CN102092889A - 一种湖泊净化及水生态环境复原的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，包括：绳状接触氧化步骤，加压浮起步骤，水草栽培岛使用步骤，湖泊污染状态分析步骤，选择最佳使用步骤同时，选择综合运作与否的步骤：绳状接触氧化选择步骤，选择该步骤所处理的对象、运转方法；该方法利用绳状接触氧化装置清除存在于湖泊内或者从湖泊外流入湖泊内的污染物质，特别是有机物和固体物质(SS)，利用加压浮起方法清除沉积在湖泊底部的沉积物和藻类，利用水草栽培岛使用方法清除湖泊内营养物质和有机物，并提供藻类的增殖抑制和鱼类的产卵及隐身处，从而复原水生态环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，更详细的涉及一种控制湖泊的污染物質、复原湖泊內水生態環境的方法，该方法利用绳状接触氧化装置清除存在于湖泊内或者从湖泊外流入湖泊内的污染物质，特别是有机物和固体物质(SS)，利用加压浮起方法清除沉积在湖泊底部的沉积物和藻类，利用水草栽培岛使用方法清除湖泊内营养物质和有机物，并提供藻类的增殖抑制和鱼类的产卵及隐身处，从而复原水生态环境。
背景技术
在城市地区，用于改善城市美观以及作为水源，并且附近湖泊较多的情况。这样的湖泊具有营造水生态环境的作用，从而作为人们的休息空间来使用，并且作为水鸟的栖息空间来使用。相反，由于人们投掷的鱼饲料、初期雨水中大量包含的非典型污染物质、沉积于底部的沉积物等的影响，使湖泊内污染物质增加，而导致湖泊丧失了自身水生态环境净化功能的地步。
同时，有受污染河流、小规模支流、运河流入湖泊的情况下，湖泊的污染程度更加严重，会进一步丧失自身水生态环境净化功能。
因而，要将这样受污染的湖泊作为水源等利用，清除污染物质而营造健康的水生态环境，强化自身水生态净化功能的必要性日益增加。目前为止，以往的湖泊净化方法只是将湖泊内暂时性的污染物质清除作为重点，而并不考虑对各种污染源和污染物质的有效净化和水生态复原以及生态环境营造。因而，需要使用不仅可以清除湖泊内污染物质，而且可以藉由对各种污染源和污染物质的有效净化，控制污染，复原并营造水生态环境的方法。
尤其是，降雨时非典型高浓度污染物质的初期雨水直接流入湖泊的情况下，而使得湖泊的污染加重，所以需要预先清除初期雨水中的非典型污染物质后，再使其流入湖泊。
并且，受污染的河水等流入湖泊，而使湖泊的污染速度加快，所以需要预先清除污染物质后，再使其流入湖泊中。
发明内容
本发明的目的是提供一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，该方法藉由分析湖泊内的污染状态和流入湖泊的污染状态，并使用适当的净化方法，清除湖泊内污染物质，复原水生态环境。
更详细地，本发明的目的是提供一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，该方法将绳状接触氧化步骤、加压浮起步骤以及水草栽培岛使用步骤，根据湖泊内的污染状态(污染物成分和量、沉积物或者藻类的量及分布等)和流入湖泊的污染状态(有无污染源，按照污染源分类的污染物质成分和量等)，适当选择组合上述各步骤的使用方法来使用，从而，有效地净化湖泊，复原湖泊内水生态环境。
本发明技术方案是，一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，其特征在于，包括以下步骤：
绳状接触氧化步骤，将一湖泊的湖泊水或是该湖泊流入水移动到一绳状接触氧化装置中，藉由接触而氧化清除有机物质和固体物质，将净化的该湖泊水重新流入该湖泊，或使净化之该湖泊流入水流入该湖泊；
