CN111777268A - 一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，包括以下步骤：（1）初期快速净化阶段：利用改性植物单宁原位絮凝净化；（2）水质长效维持阶段：①底泥覆盖及污染释放阻隔，②强化河床基底生物膜净污，③微纳增氧推流与水动力改善，④自动循环膜滤***深度处理，⑤沉水植被构建与生态净化；（3）突发应急处理阶段：利用改性植物单宁原位絮凝除藻。本发明的采用的改性植物单宁絮凝效果好、无毒无害、可生物降解、成本低廉，可以快速高效去除水体中的悬浮物、污染物和藻类，通过耦合其他技术可以明显提高水体自净能力、保证水体长期稳定达标。

Description

一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法

技术领域

本发明涉及的是一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，属于环境治理中的水体净化技术领域。

背景技术

景观水体是指天然形成或人工建造的、给人以美感的城市、乡村及旅游景点的水体，如大小湖泊、城市河道、景观喷泉等。随着经济社会的快速发展，一些景观水体受到了不同程度的污染与破坏，诸如生活污水排放、餐饮油污污染、降雨径流非点源污染等，造成水体富营养化、藻类爆发、透明度降低、甚至出现发黑发臭现象。为提高居民生活水平，景观水体污染问题必须得到有效解决。

目前，对于河湖景观水体净化的技术主要有物理方法、化学方法、微生物方法、生态修复方法等。其中物理方法包括疏浚，引清调水，曝气充氧等：底泥疏浚技术往往工程量巨大，且容易带来二次污染问题；引清换水技术是通过稀释水中的杂质浓度，增加水体自净容量来改善水体污染也是比较常用的方法，但对于孤立、偏远或封闭的水体，引清释浊往往变得困难或难有成效；曝气充氧可以提高水体溶解氧，改善黑臭水体，但很难从根本上去除污染物质，尤其对富营养化水体效果并不大。化学方法主要为向水体中加入各种化学试剂以消除污染，包括加入化学药剂杀藻，加入铁盐促进磷沉淀，加入石灰脱氮等，但上述方法采用的各种有毒有害的试剂均易造成二次污染。微生物方法属于水体原位修复技术的一种，涉及微生物种类的选择和驯化培养，是水体修复研究的新领域，但实际应用中的成功案例比较少，持续成本较高且长期运行稳定性较差。生态修复方法为利用培育的植物或放养的鱼类等动物在自然生态下的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解，使污染物降解成CO₂、H₂O或其它无害物质；但该技术见效较慢，操作复杂，投入费用较高，当污染负荷超出生态修复能力时往往效果欠佳，且易受环境条件的干扰，尤其在冬季环境时净化效果低下，水质容易反弹。

景观水体不同于一般河湖水体，其面临的环境问题与技术需求有其独特性：（1）城市景观水体多为静止或流动性差的封闭水体，一般具有面积小、水生生态***简单、水环境容量小、自净能力差等特点，而且由于设计的局限性，经常会出现死角，死角中的水缺乏流动，往往更容易导致水质问题恶化。（2）由于居民生活和水体中过多养殖观赏鱼类的影响，雨水冲刷地面带来的污染和空气中飘尘的沉降，以及树叶、垃圾等的散落，极易造成水中悬浮物增多、透明度降低。（3）在温度较高时，富含N、P等营养元素的水体还会滋长藻类，使水体呈现明显的绿色、甚至褐色，并伴有明显的鱼腥味，不仅会使整个景观丧失其观赏价值，甚至会影响人们对景观水的心理感受。（4）传统的水体治理的物理方法、化学方法、微生物方法、生态修复方法等均存在各自的优势与不足，由于封闭景观水体上述独特性质，单一应用上述各项治理技术无法有效达到净化景观水体的目标要求。（5）封闭景观水体的治理随着处理阶段的不同，主要面临的问题会随之变化，水体不同的区域面临的问题也不一样，因此，封闭景观水体的净化技术必须针对不同治理阶段和不同水体区域制定不同的技术方案。

