CN104003523A

CN104003523A - 一种基于生态网箱的水质净化方法

Info

Publication number: CN104003523A
Application number: CN201410203989.6A
Authority: CN
Inventors: 吴世凯; 陈步丹; 郭亮; 田学达; 谢平
Original assignee: Guangzhou Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Guangzhou Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: CN104003523B

Abstract

本发明公开了一种基于生态网箱的水质净化方法，以双层网箱为载体，上层箱体中放养滤食性鱼类、下层箱体中固定沉水植物，将网箱投放至水域，进行水质的净化。本发明方法基于网箱与水环境生态***的综合利用，无需提供额外能量，仅依靠太阳能与水环境中的生物能便可持续运转网箱模块，无二次污染问题。该方法可缓解水体富营养化造成的水华问题，能有效降低水体氮、磷浓度，仅需少量的人工干预，具有操作简单，成本低廉的优点，适合于湖泊、河涌、水库水质的生态治理和改善。

Description

一种基于生态网箱的水质净化方法

技术领域

本发明属于湖泊、河涌、水库的水环境治理技术领域，具体地说是一种基于生态网箱的水质净化方法。

背景技术

蓝藻水华是水体中的蓝藻快速大量增殖形成肉眼可见的蓝藻群体或者导致水体颜色发生变化的一种现象，严重时可在水体表面漂浮积聚形成一层绿色的藻席，甚至藻浆。蓝藻水华发生的根源主要在于水体富集了过多的氮、磷等营养物质，因此水华是水体富营养化的表现形式。蓝藻水华能造成水体溶解氧严重不足、生物多样性降低、有毒有害物质增加，加剧水体水质的恶化。

目前治理水环境中蓝藻水华的方法，存在诸多弊端：物理防治效率低且费时费力；化学方法存在环境污染问题；生态修复技术目前不成熟，还需进一步发展。网箱养鱼是当今水产养殖业向集约化生产发展的一项新技术，虽有诸多优点，但其技术措施并非是针对蓝藻控制的。基于鲢、鳙控藻的“非经典生物操纵”方法可以控制蓝藻，但不能控制所有藻类，水体中其它藻类有时会大量出现；同时，鱼类摄食藻类后氮、磷基本没有离开水域生态环境，因而对于治理湖泊、河涌、水库等富营养化水环境，降低氮、磷的效果并不明显。

沉水植物个体较大，易于控制和管理；在水生态***中，沉水植物的根、茎、叶均能吸收水体中氮、磷，比其他水生植物具有更强的富集氮、磷的能力；并且沉水植物和藻类同属初级生产者，均以水体中营养盐、光照和生长空间为生长资源，因而沉水植物同藻类竞争，对藻类具有抑制作用；同时，沉水植物连续分泌的化感物质也能有效克藻。因此，在生态治理方面，沉水植物具有低耗、高效和环境安全的特点，是一种既行之有效又保护环境、避免二次污染的好方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术治理水环境的不足之处，提供一种新的基于网箱的水质净化方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：该方法以双层网箱为载体，所述网箱上、下层之间用固定的透明格网隔层，于上层箱体中放养滤食性鱼类、下层箱体中固定沉水植物后，将若干个网箱投放至水域，进行水质的净化。

优选的，所述若干网箱彼此相互独立，且可在水域中悬浮移动。

优选的，所述沉水植物为菹草、轮叶黑藻、伊乐藻、苦草中的至少一种；所述滤食性鱼类为鲢鱼、鳙鱼中的至少一种。

优选的，以下层箱体的底面积计，沉水植物的初始固定密度为：菹草20～200株/m²，轮叶黑藻10～15芽/丛、5～60丛/m²，伊乐藻3～6芽/丛、4～30丛/m²，苦草30～200株/m²；生长36～48天后，进行移除并更新至初始密度。