加压浮起步骤，向该湖泊底部排出溶解空气过饱和的加压水，藉由此时生成的微小气泡，使该湖泊内沉积物或者藻类浮起而清除；以及
水草栽培岛使用步骤，利用在该湖泊的水表面栽植净水植物，而在下部向水中形成有人工根的一水草栽培岛，藉由该净水植物和该人工根清除该湖泊内营养物质和有机物，复原水生态环境；
还包括一湖泊污染状态分析步骤，以分析在该湖泊内的污染物质成分和量、沉积物或者藻类的量和分布之污染状态，和污染源有无流入湖泊、按照该污染源分类的污染物质成分和量的污染状态；以及
选择下列步骤的最佳使用方式的同时，选择各该等步骤综合运作与否的步骤：
绳状接触氧化选择步骤，选择该绳状接触氧化步骤所处理的对象、运转方法；
加压浮起选择步骤，选择该加压浮起步骤运行与否、运行时期及频率以及使用位置；
水草栽培岛使用步骤选择步骤，选择该水草栽培岛使用步骤的设置面积、使用位置。
其中，用以移动该湖泊水、清除包括有机物质和固体物质的污染物质，使净化的该湖泊水重新流入该湖泊中的该绳状接触氧化装置，仅使初期雨水替代该湖泊水移动，或者使该湖泊水和该初期雨水一起移动，将该初期雨水、或者该初期雨水和该湖泊水中之该包括有机物质和固体物质的污染物质清除，再流入该湖泊。
其中，用以移动该湖泊水、清除包括有机物质和固体物质的该污染物质，使净化的该湖泊水重新流入该湖泊中的该绳状接触氧化装置，在受污染的河水流入该湖泊的情况下，仅使该受污染的河水代替该湖泊水移动，或者使该湖泊水和该受污染的河水一起移动，将该受污染的河水、或者该受污染的河水和该湖泊水中之该包括有机物质和固体物质的污染物质清除，再流入该湖泊。
其中，该水草栽培岛使用步骤，是在一浮游架上部栽植净水植物，并在该浮游架下部形成人工根，藉由该净水植物和该人工根上所附着的微生物，清除该湖泊中的有机物质，藉由该人工根增殖动物性浮游生物，抑制该湖泊内藻类的增殖，以提供鱼类的产卵处及栖息处。
本发明使用绳状接触氧化步骤清除湖泊内有机物质或者固体物质。即，本发明将湖泊的湖泊水移送到设置在湖泊旁边的绳状接触氧化装置中，藉由该绳状接触氧化装置内的接触过滤材料，藉由吸附和生物氧化分解而清除湖泊内的污染物，特别是固体物质及有机物，并使净化的湖泊水重新流入湖泊。因此，湖泊被有机物和固体物质严重污染时，使用上述的绳状接触氧化步骤就可以有效地清除湖泊的有机物和固体物质。特别是降雨时，包含大量非典型污染物质的初期雨水流入湖泊时，可以对包含在上述初期雨水中的非典型污染物质使用上述绳状接触氧化步骤，而使净化的雨水流入湖泊。并且受污染的河水流入湖泊时，同样对包含在上述河水中的有机物质和固体物质使用绳状接触氧化步骤，使净化的河水流入湖泊。而使得湖泊被进一步地净化，提高了湖泊自身水生态环境复原功能。
并且，本发明为了清除沉积于湖泊底部的沉积物或者包含在湖泊中的藻类而使用加压浮起步骤。加压浮起步骤是将溶解空气过饱和的加压水通过加压泵排到湖泊底部，藉由此时生成的微小气泡使沉积于湖泊底部的沉积物或者藻类浮到湖泊表面，再用刮板等将上述浮起的沉积物或者藻类一并清除。因此，在湖泊底部所蓄积了很多沉积物、从沉积物中溶出的有机物质以及氮、磷等的溶出量很多时，或者夏季藻类的发生严重时，藉由短时间使用加压浮起步骤，可以有效地清除湖泊内沉积物或者藻类。并且，上述加压泵可以搭载于驳船等漂浮装置，由于该等漂浮装置可以移动，所以湖泊面积大的时候也可以使用，在湖泊内选择性地移动到沉积物或者藻类大量形成的地点，有效地清除湖泊内沉积物和藻类，结果带来了有效地清除湖泊的沉积物和藻类的结果。
即使以湖泊水或者湖泊流入水(初期雨水，受污染河水)为对象，使用绳状接触氧化步骤净化湖泊，也会由于鱼食等各种原因，经过长时间后在湖泊中堆积沉积物而产生藻类。因此，使用绳状接触氧化步骤进行平时湖泊的水质管理，在沉积物堆积较多或者藻类严重爆发的情况下，短时间使用加压浮起步骤就能更加有效地净化湖泊。
