CN102863127B - 一种农业面源污染河道的生态恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态与环境保护领域，具体涉及一种农业面源污染河道的生态恢复方法。该方法是农业面源污染河段分隔成净水膜过滤段、生物栅过滤段和湿地布置段3个连续的不同区段作为污水处理单元，污水首先进入净水膜过滤段，自流至生物栅过滤段，再流入湿地布置段，之后再按照0.01kg/m2的密度投放螺、蚬，按照0.3个/m2的密度投放巨牡蛎对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养。本发明方法将拟治理的河段作为处理的载体，合理搭配高效净水膜、生物栅过滤、浮岛式湿地、底栖动物控养组合技术，持续改善水质，同时实现水生态***的良性循环。
Description
技术领域
本发明属于生态与环境保护领域，具体涉及一种农业面源污染河道的生态恢复方法。
背景技术
我国南方农村地区的一些河浜（两广地区称为河涌），由于现代农业大量使用化肥，导致农田径流挟带大量氮磷进入水体，排入河道水体中的CODcr、氨氮、总磷等污染物改变了河水的氮磷平衡。由于氮磷是植物生长的营养元素，水体中氮磷含量的大量增加，势必引起水生生物和蓝藻、小球藻等藻类的过度生长和繁殖，从而造成水体中溶解氧含量下降，进而引发水生动物和水生植物的死亡，而腐败的生物体又会加剧河道的水体污染，若不加治理这类水体仍会出现富营养化等状况，破坏水体生态环境，恶化水质。
针对农业面源污染河道的治理，主要就是进行氮、磷的拦截与水体生态环境的恢复，传统的做法是采用挖掘底泥沉积物、疏浚底泥、去除水草和藻类、凝聚沉降和用化学药剂杀藻等，虽然这些方法利于对河道进行清淤及对藻类进行控制，但成本高，工作量大，同时会给水体带来二次污染等严重的生态环境问题。
发明内容
本发明的目的是为了有效解决我国南方地区的一些村镇河浜（或河涌）农业面源污染河道的问题而提出的一种直接将拟治理的河段作为处理的载体，合理搭配高效净水膜、生物栅过滤、浮岛式湿地、底栖动物控养组合技术，持续改善水质，同时实现水生态***的良性循环。
本发明采用的技术方案：
将宽度为B的农业面源污染河段分隔成净水膜过滤段、生物栅过滤段和湿地布置段等3个连续的不同区段作为污水处理单元，其中前2个河段为污水收集河段（即纳污段）。污水首先进入净水膜过滤段（长度为L1），自流至生物栅过滤段（长度为L2），再流入湿地布置段（长度为L3），之后再按照0.01kg/m2的密度投放螺、蚬，按照0.3个/m2的密度投放巨牡蛎对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养。上述3个治理段长度设计规则是：L1主要依据所属河段内的主要农田污水排放口设置，按该河段所收集污水占治理河段收集的总污水量的60%确定，其它两段的长度分别为：L2=0.2L1、L3=1.2L1。
本发明的有益效果：
1.本发明在建设生态景观的同时，完善了原有的自然生态***，增强了水体生物多样性，构建了更加完善的生态***，增强了水生态***的净化能力，实现了水生态***的良性循环。
2.本发明直接在河道中对农业面源污染河水进行生物强化降解，可将总CODcr从31.1mg/L降至28.1mg/L，总磷从0.4mg/L降至0.3mg/L，氨氮从0.1mg/L降至0.08mg/L，水体透明度由原来的不足30cm升至50cm，河水水质明显改善。
3.本发明在治理河段大量种植了各种水生植物，在净化水质的同时，还与周边环境相协调，使得周边景观得到改善。
4.本发明无须任何动力设施，成本低廉。
附图说明
附图1是农业面源污染河道的生态恢复方法的平面布置图；
附图1中：Ⅰ—净水膜过滤段；Ⅱ—生物栅过滤段；Ⅲ—湿地布置段
L1—净水膜过滤段长度；L2—生物栅过滤段长度；L3—湿地布置段长度；B—河道宽度。
具体的实施方式
