yōu)選方法。

(2)化學(xué)技術(shù)；化學(xué)技術(shù)是指在河道水體中噴灑滅藻劑、殺菌劑及絮凝劑之一或多種達(dá)到治理目的。該方法成本高，易導(dǎo)致二次污染。所以從目前所報(bào)道的專利來看，化學(xué)技術(shù)是其它治理河道技術(shù)的輔助手段。

(3)生物技術(shù)；生物技術(shù)是一類以天然水體或篩選培養(yǎng)的土著微生物菌以及其它菌為主體，通過其自身新城代謝作用降低水體中有機(jī)物含量的統(tǒng)稱。從目前專利來看主要包括投加菌劑、生物膜和曝氣復(fù)氧操作技術(shù)。微生物對(duì)初始水體環(huán)境要求比較高，如果不通過特定方法為其提供利于生長(zhǎng)的環(huán)境，將會(huì)明顯降低該方法的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有河道治理的至少一個(gè)缺陷，提供一種城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法，可從源頭上對(duì)污染進(jìn)行預(yù)處理，降低源頭污染；構(gòu)建并長(zhǎng)期維持人工河道生態(tài)系統(tǒng)，從根本上改善河道水質(zhì)和恢復(fù)自凈能力。除此之外，該系統(tǒng)及方法施工工程量低，成本較低，適于推廣應(yīng)用。

特別地，本發(fā)明提供了一種城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法，其中，河道，所述河道具有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的河岸，以及沿所述河道的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置的多個(gè)跌水壩；每個(gè)所述河岸上設(shè)置有多個(gè)雨水出水口。所述城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法可包括：

對(duì)河道污染源進(jìn)行預(yù)處理，包括：在每個(gè)所述雨水出水口處設(shè)置第一攔截網(wǎng)裝置，在每個(gè)所述雨水出水口的下方預(yù)設(shè)距離處設(shè)置有包括殺菌物質(zhì)的環(huán)保型沙包；以及在每個(gè)所述跌水壩處設(shè)置第二攔截網(wǎng)裝置；

利用殺菌劑和絮凝劑對(duì)所述河道中的水體進(jìn)行初凈化，且根據(jù)所述河道的不同區(qū)域的污染程度確定各個(gè)區(qū)域接收所述殺菌劑和所述絮凝劑的接收量；

向所述河道中的水體中投加復(fù)合菌劑；且根據(jù)所述河道的不同區(qū)域的底泥的污染程度確定各個(gè)區(qū)域接收所述復(fù)合菌劑的接收量；

設(shè)置多個(gè)包括水草的人工浮島，以及在所述人工浮島上的水草初步掛膜后噴灑土著微生物；且根據(jù)所述河道的不同區(qū)域的污染程度確定每相鄰兩個(gè)所述人工浮島之間的距離；

向所述河道中的水體中投放水生動(dòng)物；且根據(jù)所述河道的不同區(qū)域的污染程度確定各個(gè)區(qū)域接收所述水生動(dòng)物的接收量；

重復(fù)投加所述土著微生物，以使土著微生物群形成優(yōu)勢(shì)群落。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述第一攔截網(wǎng)裝置包括孔徑為1cm至2cm的不銹鋼絲網(wǎng)；

每個(gè)所述第二攔截網(wǎng)裝置包括固定鋼管、鋼條和魚絲網(wǎng)；所述鋼管固定于所述河道，所述魚絲網(wǎng)安裝于所述固定鋼管，所述鋼條配置成固定所述魚絲網(wǎng)的水下部分；

所述預(yù)設(shè)距離為28cm至32cm。

進(jìn)一步地，所述殺菌劑為石灰乳；所述絮凝劑為聚合氯化鋁；且所述殺菌劑的濃度為10-50ppm；所述絮凝劑的濃度為50-100ppm。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述人工浮島還包括：