并且，本发明为了复原湖泊内水生态环境，清除一部分营养物质和有机物质而使用水草栽培岛使用步骤。上述水草栽培岛是多功能水草栽培岛，在浮游架上部栽植有净水植物等，在下部向水中形成有人工根，上述人工根可以使用绳状接触材料。因此，可以藉由上述净水植物吸收和清除氮和磷，藉由附着在净水植物的根和上述人工根上的微生物，将有机物氧化分解而除去，根据上述人工根的动物性浮游生物繁殖处作用，增加动物性浮游生物的个体量，上述动物性浮游生物摄取藻类，以所谓的向下控制方式(top-down control)抑制藻类的增殖。并且，上述人工根提供鱼类的产卵和隐身处，所以可以改善湖泊自身的水生态环境，尤其是水草栽培岛自身可以创造美观而具有审美性效果，并且设置有净水植物的水草栽培岛可以作为鸟的栖息地使用。
本发明为了使用上述的绳状接触氧化步骤、加压浮起步骤、水草栽培岛使用步骤来有效净化湖泊，在使用上述各步骤的前分析上述湖泊内污染状态和湖泊流入污染状态。即，分析湖泊内的污染物质成分和量、沉积物或者藻类的量和分布等，分析流入湖泊的污染源(初期雨水、污染河水)的有无、按各污染源分类的污染物成分和量等，从而适当选择并组合后使用上述各步骤的使用方法。
结果，藉由湖泊内污染状态和湖泊流入污染状态的分析，选择并综合运作绳状接触氧化步骤S30的处理对象(湖泊水、雨水、河水)、运转方法等，加压浮起S40的运行与否，运行时机和频次、使用位置等，水草栽培岛使用步骤S50的设置面积、使用位置等，从而在短时间内经济地净化湖泊并复原水生态环境。本发明有益效果是：
本发明藉由分析湖泊内污染状态和湖泊流入污染状态的分析来进行适合于湖泊净化和水生态环境复原的净化方法，在短时间内经济地净化湖泊，复原水生态环境。特别是，使用绳状接触氧化步骤，藉由在湖泊旁边设置绳状接触氧化装置，使湖泊的湖泊水流入上述绳状接触氧化装置而清除有机物和固体物质，从而有效地清除湖泊内固体物质或者有机物质。并且，根据本发明，为了清除降雨时包含在初期雨水中的大量的非典型污染物质，使用绳状接触氧化步骤，清除包含在流入上述湖泊的初期雨水中的有机物质和固体物质，从而，在流入湖水的前，将湖水的污染防范于未然。受污染的河水流入湖泊的时候也同样地，使用清除河水中的有机物质和固体物质的绳状接触氧化步骤，从而清除流入上述湖泊中的河水中的有机物质和固体物质，在流入湖泊的前，将湖泊的污染防范于未然，而使得湖泊自身的水生态环境复原能力提高。同时，使湖泊水流入后处理的绳状接触氧化装置，在降雨时或者受污染的河水流入时，代替湖泊水仅使初期雨水或者受污染的河水流入，或者使初期雨水或者受污染的河水与湖泊水一起流入而进行净化，因此能够节约空间以及简化设备。并且，绳状接触氧化装置可以形成为地下结构物，所以具有可以将上述地下结构物的上部空间作为公园等的附近生活设施空间来活用的优点。
并且，根据本发明，在短时间内进行产生微小气泡的加压浮起步骤，使沉积于湖底的沉积物和湖泊内的藻类在短时间内浮起而清除，并且，用于加压浮起步骤的加压浮起装置能够移动，可以使用于较宽的湖泊，可以选择性地使用于沉积物和藻类浓度高的场所。
并且，根据本发明，进行利用多功能水草栽培岛的水草栽培岛使用步骤，因此藉由净水植物吸收并清除氮和磷，藉由附着在净水植物根和设置于下部的人工根上的微生物清除有机物。并且，促进动物性浮游生物的繁殖、抑制藻类的增殖、营造作为鱼类的产卵的隐身处、水鸟栖息处等而活化水生态环境。因此，即使是富营养化严重的湖泊，也可以强化湖泊自身水生态环境净化能力。
并且，根据本发明，藉由湖泊内污染状态和湖泊流入污染状态的分析，适当选择或者组合上述步骤的使用方式而使用，在短期内，经济地净化湖泊，复原水生态环境。