絮凝处理技术是一种通过投加絮凝剂去除污染物以达到改善水质的水处理技术。在针对湖景观水体的治理过程中，絮凝处理技术逐渐显示出其在快速和高效方面所具备的一定优越性。但是，目前普遍使用的传统絮凝材料，包括铝盐无机絮凝剂（如硫酸铝、聚合氯化铝）、人工合成高分子絮凝剂（如聚丙烯酰胺）和黏土矿物絮凝剂等，在环境安全性、絮凝效果和成本等方面均存在不同程度的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于解决上述水体净化技术在针对景观水体治理时存在的上述缺陷，提供一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，可以有效提高景观水体的治理效果，快速去除悬浮物和藻类等污染物，显著提高水体水质，恢复并长期保持水体自净能力，是一种绿色高效低成本的治理方法。

本发明的技术解决方案：一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是具体实施步骤如下：

（1）初期快速净化阶段：在投加絮凝剂之前，先通过人工或机械方式打捞水体中的大中型漂浮物和悬浮物；随后向水体中投加改性植物单宁絮凝剂，充分分散在水体中，去除大量小粒径悬浮颗粒物、藻类、氨氮、总氮和总磷；向景观水体中投加改性植物单宁，在絮凝作用下，改性植物单宁强化絮凝快速净化去除悬浮物和污染物，同时降低浊度、提高透明度，快速改善水质。

进一步的，所述改性植物单宁絮凝剂通过以下步骤合成：将二乙胺和甲醛在四颈瓶中反应得到亚甲基二胺，将植物单宁和 1，4-二氧六环溶解后，加入亚甲基二胺，搅拌均匀后加入酸催化剂，酸的量为 0.02 mol/g 植物单宁；在 40℃下恒温反应 4 h，然后加入环氧氯丙烷，继续反应 4 h 终止反应；减压蒸馏分离溶剂，得到改性植物单宁；其中，主要化学药剂的用量摩尔比如下，二乙胺：甲醛：植物单宁：1，4-二氧六环：环氧氯丙烷=1:1:1:2:1.5~2。

（2）水质长效维持阶段：在初期快速净化的基础上，开展污染物的进一步处理和处理效果的长效维持；具体包括全湖循环膜过滤水处理***深度处理，湖底基质修复与河床多介质净化，以及微纳增氧推流与水动力改善。

进一步的，全湖循环膜过滤水处理***深度处理使用进水泵泵取湖水至自动循环膜滤装置进行处理，处理后的水体再泵回湖体，同时定时对膜滤装置进行反冲洗；自动循环膜滤装置包括进水管、进水投药泵、进水泵、粗过滤器、细过滤器、出水投药泵、布水管网；其中进水泵由景观水体的底部将水通过抽入进水管，经进水投药泵投加改性植物单宁絮凝剂后，依次进入粗过滤器和细过滤器，过滤后的水经出水投药泵投加杀菌剂后，经由布水管网沿景观水体周边均匀布水。

进一步的，湖底基质修复与河床多介质净化具体包括如下内容：

底泥覆盖及污染释放阻隔：在絮体完全沉降后，采用天然沸石材料对沉积物进行原位覆盖；所述的沸石的覆盖面积范围为80%~100%，选用沸石粒径为5~10 mm，密度为2.5×10³kg /m³，沸石层厚度为10~20 mm，孔隙率选取20%~40%。

强化河床基底生物膜净污：选取卵石作为接触填料，在沸石上再铺放一层卵石，水中有机质吸附于卵石表面形成生物膜，通过硝化反硝化作用进一步去除水-沉积物界面的COD、总氮和氨氮，依靠土壤及卵石的吸附作用去除水-沉积物界面的磷；所述的卵石的覆盖面积为40~60%，覆盖范围为湖体沿岸和局部封闭滞留水体污染风险较高的区域，选用卵石粒径为30~50 mm，密度为2.5×10³ kg /m³，卵石层厚度为30~50 mm，孔隙率选取30%~50%。