优选的，以水域体积计，滤食性鱼类的初始放养密度为30～100 g/m³，生长至高于500 g/m³的密度时，进行捕捞并更新至初始密度。

优选的，所述网箱下层箱体至少有一面可拆卸。

优选的，所述隔层的网格面积为0.0004～0.0144 m²。

优选的，所述网箱侧壁的网格面积为0.0001～0.01 m²。

本发明的有益效果是：

1、本发明方法能避免非经典生物操纵的缺陷，通过沉水植物对未被滤食性鱼类吃食的藻类形成竞争，逐渐降低水体中浮游植物的生物总量；同时，待滤食性鱼类和沉水植物长至一定程度后进行捕捞和更新，移除的鱼类、植物能带出水体中的氮、磷，降低水体氮、磷浓度，从根本上改善水体富营养化状态。

2、本发明在控制蓝藻及改善水质的同时，可以将移除的鱼类和植物加工成鱼产品和其他有机制品，从而获得直接或间接的经济效益，以维持水质治理修复工程及设施的再运转。

3、本发明基于网箱与水环境生态***的综合利用，无需提供额外能量，仅依靠太阳能与水环境中的生物能便可持续运转网箱模块，无二次污染问题。

4、本发明仅需少量的人工干预，具有操作简单、后期维护成本低等优点。

附图说明

图1 为本发明基于生态网箱的水质净化方法示意图。

图2为本发明网箱模块示意图。

图中标号：沉水植物1、隔层2、网箱3和滤食性鱼类4、光线5、浮游植物6。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明基于生态网箱的水质净化方法以双层网箱为载体，网箱上、下层之间用透明格网隔层；于上层箱体中放养滤食性鱼类、下层箱体中固定沉水植物，将网箱投放至水域，进行水质的净化。依据水域的污染情况和地理条件，投放若干个网箱，水域中各网箱均匀分布且彼此间相互独立，网箱不固定，可在水域中悬浮移动。

如图1、2所示，网箱模块包括沉水植物1、隔层2、网箱3和滤食性鱼类4，网箱3被隔层2分为上、下两层，隔层的网格面积优选为0.0004～0.0144 m²；网箱上层放养滤食性鱼类4，下层固定沉水植物1，这样沉水植物不会被鱼类吃食；通过滤食性鱼类4来摄食上层水体浮游植物6（主要是蓝藻），减少浮游植物的生物量，增加水体透明度，从而能使光线5透过上层水体和隔层2，为下层的植物提供光合作用的动力；同时，下层沉水植物的生长将与上层浮游植物形成竞争机制，进一步抑制上层浮游植物的生长。网箱侧壁的网格面积优选为0.0001～0.01 m²。网箱箱体的形状不限，尺寸大小不限。该网箱设计可防止放养的鱼类逃离箱体，并阻止外界鱼类和大型浮游动物进入网箱吃食沉水植物，还可阻挡一定尺寸的漂浮物进入网箱模块内。

鱼类生长至一定程度（鱼类密度）后，会影响水体净化效果甚至会污染水体，因而需要降低鱼类密度以维持网箱模块的净化功效，同理，下层植物生长到过于密集时亦需移除和更新。优选的，以下层箱体的底面积计，沉水植物的初始固定密度为：菹草20～200株/m²，轮叶黑藻10～15芽/丛、5～60丛/m²，伊乐藻3～6芽/丛、4～30丛/m²，苦草30～200株/m²；生长36～48天后，进行移除并更新至初始密度；以水域体积计，滤食性鱼类自网箱顶部进行放养与移除，初始的放养密度为30～100 g/m³，生长至高于500 g/m³的密度时，进行捕捞并更新至初始密度。优选的，下层箱体至少有一个侧壁可拆卸，方便沉水植物的固定与更新。移除的鱼类和沉水植物能带出水体中的氮、磷，有效治理水体富营养化，从根本上达到水质净化的作用；移除的沉水植物可加工成有机制品，鱼类可加工为鱼产品。