附图说明
图1是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的流程图；
图2是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的湖泊的图；
图3是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的绳状接触氧化装置的图；
图4是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的湖泊水接触氧化步骤的图；
图5是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的溶解空气加压浮起步骤的图；
图6是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的水草栽培岛使用步骤的图；以及
图7是本发明的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，一实施例的水草栽培岛的图。
图中图号说明：
1-湖泊；2-贮留槽；10-绳状接触氧化装置；11-流入部；12-曝气槽；13-滤沉淀槽；15-产气管；16-内筒；17-介质；18-排泥管；20-移动式加压浮起装置；21-加压水喷射装置；22-淤泥护栏；23-刮刀；24-加压泵；30-多功能水草栽培岛；31-净水植物；32-浮游架；33-栽植网；34-人工根；S10-步骤；S20-步骤；S21-步骤；S22-步骤；S23-步骤；S30-步骤；S40-步骤；S50-步骤；
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明优选实施例的湖泊净化及水生态环境复原的方法。
图1是本发明一实施例湖泊净化和水生态环境复原方法的流程图；图2是说明湖泊净化和水生态环境复原方法的湖泊的图。
如图1和图2所示，根据本发明一实施例的湖泊净化和水生态环境复原的方法包括绳状接触氧化步骤S30、加压浮起步骤S40以及水草栽培岛使用步骤S50，根据湖泊内污染状态和湖泊流入污染状态的分析结果，选择上述各净化步骤的使用及运作方式。如图1和图2所示，绳状接触氧化步骤S30在设置于上述湖泊1旁边的绳状接触氧化装置10中完成，上述加压浮起步骤S40以及水草栽培岛使用步骤S50在上述湖泊1中完成。
根据本发明的湖泊净化及水生态环境复原方法的特点是利用上述绳状接触氧化步骤S30、加压浮起步骤S40以及水草栽培岛使用步骤S50净化湖泊并改善水生态环境，可以根据湖泊的污染状态改变上述各步骤的使用及运作方式，因此，先进行湖泊污染状态分析步骤S10。
即先以湖泊污染状态分析步骤S10分析湖泊内污染物成分和量、沉积物或者藻类的量及分布和流入湖泊的污染源(雨水、河水等)的有无，按照污染源分类的污染物质成分和量等。
以该分析结果为基础，绳状接触氧化选择步骤S21选择绳状接触氧化步骤S30所处理的对象(雨水、河水等)、运转方法等，加压浮起选择步骤S22选择加压浮起步骤S40运行与否，运行时机和频率、使用位置等，水草栽培岛使用选择步骤S23选择水草栽培岛使用步骤S50的设置面积、使用位置等，选择上述各步骤的最佳使用方式的同时，藉由选择步骤S20选择上述各步骤S30、S40、S50的综合运作与否，净化湖泊。