沉水植被构建与生态净化：在河床底部进行沉水植被的修复，利用沉水植被进一步抑制沉积物再悬浮，同时利用基质、微生物和植物形成基底微生态净化***，利用植物吸收作用去除水体中的氮磷；所述沉水植物选择菹草和伊乐藻、苦草和黑藻中至少两种及以上的组合。

进一步的，微纳增氧推流与水动力改善具体包括如下内容：在湖体中设置微纳增氧推流器，改变水体水动力条件，实现水体高效增氧及推流，促进局部封闭滞留水体流通，确保好氧微生物的正常净化功能的发挥，促进改性植物单宁在水体中与污染物质的混合，强化絮凝效果。

（3）突发应急处理阶段：针对短时间内迅速处理大量出现的悬浮颗粒物和快速繁殖的藻类，采用改性植物单宁进行应急处理：借助自动循环膜滤***的出水投药泵投加所述改性植物单宁絮凝剂，末端通过多孔喷头均匀地将絮凝剂分散到水体中；在湖体的死角或管道投加装置难以到达的区域，借助喷洒设备，通过人工喷洒方式对悬浮物或藻类进行去除，并通过设备维护、膜件反冲洗和植物管理措施加强应急处理效果。

与现有技术相比，本发明具有治理效果好、见效快、成本低、处理效果稳定，可操作性强并且运行维护方便等优点，是一种绿色高效低成本的治理方法。经过治理后的景观水体，各项指标均可以达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）地表水Ⅳ类以上标准。

附图说明

附图1是本发明控制二氧化碳释放量的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中实施例中的技术方案进行详细的具体描述，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，并不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

相比传统的各种絮凝剂，从植物中提取并加以改性而获得的天然絮凝剂具有来源广泛、成本低廉、絮凝效果好、可生物降解、无二次污染等优势。在众多天然絮凝剂中，一种广泛存在于植物皮、根、叶和果肉中的复杂酚类的次生代谢产物-植物单宁-越来越受到关注。经过曼尼希反应获得的具有黄酮类结构的改性植物单宁，其等电点由pH 2.0~3.0 显著提高到pH 7.0~8.0，絮凝能力因此大大提高，具有高效易处理、适用范围广、天然环保可降解、无毒无害无二次污染的特点，对地表水、工业废水和生活污水均有很好的处理效果。

下表1为常见絮凝材料的优缺点对比。

表1

对于景观水体来说，改性植物单宁可以高效去除悬浮颗粒物和藻类等污染物，大量削减氮磷浓度，短时间内显著提高水质，是一种很好的景观水体快速净化的技术手段。因此，本发明以改性植物单宁快速絮凝技术为核心，并结合底泥覆盖及污染释放阻隔、强化河床基底生物膜净污、沉水植被构建与生态净化、微纳增氧推流和水动力改善、自动循环膜滤***深度处理等其他生态修复手段，提出一种针对不同治理阶段的基于改性植物单宁的景观水体生态净化方法。

如图1所示的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，包括初期快速净化、水质长效维持、突发应急处理三个方面，具体实施步骤如下：

（1）初期快速净化阶段：向景观水体中投加改性植物单宁，在絮凝作用下，改性植物单宁强化絮凝快速净化去除悬浮物和污染物，同时降低浊度、提高透明度，快速改善水质；

（2）水质长效维持阶段：在初期快速净化的基础上，开展污染物的进一步处理和处理效果的长效维持；具体包括全湖循环膜过滤水处理***深度处理，湖底基质修复与河床多介质净化，以及微纳增氧推流与水动力改善；

（3）突发应急处理阶段：针对短时间内迅速处理大量出现的悬浮颗粒物和快速繁殖的藻类，采用改性植物单宁进行应急处理，并通过设备维护、膜件反冲洗和植物管理措施加强应急处理效果。