多個(gè)均勻分布的花盆，每個(gè)所述花盆內(nèi)種植有所述蘆葦和/或所述香蒲；

穿插于所述水草的鐵絲，所述鐵絲配置成直接或間接地固定于所述河道的底部。

進(jìn)一步地，所述復(fù)合菌劑包括em活性液。

進(jìn)一步地，所述水生動(dòng)物包括濾食性動(dòng)物、雜食性動(dòng)物，以及貝類和蝦。

本發(fā)明提供的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法中，可從源頭上對(duì)污染進(jìn)行預(yù)處理，降低源頭污染；構(gòu)建并長(zhǎng)期維持人工河道生態(tài)系統(tǒng)，從根本上改善河道水質(zhì)和恢復(fù)自凈能力。除此之外，該系統(tǒng)及方法施工工程量低，成本較低，適于推廣應(yīng)用。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法。其中河道一般性可具有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的河岸，以及沿河道的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置的多個(gè)跌水壩；每個(gè)河岸上設(shè)置有多個(gè)雨水出水口。例如以某地的一條城市人工河為實(shí)例，該河段屬于城市人工景觀河道，東起某水庫，西至某河，全長(zhǎng)大約5km，平均寬度和深度分別為40m和1.5m，總水面積大約為20000平方米。周圍主要以居民為主。治理前河道富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重、能見度小于20cm，整體伴隨輕微黑臭。該河道內(nèi)平均100m設(shè)置一條跌水壩，水位落差大約30cm，兩邊河岸為垂直駁岸，均勻分布雨水出水口。

本發(fā)明實(shí)施例的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法可包括如下步驟：

對(duì)河道污染源進(jìn)行預(yù)處理，包括：在每個(gè)雨水出水口處設(shè)置第一攔截網(wǎng)裝置，在每個(gè)雨水出水口的下方預(yù)設(shè)距離處設(shè)置有包括殺菌物質(zhì)的環(huán)保型沙包；以及在每個(gè)跌水壩處設(shè)置第二攔截網(wǎng)裝置。例如每個(gè)第一攔截網(wǎng)裝置包括孔徑為1cm至2cm的不銹鋼絲網(wǎng)。每個(gè)第二攔截網(wǎng)裝置包括固定鋼管、鋼條和魚絲網(wǎng)；鋼管固定于河道，魚絲網(wǎng)安裝于固定鋼管，鋼條配置成固定魚絲網(wǎng)的水下部分。預(yù)設(shè)距離為28cm至32cm。

河道污染源一般包括沿河隨意投擲的生活垃圾以及初期雨水?dāng)y帶的大量污染物。具體地，對(duì)上述的某實(shí)際河段處理時(shí)，利用該河道現(xiàn)有的跌水壩，沿壩體水位低處每隔2m安裝直徑為5cm的中空不銹鋼鋼管。底部用三角鋼板焊接固定，將內(nèi)徑為5mm的魚絲網(wǎng)用尼龍?jiān)鷰О惭b固定在鋼管上。魚絲網(wǎng)在水底部用鋼條固定。通過風(fēng)力作用將河面浮藻、漂浮物吹落至跌水壩低處，魚絲網(wǎng)攔截浮藻、漂浮物在跌水壩低處。人工定期沿跌水壩清理垃圾即可。河岸上留存大量的雨水出水口，初期雨水?dāng)y帶大量污染物進(jìn)入河道會(huì)導(dǎo)致河道水質(zhì)短期變差。該方案中通過在雨水出水口安裝尺寸適合的可拆卸的、孔徑為1-2cm的不銹鋼絲網(wǎng)。在出水口下方30cm處設(shè)置綠色環(huán)保型沙包，沙包中攜帶一定量的殺菌劑，用以對(duì)初期雨水預(yù)殺菌處理。

利用殺菌劑和絮凝劑對(duì)河道中的水體進(jìn)行初凈化，且根據(jù)河道的不同區(qū)域的污染程度確定各個(gè)區(qū)域接收殺菌劑和絮凝劑的接收量。優(yōu)選地，殺菌劑為石灰乳；絮凝劑為聚合氯化鋁；且殺菌劑的濃度為10-50ppm；絮凝劑的濃度為50-100ppm。該步驟主要是利用常用的殺菌劑、絮凝劑，通過殺菌、絮凝沉淀作用提高水體透明度、實(shí)現(xiàn)短期水質(zhì)凈化，即使水體初凈化，營(yíng)造菌類生長(zhǎng)的適宜環(huán)境。根據(jù)受污染程度的不同對(duì)殺菌劑的濃度為10-50ppm。絮凝劑的濃度為50-100ppm。