例如，在湖泊内有机物或者固体物质多的情况下，以湖泊水为对象，使用上述绳状接触氧化步骤S30；在需要营造鱼类增殖、藻类抑制等水生态环境和清除一部分营养盐类的情况下，使用水草栽培岛使用步骤S50；在湖泊内堆积了很多沉积物，从沉积物中溶出很多有机物、氮、磷等的情况下，或者在藻类的爆发严重的情况下，暂时使用加压浮起步骤S40。并且，在降雨时，大量包含非典型污染物质的初期雨水流入湖泊的情况下，或者在受污染的河水流入湖泊的情况下，以初期雨水或者受污染的河水为对象，使用绳状氧化接触步骤S30。湖泊的污染大部分是由各种原因综合作用而发生，所以需要将上述各步骤的使用方式适当选择并综合运作。
图3是为了说明根据本发明一实施例的湖泊净化和水生态环境复原方法的绳状接触氧化装置的图；图4是为了说明根据本发明一实施例的湖泊净化和水生态环境复原方法的绳状接触氧化方法的图。参照图3及图4，对上述绳状接触氧化步骤S30进行说明。
上述绳状接触氧化步骤S30是将上述湖泊1的湖泊水或者湖泊流入水(初期雨水、受污染河水等)移动到上述绳状接触氧化装置10中，使其与上述绳状接触氧化装置10内的介质17接触，清除上述湖泊水或者湖泊流入水内的有机物及固体物质，使净化的上述湖泊水或者湖泊流入水流入上述湖泊1的步骤。
即，上述绳状接触氧化装置10形成在上述湖泊1的旁边，如图3所示，使湖泊水或者湖泊流入水流入的流入部11、与上述流入部11连接且藉由吸附或者微生物氧化分解而清除上述湖泊水或者湖泊流入水中的有机物、固体物质等的五组的曝气槽12形成一列，上述五组的曝气槽12的末端形成有过滤沉淀槽13，藉由过滤净化上述湖泊水或者湖泊流入水。
并且，如图4所示，上述曝气槽12内部形成有大量的介质17长长地向下部垂挂，内部设有内筒16，该内筒16的内部设有产气管15，藉由该产气管15形成空气供给和回旋流搅拌。并且，上述曝气槽12的下部为罐状，从上述介质17上掉落附着过多的固体物质或者微生物淤泥等而堆积后，会通过排泥管18排到外部。
因此，湖泊的湖泊水或者湖泊流入水被移送到上述绳状接触氧化装置10，藉由上述绳状接触氧化步骤S30，清除湖泊水或者湖泊流入水中的有机物及固体物质，净化的湖泊水或者湖泊流入水流入湖泊1，从而提高湖泊净化及水生态环境复原能力。
用于上述绳状接触氧化步骤S30的绳状接触氧化装置的使用方式，根据流入湖泊的污染源(雨水、河水)的有无及按照污染源分类的污染物质的量而不同。
即，在降雨时包含大量非典型污染物质的初期雨水流入的湖泊中，绳状接触氧化装置平时作为使湖泊水流入而处理的设施使用，降雨时则作为代替湖泊水使初期雨水流入而清除初期雨水中包含的有机物质及固体物质，再使净化的初期雨水流入湖泊中的设施使用，或者装置的处理容量充分时，作为使湖泊水和初期雨水一起流入，处理后，再流入湖泊的设施使用。
此时，能够在降雨时收集初期雨水，且能够使沙子等沉淀的贮留槽设置在绳状接触氧化装置前端。
并且，在平时有受污染的河水流入的湖泊中，同样作为代替湖泊水使受污染的河水流入绳状接触氧化装置而清除河水中的有机物质和固体物质后再流入湖泊的设施使用，或者在装置的处理容量充分的时候，使湖泊水和受污染的河水一起流入而处理后再流入湖泊的设施使用。此时，可以在受污染的河流中设置能够清除沙子或者大固体物质的贮留槽等。因此，如上所述，根据流入湖泊的污染源(雨水、河水)的有无及按照污染源分类的污染物质的量，分别使用绳状接触氧化装置，而可以有效地净化湖泊，能够使减少绳状接触氧化装置设施所需空间以及设施。
在这里，对上述绳状接触氧化步骤S30的处理效率进行观察。
《表1》
| BOD | SS | T-N | T-P | |
| 流入水(mg/L) | 21.3 | 38.4 | 16.3 | 0.85 |
| 流出水(mg/L) | 3.9 | 8.0 | 13.5 | 0.68 |
| 处理效率 | 81.7 | 79.2 | 17.2 | 20.0 |