实施例1

某受污染湖泊，湖水体积12000 m³，该湖泊几乎无沉水植物。水质指标：BOD₅（5日生化需氧量）为11.5 mg/L、浮游植物生物量为63.2 mg/L、COD(化学耗氧量) 为78.6 mg/L、TN(总氮) 为3.84 mg/L、TP(总磷) 为0.37 mg/L、NH₃-N（氨氮）为2.13 mg/L、透明度为0.33 m。水质净化方法如下：

网箱规格：网箱侧壁的网格面积为0.0001～0.01 m²；隔层的网格面积为0.0004～0.0144 m²；上、下层箱体长、宽、高分别为1.6 m×1.6 m×1.2 m。

取上述网箱50个，往各网箱下层底面固定沉水植物，以网箱底面积计，投放苦草30～200株/m²、伊乐藻4～30丛/m²（3～6芽/丛），待网箱均匀投放至水域后，将鲢鱼总量200 kg、鳙鱼总量160 kg均分到各网箱的上层中（全湖的鲢、鳙鱼总密度达到30 g/m³）。每隔10天测定BOD₅、浮游植物生物量、COD、TN和TP、NH₃-N、透明度等指标，待水体透明度达到0.60 m后，定期监测沉水植物的生长情况，并持续做好40天内浮游植物特别是蓝藻生物量得到降低以及水质开始得到改善的记录；同时，在鱼类密度增长到500 g/m³时，移除鱼类使鱼类密度降低至30 g/m³；沉水植物在45天时，移除而更新至初始密度。

实施例2

某受污染水库，水质指标：BOD₅为15.9 mg/L、浮游植物生物量为83.5 mg/L、COD为64.3 mg/L、TN为3.19 mg/L、TP为0.29 mg/L、NH₃-N为2.46 mg/L、透明度为0.52 m。水质净化方法如下：

网箱规格：网箱侧壁的网格面积为0.0001～0.01 m²；隔层的网格面积为0.0004～0.0144 m²；上、下层箱体长、宽、高分别为1.3 m×1.3 m×1.0 m。

取上述网箱30个，往各网箱下层箱体中固定沉水植物：菹草20～200株/m²，轮叶黑藻5～60丛/m²（10～15芽/丛），待网箱均匀投放至水域后，将鲢鱼、鳙鱼均分到各网箱的上层箱体中，使水域中鲢、鳙鱼总密度达到100 g/m³。每隔7天测定BOD₅、浮游植物生物量、COD、TN和TP、NH₃-N、透明度等指标，并定期监测35天内沉水植物的生长情况和做好水质改善全过程的记录；同时，在鱼类密度增长至高于500 g/m³时，移除鱼类降低至初始投放密度；沉水植物在投放后36天时，移除而更新至初始密度。

以上所述应理解为本发明的优选实施方式，目的在于阐述本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种润饰、修改或等价形式的替换均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：该方法以双层网箱为载体，所述网箱上、下层之间用固定的透明格网隔层，于上层箱体中放养滤食性鱼类、下层箱体中固定沉水植物后，将若干个网箱投放至水域，进行水质的净化。

2.根据权利要求1所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：所述若干网箱彼此相互独立，且可在水域中悬浮移动。

3.根据权利要求1所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：所述沉水植物为菹草、轮叶黑藻、伊乐藻、苦草中的至少一种；所述滤食性鱼类为鲢鱼、鳙鱼中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：以下层箱体的底面积计，沉水植物的初始固定密度为：菹草20～200株/m²，轮叶黑藻10～15芽/丛、5～60丛/m²，伊乐藻3～6芽/丛、4～30丛/m²，苦草30～200株/m²；生长36～48天后，进行移除并更新至初始密度。

5.根据权利要求1所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：以水域体积计，滤食性鱼类的初始放养密度为30～100 g/m³，生长至高于500 g/m³的密度时，进行捕捞并更新至初始密度。

6.根据权利要求1所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：所述网箱下层箱体至少有一面可拆卸。

7.根据权利要求1所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：所述隔层的网格面积为0.0004～0.0144 m²。

8.根据权利要求1所述的基于生态网箱的水质净化方法，其特征在于：所述网箱侧壁的网格面积为0.0001～0.01 m²。