如附图1所示，本发明以宽度为B的农业面源污染河道作为污水收集与生物处理的载体，将农业面源污染河段分隔成3个连续的不同区段作为污水处理与生态修复单元，3个不同区段分别为净水膜过滤段Ⅰ（长度为L1）、生物栅过滤段Ⅱ（长度为L2）以及湿地布置段Ⅲ（长度为L3），其中Ⅰ+Ⅱ段为污水收集河段（即纳污段）。污水首先进入净水膜过滤段Ⅰ，自流至生物栅过滤段Ⅱ，再流入湿地布置段Ⅲ，之后再按照0.01kg/m2的密度投放螺、蚬，按照0.3个/m2的密度投放巨牡蛎对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养。上述3个治理段长度设计规则是：L1主要依据所属河段内的主要农田污水排放口设置，按该河段所收集的污水占治理河段收集的总污水量的60%确定，其它两段的长度分别为：L2=0.2L1、L3=1.2L1。
上述各处理单元的主要功能分述如下：
（1）在净水膜过滤段Ⅰ，以农田污水排放口为布置点按照该段水域面积的20%布置高效净水膜对污水进行过滤，净水膜可截留污水中的悬浮物及颗粒，去除无机物及部分有机物，为接下来的处理提供好的环境；
（2）在生物栅过滤段Ⅱ，以农田污水排放口为布置点按照该段水域面积的20%布置生物栅对来水进一步过滤，生物栅的作用主要是利用水生植物，微生物，水生动物等生态要素的协同作用完成生态修复的目的。
（3）在湿地布置段Ⅲ，按照该段水域面积的25%布置浮岛式湿地，沿着水流方向每隔10m布置一处，将湿地填料合理布置在浮体之上，形成填料浮体，在上方合理搭配栽种大量水生植物，挺水植物选用再力花、菖蒲、美人蕉、鸢尾等；浮水植物寒季用圆币草、聚草、雍菜等；沉水植物选用菹草、水毛莨、马来眼子菜等，主要利用水生植物和生物膜载体上附着的大量微生物能迅速吸收水体中氮磷等营养物质的能力，保持水体净化作用。
（4）向水体均匀投放螺、蚬、巨牡蛎进行底栖动物控养，这些底栖动物对污染河水的耐受性好，同时净化河水效果显著。
以下提供5个实施例对本技术进一步说明。
实施例1
河道平均宽度B=12m，平均水深2.5m，水域面积3744m2，沿着水流方向，将河段分为净水膜过滤段Ⅰ（长度为L1=130m）、生物栅过滤段Ⅱ（长度为L2=26m）及湿地布置段Ⅲ（长度为L3=156m）；在净水膜过滤段Ⅰ，以农田污水排放口为布置点布置高效净水膜312m2；在生物栅过滤段Ⅱ，同样以农田污水排放口为布置点布置生物栅62.4m2；在湿地布置段Ⅲ，顺着水流方向每隔10m布置一处浮岛式湿地，湿地面积为468m2；之后投放螺、蚬37.44kg，投放巨牡蛎1123个对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养；污水依次流经上述各处理单元，最后可将该河段的农业面源污染河水进行生物强化降解，可将总计350m3/d的污水的CODcr从31.1mg/L降至28.1mg/L，总磷从0.4mg/L降至0.3mg/L，氨氮从0.1mg/L降至0.08mg/L，水体透明度由原来的不足30cm升至50cm，河水水质明显改善。
实施例2
河道平均宽度B=16m，平均水深2.0m，水域面积6451.2m2，沿着水流方向，将河段分为净水膜过滤段Ⅰ（长度为L1=168m）、生物栅过滤段Ⅱ（长度为L2=33.6m）及湿地布置段Ⅲ（长度为L3=201.6m）；在净水膜过滤段Ⅰ，以农田污水排放口为布置点布置高效净水膜537.6m2；在生物栅过滤段Ⅱ，同样以农田污水排放口为布置点布置生物栅107.52m2；在湿地布置段Ⅲ，顺着水流方向每隔10m布置一处浮岛式湿地，湿地面积为806.4m2；之后投放螺、蚬64.512kg，投放巨牡蛎1935个对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养；污水依次流经上述各处理单元，最后可将该河段的农业面源污染河水进行生物强化降解，可将总计400m3/d的污水的CODcr从30.2mg/L降至27.28mg/L，总磷从0.33mg/L降至0.247mg/L，氨氮从1.3mg/L降至1.04mg/L，水体透明度由原来的不足35cm升至60cm，河水水质明显改善。
实施例3