所述步骤（1）中在投加絮凝剂之前，先通过人工或机械等方式打捞水体中的大中型漂浮物和悬浮物，降低后续处理工艺的污染负荷；随后向水体中投加改性植物单宁絮凝剂，充分分散在水体的絮凝剂碰撞结合污染物形成微絮体，众多微絮体碰撞结合形成较大絮体后沉降下来，去除大量小粒径悬浮颗粒物、藻类、氨氮、总氮和总磷等。

所述步骤（2）中的全湖循环膜过滤水处理***深度处理具体包括如下内容：使用进水泵泵取湖水至自动循环膜滤装置以对水体进行深度过滤处理，处理后的水体再泵回湖体，同时定时对膜滤装置进行反冲洗，保证水体长期稳定达标。

所述步骤（2）中的湖底基质修复与河床多介质净化具体包括如下内容：

A. 底泥覆盖及污染释放阻隔：在絮体完全沉降后，采用天然沸石材料对沉积物进行原位覆盖，覆盖物可以有效增加溶解性污染物在泥水界面的输移距离，物理性地隔开受污染沉积物与上层水体，同时覆盖层可以起到稳固作用，防止沉积物发生再悬浮，此外覆盖层还可吸附进入上层水体的污染物，有效降低沉积物的释放量；

B. 强化河床基底生物膜净污：选取卵石作为接触填料，在沸石上再铺放一层卵石，当水流通过时，未被絮凝过程去除的悬浮颗粒因沉淀、物理拦截、水动力等原因运动至卵石表面而接触沉淀；由于卵石表面带电，导致水中有机质吸附于卵石表面生物膜，并被卵石表面上的微生物和藻类氧化分解，生物膜表面和内部分别形成的好氧和厌氧环境会通过硝化反硝化作用进一步去除水-沉积物界面的COD、总氮和氨氮等，磷的去除则主要依靠土壤及卵石的吸附作用；

C. 沉水植被构建与生态净化：在河床底部进行沉水植被的修复，利用沉水植被进一步抑制沉积物再悬浮，同时利用基质、微生物和植物形成基底微生态净化***，利用植物吸收作用去除水体中的氮磷，通过物理、化学和生物作用进一步净化水质，明显提高水体自净能力，实现水生植物的生态恢复，形成良好的生态平衡。

所述步骤（2）中的微纳增氧推流与水动力改善具体包括如下内容：在湖体中设置微纳增氧推流器，改变水体水动力条件，实现水体高效增氧及推流，促进局部封闭滞留水体流通，使水体处于好氧状态，确保好氧微生物的正常净化功能的发挥，提升水体的自净能力；微纳增氧推流作用可以更好的促进改性植物单宁在水体中与污染物质的混合，强化絮凝效果；同时，使用进水泵泵取湖水至膜滤装置以对水体进行深度过滤处理，处理后的水体再泵回湖体，同时定时对膜滤装置进行反冲洗，保证水体长期稳定达标。

所述改性植物单宁絮凝剂通过以下步骤合成：将二乙胺和甲醛在四颈瓶中反应得到亚甲基二胺，将植物单宁和 1，4-二氧六环溶解后，加入亚甲基二胺，搅拌均匀后加入酸催化剂，酸的量为 0.02 mol/g 植物单宁；在 40℃下恒温反应 4 h，然后加入环氧氯丙烷，继续反应 4 h 终止反应；减压蒸馏分离溶剂，得到改性植物单宁；其中，主要化学药剂的用量摩尔比如下，二乙胺：甲醛：植物单宁：1，4-二氧六环：环氧氯丙烷=1:1:1:2:1.5~2。

所述自动循环膜滤装置包括进水管、进水投药泵、进水泵、粗过滤器、细过滤器、出水投药泵、布水管网；其中进水泵由景观水体的底部将水通过抽入进水管，经进水投药泵投加改性植物单宁絮凝剂后，依次进入粗过滤器和细过滤器，过滤后的水经出水投药泵投加杀菌剂后，经由布水管网沿景观水体周边均匀布水。