上述表1为表示滞留时间为1小时的时候，上述绳状接触氧化步骤S30的处理效率的表，如上述表1可知，表示有机物量的BOD的处理效率为81.7％，固体物质(SS)的清除效率为79.2％，非常高，此外还可以清除一部分(17～20％左右)氮和磷。也就是，上述绳状接触氧化步骤S30是对清除湖泊水或者湖泊流入水中的有机物质及固体物质而净化湖泊的有效方法。
对上述加压浮起步骤S40进行说明。
图5是为了说明根据本发明一实施例的湖泊净化和水生态环境复原方法的加压浮起步骤的图。上述加压浮起步骤S40如图5所示，加压浮起设备20设置在湖泊1中，移动式加压浮起设备20在湖泊中移动的同时，清除湖泊内沉积物及藻类。
上述移动式加压浮起设备20如图5所示，从设置的比湖泊水面高的加压泵24及连接的加压水喷射装置21，加压水被喷到湖泊1底部，包含在上述加压水中的过饱和溶解空气因为压力降低而形成微小气泡，藉由这些微小气泡使沉积物及藻类浮到水表面，浮起的沉积物及藻类由刮板清除。此时，浮起的沉积物或者藻类通过淤泥护栏22滞留在一定区域内而防止向外扩张。
从上述加压水喷射装置21喷出的微小气泡在短时间内浮起，由此沉积物或者藻类的浮起在短时间内形成。并且，由于上述淤泥护栏22或者加压泵21可以搭载于驳船上等，所以可以移动，能够在具有大面积的湖泊等上容易地活用。
特别是可以在湖泊内移动到沉积物或者藻类多的地点而选择性地驾驶，所以可以有效地清除湖泊内沉积物或者藻类。因此，上述加压浮起步骤S40对短时间内暂时清除湖泊内沉积物及藻类效果较好。
上述加压浮起设备20以湖泊污染状态分析S10结果为基础，根据湖泊内沉积物及藻类的量和分布，运转与否、运转时期及频次、使用位置等，其运转方式不同。
即，湖泊污染状态分析S10结果，沉积物及藻类的量少时，不需要运转移动式加压浮起设备，湖泊大时，选择性地移动到沉积物或者藻类的量分布较多的场所运转。通常配合受污染的湖泊中藻类急速增加时期，运转移动式加压浮起装置，清除沉积物及藻类效果较好。
即使以湖泊水或者湖泊流入水(初期雨水、污染河水)为对象，使用绳状接触氧化步骤来净化湖泊，也会因为鱼食等各种原因，经过长时间后，在湖泊中堆积沉积物，爆发藻类。
因此，平时使用绳状接触氧化步骤进S30行湖泊的水质管理，在沉积物堆积很多或者藻类的爆发严重的时候，暂时使用加压浮起步骤S40，就能更加有效地净化湖泊。
在这里，对上述加压浮起步骤S40的处理效率进行观察。
《表2》
| COD | T-N | T-P | Chl.-a | |
| 使用前(mg/L) | 19.07 | 3.18 | 0.14 | 0.137 |
| 使用后(mg/L) | 3.93 | 1.42 | 0.003 | 0.023 |
| 处理效率 | 79.4 | 55.3 | 97.8 | 98.1 |
上述表2是表示上述加压浮起步骤S40的处理效果的图，如上述表2所示，由于高效地清除了包含藻类的粒子性物质，所以表示藻类的量的Chl.-a的清除效率和起因于藻类的磷(T-P)的清除效率分别为98.1％、97.8％，十分卓越，此外，有机物(COD)和氮(T-N)的清除效率分别为79.4％、55.3％，比较高。
因此，可知上述加压浮起步骤S40对短时间内清除包含藻类或者沉积物等的粒子性物质效果显著。并且，藉由向水体供应氧气而具有改善生态***环境的附加效果。
上述加压浮起设备上使用的加压泵21有位于水***外的方式和位于水***内的驳船上的方式，这可以根据湖泊面积等使用环境适当地选择而使用。
对上述水草栽培岛使用步骤S50进行说明。图6是为了说明根据本发明一实施例的湖泊净化和水生态环境复原方法的水草栽培岛使用方法的图；图7是为了说明根据本发明一实施例的湖泊净化和水生态环境复原方法的水草栽培岛的图。