具體地，在污染較重、較輕的河段殺菌劑濃度分別為40ppm、20ppm。石灰乳和水按照1：40放置于聚乙烯塑料桶并不斷攪拌，用帶有抽吸泵的施工船噴灑，流速為60-100l/h。噴灑完隔4-8h按照同樣的方法噴灑聚合氯化鋁。聚合氯化鋁按照1：40稀釋，噴灑濃度分別為100、50ppm。隔一天水質(zhì)能見度基本達(dá)到30-50％，之后可再進(jìn)行下一步步驟。

向河道中的水體中投加復(fù)合菌劑；且根據(jù)河道的不同區(qū)域的底泥的污染程度確定各個(gè)區(qū)域接收復(fù)合菌劑的接收量。復(fù)合菌劑優(yōu)選為em活性液。利用復(fù)合菌劑在其生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的有用物質(zhì)及其分泌物質(zhì)，成為微生物群體相互生長(zhǎng)的基質(zhì)和原料，通過相互間的共生繁殖關(guān)系，形成一個(gè)復(fù)雜而穩(wěn)定的微生物系統(tǒng)，并發(fā)揮充氧、降低氮磷有害物質(zhì)等多種功能。沿河段噴灑已活化培養(yǎng)的復(fù)合菌液，噴灑量按照不同污染程度酌情增減。具體操作時(shí)，將em活性液以1：20兌水用施工船在水面潑灑，按照底泥污染程度不同決定光合菌的噴灑量。按未兌水em菌液體積計(jì)算，每畝約12-18升(1m水深)，分別在河面和河底噴灑，如果天氣不佳，可按照上述步驟重復(fù)投加2-3次。

設(shè)置多個(gè)包括水草的人工浮島，以及在人工浮島上的水草初步掛膜后噴灑土著微生物；且根據(jù)河道的不同區(qū)域的污染程度確定每相鄰兩個(gè)人工浮島之間的距離。進(jìn)一步地，每個(gè)人工浮島還可包括：多個(gè)均勻分布的花盆，每個(gè)花盆內(nèi)種植有蘆葦和/或香蒲；穿插于水草的鐵絲，鐵絲配置成直接或間接地固定于河道的底部。具體地，沿河道水流方向鋪設(shè)一定面積的人工浮島，浮島中均勻種植蘆葦、香蒲等水生植物。根據(jù)河段受污染程度不同決定人工浮島的數(shù)量。在浮島貼近水面一側(cè)均勻固定穿插人工水草的鐵絲，在鐵絲另一側(cè)固定附加重物或其它物質(zhì)以將其固定在河道底部，水草懸掛密度依據(jù)水體污染程度。待水草初步掛膜之后，用施工船均勻噴灑在現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)活化好的土著微生物。根據(jù)水體不同的污染程度決定噴灑密度和區(qū)域濃度。

具體地，對(duì)上述的某實(shí)際河段處理時(shí)，沿河道水流方向每隔10m鋪設(shè)一個(gè)20平方米的人工浮島，共三排。浮島中可包括均勻分布的花盆，花盆底部與水體相通?；ㄅ枥锞鶆蚍N植蘆葦、香蒲等水生植物。根據(jù)河段受污染程度不同決定人工浮島的數(shù)量。一般污染程度較重的地隔5m布置。污染程度較輕的地方隔10m的方式布置。

向河道中的水體中投放水生動(dòng)物；且根據(jù)河道的不同區(qū)域的污染程度確定各個(gè)區(qū)域接收水生動(dòng)物的接收量。進(jìn)一步地，水生動(dòng)物包括濾食性動(dòng)物、雜食性動(dòng)物，以及貝類和蝦。在該步驟中，水體生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建離不開水生動(dòng)物。一般按照當(dāng)?shù)爻Ｒ娝鷦?dòng)物為選擇范圍，針對(duì)性的按一定比例選取濾食性魚類、雜食性魚類以及貝類和蝦等。投放量依據(jù)水體污染程度。

重復(fù)投加土著微生物，以使土著微生物群形成優(yōu)勢(shì)群落。微生物群的生長(zhǎng)易受環(huán)境條件的影響。因此需要重復(fù)投加土著微生物群，直到水體中微生物群。