所述步骤（3）中在治理初期、水体突然变浑浊、藻类暴发等情况下，需要投加改性植物单宁絮凝剂时，借助自动循环膜滤***的出水投药泵投加所述改性植物单宁絮凝剂，末端通过多孔喷头均匀地将絮凝剂分散到水体中，在湖体的死角或管道投加装置难以到达的区域，借助喷雾器等喷洒设备，通过人工喷洒方式对悬浮物或藻类进行去除。投加过程中，保证水体中改性植物单宁的浓度大约为50~100 mg/L。本发明中改性植物单宁的投加量是根据室内实验而得到的最佳投加剂量，可以确保使用最低的药剂成本高效去除污染物。

在底泥覆盖及污染释放阻隔过程中，所述的沸石的覆盖面积范围为80%~100%，选用沸石粒径为5~10 mm，密度为2.5×10³ kg /m³，沸石层厚度为10~20 mm，孔隙率选取20%~40%。

在强化河床基底生物膜净污过程中，所述的卵石的覆盖面积为40~60%，覆盖范围主要为湖体沿岸，局部封闭滞留水体等污染风险较高的区域。选用卵石粒径为30~50 mm，密度为2.5×10³ kg /m³，卵石层厚度为30~50 mm，孔隙率选取30%~50%。

所述沉水植物选择菹草和伊乐藻、苦草和黑藻中至少两种及以上的组合，所述的沉水植物如过量生长或者衰败枯死，需要人工定期清理。

实施例

本实施例治理的景观水***于江苏省常州市武进区中吴宾馆内，是一处人工开挖的景观湖体，东至白云南路、南至南童子河、西至皇粮浜、北至中吴大道。人工湖景观水体体积约4100m³，水深0.3~1.0m。水体呈封闭体系，湖面被岛湖石假山分隔成南北两个湖区，两个湖区之间通过狭小水道连接。该人工湖水主要存在以下三个方面的问题：

（1）湖水现状水质类别为Ⅳ类，主要问题是水体有富营养化潜力和藻类暴发风险；水体浊度高、透明度低；水体中氨氮和总磷以悬浮态为主，悬浮态总氮也占较大比重。

（2）底泥容易再悬浮，造成水体浑浊、透明度下降。人工湖底采样防渗膜防渗，上覆盖1m厚土。由于新土表层未能形成稳定层，因此出现浮泥，水体轻微扰动就很容易发生再悬浮。而当西北部假山瀑布运行时，由于底部取水口的取水扰动和瀑布下泄的水流冲击，会造成沉积物的大量悬浮，并影响至主湖区，造成全湖水体浑浊，因此假山瀑布无法正常运行；当人工湖水处理***运行时，回水***取水口的取水扰动和各布水口的出水扰动，均会造成沉积物的大量悬浮，使得全湖水体水体浑浊和水质恶化。

（3）湖体封闭，水动力条件差，水体自净能力弱。全湖水体处于封闭状态，无水体交换和流动，因而水质很容易恶化。此外，局部湖区更加封闭，与主湖区交换很弱，溶解氧含量低，水质更加容易恶化。

根据以上问题，提出如下基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法：

（1）初期快速净化阶段

向水体中投加改性植物单宁絮凝剂，絮凝剂与水体中的污染物，大量去除水体中污染物。改性植物单宁主要通过以下三种方式去除悬浮颗粒物或藻类：（a）一般的，水体中悬浮物表面呈负电性，当正电性改性植物单宁进入水体后，与悬浮物颗粒发生强烈的电荷吸引并靠近，当悬浮物表面的电荷被完全中和后，微粒间彼此的静电排斥作用降到最低值，从而使得颗粒相互靠近，聚集并最终沉降，此机制被称为“简单电中和”；（b）但对大多数情况来说，改性植物单宁不可能使微粒表面上每一个带电吸附位均被中和，即使吸附了足够絮凝剂使表面净电荷为零，仍会有正点区和负电区存在。当粒子相撞时，正电区和负电区可能相互接触，并通过静电吸引紧密结合，从而增加絮凝速度，并可能形成更大的絮体而沉降下来，此机制为“静电簇作用”；（c）带负电的悬浮粒子通过表面电荷中和而使双电层受到压缩，从而使微粒间距离缩短。随后改性植物单宁分子链可以像桥梁一样，通过自身活性基团与微粒表面发生相互作用，搭载在两个或者更多的微粒上，从而将不同的颗粒连接形成絮凝团，大量絮凝团在水体扰动下碰撞聚沉，此机制为“架桥作用”。