如图1和图6所示，上述水草栽培岛使用步骤S50是将多功能水草栽培稻30设置于上述湖泊1中，清除一部分营养盐类及有机物，并复原水生态环境的方法。
如图7所示，多功能水草栽培岛30形成有漂浮在湖泊水面上的浮游架32，上述浮游架32上部形成有能净化水质和景观优美的净水植物31，下部为人工根34，形成有微生物接触材料。上述净水植物由菖蒲、黄花菖蒲、日本苇、千屈菜等多年生植物中的一种或者一种以上的植物群组成。并且，上述浮游架32由固定绳(未图示)固定。因此，第一，能通过净水植物31吸收并清除氮、磷等营养盐类，通过附着在净水植物的根及人工根34上的微生物清除有机物，从而改善湖泊1的水质；第二，达到水草栽培岛的人工根34的动物性浮游生物繁殖处的作用，增加动物性浮游生物的个体量，上述动物性浮游生物摄取藻类，也就是藉由所谓的向下控制方式抑制藻类增殖。
并且，上述净水植物31的根及人工根34作为鱼类的产卵场所及隐身处使用，从而能够复原湖泊1自身的水生态环境，尤其是上述多功能水草栽培岛30自身可以发挥创造景观的审美效果，还可以作为水鸟的栖息处来活用。
上述多功能水草栽培岛30以湖泊污染状态分析S10结果为基础，根据湖泊内湖泊水的营养盐类的量、藻类的量及其分布，其设置面积、使用范围等使用方式不同。
即，根据上述水草栽培岛清除营养盐类的主要机制是依靠浮游架32上栽植的净水植物的生长的植物细胞内吸收，所以净水植物的数量越多(栽植面积越宽)营养盐类的清除效率越高，因此，湖泊污染状态分析S10结果，湖泊内营养盐类的浓度越高，水草栽培岛的设置面积越大。
并且，设置面积越大，附加性地对藻类的增殖抑制、增加鱼类的个体数等水生态复原效果也越大。
但是，若以清除湖泊内全部营养物质为目的来使用水草栽培岛，则会使设置面积过大，所以考虑根据加压浮起步骤及绳状接触氧化步骤的综合运作将营养盐类清除效率，使用适当的设置面积。并且，在营养盐类的浓度低的湖泊中，较佳地设置水草栽培岛以营造水生态环境为的目的。并且，从抑制藻类的角度考虑，水草栽培岛的使用位置较佳地为湖泊内藻类的爆发严重的场所。
在这里，对上述水草栽培岛使用步骤S50的营养盐类清除效果和生态复原效果进行观察。
《表3》
| 净水植物栽植面积 | 氮吸收量 | 磷吸收量 |
| 2,560m2 | 230kg/年 | 22.8kg/年 |
《表4》
如上述表3可知，上述水草栽培岛使用步骤S50藉由净水植物吸收并清除营养盐类，若换算成单位面积的吸收量，每1m2会吸收清除氮89.84g/年、磷8.91g/年，该数值作为水草栽培岛的设计因素而使用。并且，如上述表4所示，使用水草栽培岛时，藻类(Chl.-a)减少，动物性浮游生物、鱼类个体数及鱼类种类大幅增加，水生态环境得到相当的改善。
接着，对根据本发明一实施例的湖泊净化及水生态环境复原方法的作用进行观察。
首先，为了净化湖泊1，复原水生态环境，进行湖泊污染状态分析S10。即，分析湖泊内污染物质成分和量、沉积物或者藻类的分布和量、流入湖泊的污染源(雨水、河水等)的有无、按照污染源分类的污染物质成分和量等。然后以上述结果为基础，选择绳状接触氧化步骤S30的处理对象(雨水、河水等)、运作方法等；加压浮起步骤S40的运行与否、运行时机和频率等；以及水草栽培岛使用步骤S50的使用位置、设置面积等，选择上述各步骤的最佳使用方式的同时，藉由上述各步骤的综合运作而净化湖泊。
例如，在湖泊内有机物或者固体物质多的情况下，以湖泊水为对象而使用上述绳状接触氧化步骤S30；在需要营造鱼类增殖、藻类抑制等水生态环境和清除一部分营养盐类的情况下，使用水草栽培岛使用步骤S50；在湖泊内堆积了很多沉积物，从沉积物中溶出很多有机物、氮、磷等的情况下，或者在藻类爆发严重中的情况下，暂时使用加压浮起步骤S40。