河道平均宽度B=23m，平均水深2.3m，水域面积6513.6m2，沿着水流方向，将河段分为净水膜过滤段Ⅰ（长度为L1=118m）、生物栅过滤段Ⅱ（长度为L2=23.6m）及湿地布置段Ⅲ（长度为L3=141.6m）；在净水膜过滤段Ⅰ，以农田污水排放口为布置点布置高效净水膜542.8m2；在生物栅过滤段Ⅱ，同样以农田污水排放口为布置点布置生物栅108.56m2；在湿地布置段Ⅲ，顺着水流方向每隔10m布置一处浮岛式湿地，湿地面积为814.2m2；之后投放螺、蚬65.136kg，投放巨牡蛎1954个对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养；污水依次流经上述各处理单元，最后可将该河段的农业面源污染河水进行生物强化降解，可将总计450m3/d的污水的CODcr从35mg/L降至31.62mg/L，总磷从0.3mg/L降至0.225mg/L，氨氮从1.4mg/L降至1.12mg/L，水体透明度由原来的不足40cm升至70cm，河水水质明显改善。
实施例4
河道平均宽度B=28m，平均水深3.0m，水域面积14784m2，沿着水流方向，将河段分为净水膜过滤段Ⅰ（长度为L1=220m）、生物栅过滤段Ⅱ（长度为L2=44m）及湿地布置段Ⅲ（长度为L3=264m）；在净水膜过滤段Ⅰ，以农田污水排放口为布置点布置高效净水膜1232m2；在生物栅过滤段Ⅱ，同样以农田污水排放口为布置点布置生物栅246.4m2；在湿地布置段Ⅲ，顺着水流方向每隔10m布置一处浮岛式湿地，湿地面积为1848m2；之后投放螺、蚬147.84kg，投放巨牡蛎4435.2个对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养；污水依次流经上述各处理单元，最后可将该河段的农业面源污染河水进行生物强化降解，可将总计510m3/d的污水的CODcr从38mg/L降至34.33mg/L，总磷从0.37mg/L降至0.277mg/L，氨氮从1.8mg/L降至1.44mg/L，水体透明度由原来的不足45cm升至75cm，河水水质明显改善。
实施例5
河道平均宽度B=35m，平均水深2.5m，水域面积13440m2，沿着水流方向，将河段分为净水膜过滤段Ⅰ（长度为L1=160m）、生物栅过滤段Ⅱ（长度为L2=32m）及湿地布置段Ⅲ（长度为L3=192m）；在净水膜过滤段Ⅰ，以农田污水排放口为布置点布置高效净水膜1120m2；在生物栅过滤段Ⅱ，同样以农田污水排放口为布置点布置生物栅224m2；在湿地布置段Ⅲ，顺着水流方向每隔10m布置一处浮岛式湿地，湿地面积为1680m2；之后投放螺、蚬134.4kg，投放巨牡蛎4032个对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养；污水依次流经上述各处理单元，最后可将该河段的农业面源污染河水进行生物强化降解，可将总计580m3/d的污水的CODcr从40mg/L降至36.14mg/L，总磷从0.4mg/L降至0.3mg/L，氨氮从2mg/L降至1.6mg/L，水体透明度由原来的不足50cm升至80cm，河水水质明显改善。
Claims (4)
1.一种农业面源污染河道的生态恢复方法，其特征在于，是将宽度为B的农业面源污染河段分隔成净水膜过滤段、生物栅过滤段和湿地布置段3个连续的不同区段作为污水处理单元，其中前2个河段为污水收集河段；污水首先进入长度为L1的净水膜过滤段，自流至长度为L2的生物栅过滤段，再流入长度为L3的湿地布置段，之后再按照0.01kg/m2的密度投放螺、蚬，按照0.3个/m2的密度投放巨牡蛎，对整个农业面源污染河段实施底栖动物控养；其中净水膜过滤段长度L1依据所属河段内的主要农田污水排放口设置，按该河段所收集污水占治理河段收集的总污水量的60%确定，其它两段的长度分别为：L2=0.2L1、L3=1.2L1。
2.根据权利要求1所述的农业面源污染河道的生态恢复方法，其特征在于，在净水膜过滤段，以农田污水排放口为布置点按照该段水域面积的20%布置高效净水膜对污水进行过滤。
3.根据权利要求1所述的农业面源污染河道的生态恢复方法，其特征在于，在生物栅过滤段，以农田污水排放口为布置点按照该段水域面积的20%布置生物栅。
4.根据权利要求1所述的农业面源污染河道的生态恢复方法，其特征在于，在湿地布置段，按照该段水域面积的25%布置浮岛式湿地，沿着水流方向每隔10m布置一处，将湿地填料合理布置在浮体之上，形成填料浮体，在上方搭配栽种水生植物。
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