本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法能夠產(chǎn)生非常優(yōu)良的水質(zhì)，具有意想不到的水質(zhì)效果。具體地，可根據(jù)一在本發(fā)明之前發(fā)明人提出的水體處理方法與本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法產(chǎn)生的水質(zhì)對(duì)比可得到體現(xiàn)本發(fā)明城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法的意料不到的效果。

在本發(fā)明之前發(fā)明人提出的水體處理方法可具體如下，以某黑臭河道治理為例說明在本發(fā)明之前的水體處理方法。該項(xiàng)目段全長(zhǎng)約8.0km，河道寬90米。河道流經(jīng)人口密集區(qū)域，平均水深2至4米，河道歷史淤泥約50cm。該項(xiàng)目的治理方法如下：

進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸，主要是將聚乙烯土工網(wǎng)固定在土質(zhì)邊坡，之后種植當(dāng)?shù)夭荼局参?、草皮或者花卉?/p>

大功率造流增氧，主要是指將大功率曝氣機(jī)安裝在河道底部，通過將河道水體與外界空氣循環(huán)達(dá)到增氧目的。

投加高效微生物菌劑降解有害物質(zhì)，達(dá)到凈水目的。

填充生物載體以及水生植物浮島。該方案需要大功率曝氣，成本高昂，維護(hù)費(fèi)用較高。而且，該方法得到的水質(zhì)效果可如下表(即表一)所示：

表一

本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法可從源頭上對(duì)污染進(jìn)行預(yù)處理，降低源頭污染；構(gòu)建并長(zhǎng)期維持人工河道生態(tài)系統(tǒng)，從根本上改善河道水質(zhì)和恢復(fù)自凈能力。除此之外，該系統(tǒng)及方法施工工程量低，成本較低，適于推廣應(yīng)用。特別地可產(chǎn)生良好的水質(zhì)，產(chǎn)生的水質(zhì)效果可如下表(即表二)所示：

表二

本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法獲得的水質(zhì)可達(dá)到地表水四類標(biāo)準(zhǔn)，可用于城市灌溉，市政樹木、花草等，便于水資源的合理利用。

進(jìn)一步地，發(fā)明人還使用斑馬魚急性毒性實(shí)驗(yàn)來評(píng)判該水體的毒性程度，以判斷本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法獲得的水質(zhì)是否適用于動(dòng)物飲用：

在具有代表性的河道段采集水樣，每月采集一次，之后于4℃密封保存于塑料箱中。

選取體型大小一致的斑馬魚，馴養(yǎng)14d，當(dāng)死亡率＜5％可用于實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前24小時(shí)停止進(jìn)食，實(shí)驗(yàn)期間不喂食，選取重鉻酸鉀濃度分別為150、180、210、250、300mg/l作為陽性對(duì)照組和空白對(duì)照組，對(duì)照組均采用使用曝氣3天的自來水，以及采用在本發(fā)明之前發(fā)明人提出的水體處理方法獲得的水質(zhì)。靜置48h之后檢查受試斑馬魚的狀況，觀察記錄斑馬魚死亡數(shù)量。

按照重鉻酸鉀濃度與動(dòng)物死亡率標(biāo)準(zhǔn)曲線分析，普遍認(rèn)為重鉻酸鉀濃度低于180mg/l所對(duì)應(yīng)的水體基本為無毒。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法獲得的水質(zhì)，斑馬魚的死亡率在20％-36％之間，也就是說水體毒性相當(dāng)于200mg/l重鉻酸鉀濃度，表示水體低毒或無毒，完全適合動(dòng)物飲用。然而，在本發(fā)明之前發(fā)明人提出的水體處理方法獲得的水質(zhì)，斑馬魚的死亡率在50％以上，表示水體還是具有較大的毒性，不適合動(dòng)物等的飲用。也就是說，雖然，在本發(fā)明之前發(fā)明人提出的水體處理方法獲得的水質(zhì)在表現(xiàn)上可能比較清澈，但不及本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法獲得的水質(zhì)，然而水質(zhì)毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本發(fā)明的城市人工河道水體生態(tài)修復(fù)方法獲得的水質(zhì)。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。