并且，在降雨时包含大量非典型污染物质的初期雨水流入湖泊的情况下，或者在受污染的河水流入湖泊的情况下，以初期雨水或者受污染的河水为对象，使用绳状氧化接触步骤。湖泊的污染大部分是由各种原因综合作用而发生，所以需要将上述各步骤的使用方式适当选择并综合运作。
通常，即使以湖泊水或者湖泊流入水(初期雨水，受污染河水)为对象，使用绳状接触氧化步骤，且连续使用湖泊内水草栽培岛使用步骤来净化湖泊，也会由于鱼食等各种原因，经过长时间后，在湖泊中堆积沉积物而爆发藻类。因此，使用绳状接触氧化步骤和使用水草栽培岛平时进行湖泊净化，营造水生态环境，在沉积物堆积较多或者藻类严重爆发的情况下，暂时使用加压浮起步骤就能更加有效地净化湖泊。
如上所述，参照附图对根据本发明的湖泊净化及水生态环境复原方法进行了说明，但是本发明不限定于本说明书中公开的实施例和附图，在本发明的技术思想的范围内，本领域技术人员能够进行多种替换。
Claims (4)
1.一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，其特征在于，包括以下步骤：
绳状接触氧化步骤，将一湖泊的湖泊水或是该湖泊流入水移动到一绳状接触氧化装置中，藉由接触而氧化清除有机物质和固体物质，将净化的该湖泊水重新流入该湖泊，或使净化之该湖泊流入水流入该湖泊；
加压浮起步骤，向该湖泊底部排出溶解空气过饱和的加压水，藉由此时生成的微小气泡，使该湖泊内沉积物或者藻类浮起而清除；以及
水草栽培岛使用步骤，利用在该湖泊的水表面栽植净水植物，而在下部向水中形成有人工根的一水草栽培岛，藉由该净水植物和该人工根清除该湖泊内营养物质和有机物，复原水生态环境；
还包括一湖泊污染状态分析步骤，以分析在该湖泊内的污染物质成分和量、沉积物或者藻类的量和分布之污染状态，和污染源有无流入湖泊、按照该污染源分类的污染物质成分和量的污染状态；以及
选择下列步骤的最佳使用方式的同时，选择各该步骤综合运作与否的步骤：
绳状接触氧化选择步骤，选择该绳状接触氧化步骤所处理的对象、运转方法；
加压浮起选择步骤，选择该加压浮起步骤运行与否、运行时期及频率以及使用位置；
水草栽培岛使用步骤选择步骤，选择该水草栽培岛使用步骤的设置面积、使用位置。
2.按照权利要求1所述的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，其特征在于，用以移动该湖泊水、清除包括有机物质和固体物质的污染物质，使净化的该湖泊水重新流入该湖泊中的该绳状接触氧化装置，仅使初期雨水替代该湖泊水移动，或者使该湖泊水和该初期雨水一起移动，将该初期雨水、或者该初期雨水和该湖泊水中之该包括有机物质和固体物质的污染物质清除，再流入该湖泊。
3.按照权利要求1所述的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，其特征在于，用以移动该湖泊水、清除包括有机物质和固体物质的该污染物质，使净化的该湖泊水重新流入该湖泊中的该绳状接触氧化装置，在受污染的河水流入该湖泊的情况下，仅使该受污染的河水代替该湖泊水移动，或者使该湖泊水和该受污染的河水一起移动，将该受污染的河水、或者该受污染的河水和该湖泊水中之该包括有机物质和固体物质的污染物质清除，再流入该湖泊。
4.按照权利要求1所述的一种湖泊净化及水生态环境复原的方法，其特征在于，该水草栽培岛使用步骤，是在一浮游架上部栽植净水植物，并在该浮游架下部形成人工根，藉由该净水植物和该人工根上所附着的微生物，清除该湖泊中的有机物质，藉由该人工根增殖动物性浮游生物，抑制该湖泊内藻类的增殖，以提供鱼类的产卵处及栖息处。
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