改性植物单宁对水体氮磷的高效去除主要通过以下途径：（a）改性植物单宁依靠表面丰富的活性位点通过吸附作用与溶解态或悬浮态氮磷结合；（b）改性植物单宁与悬浮颗粒物形成的微絮凝体，众多微絮凝体在沉降的过程中会与颗粒态的氮磷发生碰撞结合，最终发生共沉降从而去除氮磷。

本实施例中，改性植物单宁投加浓度选为50 mg/L，总投加量为4100 m³×50 mg/L= 0.205 吨。

絮凝处理后，典型位点水样的检测结果表明，水体中悬浮态颗粒物被大量去除，氨氮、总氮和总磷等被显著削减，水体浊度明显下降、透明度明显增加，所有指标均可以达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）地表水Ⅲ类标准。

（2）水质长效维持阶段

①河床基质修复与多介质净化

A. 底泥覆盖及污染释放阻隔：在絮体完全沉降后，采用天然沸石材料对沉积物进行原位覆盖，阻止污染物再释放。

本实施例中沸石覆盖面积为选100%（约4100 m²），以减弱水循环***运行期间带来的水力扰动和沉积物再悬浮。选用沸石粒径为5 mm，密度2.5×10³ kg /m³，沸石层厚度为8 mm，孔隙率选取30%。

B. 强化河床基底生物膜净污：选取卵石作为接触填料，在沸石上再铺放一层卵石，为生物膜提供附着载体，利用生物膜的好氧-厌氧过程代谢过程进一步去除水-沉积物界面的COD、总氮、总磷和氨氮等。

本实施例中卵石的覆盖面积为50%（约2050 m2），覆盖范围主要分布于布水口及回水口周围，减弱水循环***运行期间带来的水力扰动。选用卵石粒径为30 mm，密度为2.5×10³ kg /m³，卵石层厚度为50 mm，孔隙率选取40%。

C. 沉水植被构建与生态净化：选择在水底种植苦草、黑藻、菹草等沉水植物，其中菹草为冬季生长，可与其他两种植物形成季节搭配。沉水植被形成后，具有以下生态功能：（a）沉水植物的根部可以固着沉积物，减少沉积物的再悬浮；（b）沉水植物的茎叶可以捕获悬浮的颗粒物，并对水流产生阻力，降低流速，有利于悬浮颗粒物的沉降作用；（c）沉水植物可以通过根部吸收底泥中的氮磷物质，也可通过茎叶利用水体中的营养物质，降低营养盐浓度；（d）作为初级生产者，沉水植物与藻类之间存在竞争关系，良好的沉水植被可以强烈地抑制藻类的生长；（e）发育良好的沉水植被可以为微生物提供附着的载体，为水生生物提供栖息、避难和产卵场所，同时为水生生物提供食物来源，有利于增加水生态***的多样性和稳定性。

本实施例中沉水植物种植覆盖面积选取50%（约2050 m²），覆盖范围与卵石覆盖层相同，主要分布在布水口及回水口周围，种植密度为20丛/m²。

②微纳增氧推流和水动力改善：在湖体中设置微纳增氧推流器，改变水体水动力条件，促进局部封闭滞留水体流通，使水体处于好氧状态，确保好氧微生物的正常净化功能的发挥。微纳增氧推流机具体功能和工作原理如下：（a）高效增氧。微纳增氧推流机将氧气泡粉碎成微米级颗粒，大大地延长了充进水中的氧与周围水体的作用时间，帮助水体含氧量（DO）迅速提高，24小时内达到8 mg/L。而且会形成水体底部含氧不低与水体表面的结果；（b）水体推流。含氧几近饱和的水在高压下冲出，推动水体作定向流动，使静态水变活。同时强烈推流能帮助泛起水体底部沉积的淤泥与氧发生反应，降解有机物；（c）有效清除悬浮。经微纳增氧推流器射出的水，会形成“含氧气旋转微粒”。大块的有机固体通过机器后将被粉碎成均质的小颗粒。数量众多的“含氧气旋转微粒”将包围水中的小颗有机固体氧化、降解；（d）降解淤泥及有机物。微纳增氧推流器将产生气穴作用，使部分H₂O变为H⁺+（OH）^-。除了极强的氧化-还原作用外，H⁺+（OH）^-还对微生物的分子核有强的破坏力。淤泥的主体就是微生物，细菌等有机物的堆积体。在强的氧化-还原作用下，淤泥将分解为H₂O和CO₂加上不可分解的极少量固体。

本实施例中，综合考虑增氧推流效果和运营成本，一共设置了2台7.5kw的微纳增氧推流机，用于强化水体流动条件，提高水体净化能力和生态修复效果。

根据实际水质和水力情况开启运行，一般在夏季水质突然恶化、藻类大量暴发和长期运行维护即水体循环***启动时运行，每年运行30 d。

③自动循环膜滤***深度处理：对于水质要求比较高的水体，通过自动循环膜滤装置进一步净化水体，确保水体水质长期稳定达标。自动循环膜滤***由一根进水管、一台进水投药泵、三套过滤设备（包括三台进水泵、三台粗过滤器、三台细过滤器）、出水投药泵、布水管网组成。

三台进水泵将湖水从人工湖底部抽入进水管，湖水经进水投药泵投加改性植物单宁絮凝剂后，依次进入粗过滤器、细过滤器，过滤后的水经出水投药泵投加杀菌剂后，经由布水管网沿景观水体周边的9个出水口均匀出水返回到人工湖中。

定期对自动过滤器滤膜进行反冲洗，反冲洗水通过管路汇入外河。每台自动滤膜器最大处理能力为Q=70 m³/h，三台自动滤膜器的处理能力最大可达210 m³/h，湖水面积约4100 m³，湖水完全循环一次约19.5 h。

（3）突发应急处理阶段

当水体突然变浑浊、藻类暴发时，借助自动循环膜滤***的出水投药泵投加所述改性植物单宁絮凝剂，末端通过多孔喷头均匀地将絮凝剂分散到水体中，在湖体的死角或管道投加装置难以到达的区域，借助喷雾器等喷洒设备，通过人工喷洒方式对悬浮物或藻类进行去除。投加过程中，保证水体中改性植物单宁的浓度大约为50~100 mg/L。

经过治理后，典型位点水样的两年内检测结果表明，各项指标均可以长期稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）地表水Ⅲ类标准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是具体实施步骤如下：

（1）初期快速净化阶段：向景观水体中投加改性植物单宁，在絮凝作用下，改性植物单宁强化絮凝快速净化去除悬浮物和污染物，同时降低浊度、提高透明度，快速改善水质；

（2）水质长效维持阶段：在初期快速净化的基础上，开展污染物的进一步处理和处理效果的长效维持；具体包括全湖循环膜过滤水处理***深度处理，湖底基质修复与河床多介质净化，以及微纳增氧推流与水动力改善；

（3）突发应急处理阶段：针对短时间内迅速处理大量出现的悬浮颗粒物和快速繁殖的藻类，采用改性植物单宁进行应急处理，并通过设备维护、膜件反冲洗和植物管理措施加强应急处理效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述步骤（1）中在投加絮凝剂之前，先通过人工或机械方式打捞水体中的大中型漂浮物和悬浮物；随后向水体中投加改性植物单宁絮凝剂，充分分散在水体中，去除大量小粒径悬浮颗粒物、藻类、氨氮、总氮和总磷。

3.根据权利要求2所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述改性植物单宁絮凝剂通过以下步骤合成：将二乙胺和甲醛在四颈瓶中反应得到亚甲基二胺，将植物单宁和 1，4-二氧六环溶解后，加入亚甲基二胺，搅拌均匀后加入酸催化剂，酸的量为 0.02 mol/g 植物单宁；在 40℃下恒温反应 4 h，然后加入环氧氯丙烷，继续反应 4 h 终止反应；减压蒸馏分离溶剂，得到改性植物单宁；其中，主要化学药剂的用量摩尔比如下，二乙胺：甲醛：植物单宁：1，4-二氧六环：环氧氯丙烷=1:1:1:2:1.5~2。

4.根据权利要求1所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述步骤（2）中的全湖循环膜过滤水处理***深度处理使用进水泵泵取湖水至自动循环膜滤装置进行处理，处理后的水体再泵回湖体，同时定时对膜滤装置进行反冲洗。

5.根据权利要求4所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述自动循环膜滤装置包括进水管、进水投药泵、进水泵、粗过滤器、细过滤器、出水投药泵、布水管网；其中进水泵由景观水体的底部将水通过抽入进水管，经进水投药泵投加改性植物单宁絮凝剂后，依次进入粗过滤器和细过滤器，过滤后的水经出水投药泵投加杀菌剂后，经由布水管网沿景观水体周边均匀布水。

6.根据权利要求1所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述步骤（2）中的湖底基质修复与河床多介质净化具体包括如下内容：

A. 底泥覆盖及污染释放阻隔：在絮体完全沉降后，采用天然沸石材料对沉积物进行原位覆盖；

B. 强化河床基底生物膜净污：选取卵石作为接触填料，在沸石上再铺放一层卵石，水中有机质吸附于卵石表面形成生物膜，通过硝化反硝化作用进一步去除水-沉积物界面的COD、总氮和氨氮，依靠土壤及卵石的吸附作用去除水-沉积物界面的磷；

C. 沉水植被构建与生态净化：在河床底部进行沉水植被的修复，利用沉水植被进一步抑制沉积物再悬浮，同时利用基质、微生物和植物形成基底微生态净化***，利用植物吸收作用去除水体中的氮磷；所述沉水植物选择菹草和伊乐藻、苦草和黑藻中至少两种及以上的组合。

7.根据权利要求6所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是在底泥覆盖及污染释放阻隔过程中，所述的沸石的覆盖面积范围为80%~100%，选用沸石粒径为5~10 mm，密度为2.5×10³ kg /m³，沸石层厚度为10~20 mm，孔隙率选取20%~40%。

8.根据权利要求6所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是在强化河床基底生物膜净污过程中，所述的卵石的覆盖面积为40~60%，覆盖范围为湖体沿岸和局部封闭滞留水体污染风险较高的区域，选用卵石粒径为30~50 mm，密度为2.5×10³ kg /m³，卵石层厚度为30~50 mm，孔隙率选取30%~50%。

9.根据权利要求1所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述步骤（2）中的微纳增氧推流与水动力改善具体包括如下内容：在湖体中设置微纳增氧推流器，改变水体水动力条件，实现水体高效增氧及推流，促进局部封闭滞留水体流通，确保好氧微生物的正常净化功能的发挥，促进改性植物单宁在水体中与污染物质的混合，强化絮凝效果。

10.根据权利要求1所述的一种基于改性植物单宁的景观水体的生态净化方法，其特征是所述步骤（3）中采用改性植物单宁进行应急处理具体包括如下内容：借助自动循环膜滤***的出水投药泵投加所述改性植物单宁絮凝剂，末端通过多孔喷头均匀地将絮凝剂分散到水体中；在湖体的死角或管道投加装置难以到达的区域，借助喷洒设备，通过人工喷洒方式对悬浮物或藻类进行去除；投加过程中，保证水体中改性植物单宁的浓度大约为50~100mg/L。

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