專利名稱：：一種小型水體水華生態(tài)防治的器具及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于水環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體涉及一種小型水體(池塘、城市人工景觀水體)水華生態(tài)防治器具，同時(shí)還涉及一種小型水體水華生態(tài)防治器具的制備方法。本發(fā)明適用于小型富營(yíng)養(yǎng)化水體中水華的生態(tài)控制以及水體的生態(tài)修復(fù)。
背景技術(shù)：
：水體富營(yíng)養(yǎng)化是當(dāng)前世界水環(huán)境的普遍性問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)給各種天然水體帶來(lái)沉重的負(fù)荷，在外來(lái)物質(zhì)和內(nèi)源污染的綜合作用下，水體中營(yíng)養(yǎng)鹽過(guò)剩，結(jié)果導(dǎo)致水體處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。日趨嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致藻類異常增殖，水華頻繁出現(xiàn)，影響水體功能和水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。此外，一些水華藻類會(huì)釋放藻毒素，藻毒素通過(guò)食物鏈的傳遞影響人類和其他動(dòng)物的生理健康。對(duì)于小型水體，因其水量較少(平均深度不超過(guò)3m，面積幾十至幾百平方米)，相對(duì)封閉，生態(tài)群落較為簡(jiǎn)單而導(dǎo)致其水體自凈能力較弱，更易遭受浮游藻類爆發(fā)所帶來(lái)的危害。水體富營(yíng)養(yǎng)化所導(dǎo)致的水華實(shí)質(zhì)上是生態(tài)系統(tǒng)退化問(wèn)題，應(yīng)該以生態(tài)的理念、思路、方法來(lái)探索治理水域污染的新途徑。富營(yíng)養(yǎng)化水體中浮游藻類的過(guò)量增殖危害巨大，因此如何有效地控制水華藻類是人們一直關(guān)注的課題。迄今，水體中抑制藻類生長(zhǎng)的方法主要有物理法、化學(xué)法、動(dòng)物捕食法等技術(shù)?；瘜W(xué)技術(shù)是通過(guò)化學(xué)藥劑(統(tǒng)稱殺藻劑)來(lái)控制水中藻類的繁殖，常見(jiàn)的殺藻劑有硫酸銅和有機(jī)農(nóng)藥等?；瘜W(xué)除藻技術(shù)雖能立竿見(jiàn)影，但它不可避免的破壞生態(tài)平衡并造成二次污染。物理除藻技術(shù)和傳統(tǒng)的生物捕食除藻則存在著操作時(shí)間長(zhǎng)、難度大、費(fèi)用高和不易控制等缺點(diǎn)，因而限制了它們的推廣應(yīng)用。近十年來(lái)，人們通過(guò)對(duì)水生植物次生代謝產(chǎn)物的研究揭示出水生植物的化感抑藻效應(yīng)，從而為尋找生態(tài)方法治理水華提供了新的思路?；凶饔眉磸V泛存在于生物之間的化學(xué)作用關(guān)系，也就是通常所說(shuō)的相生相克作用。化感生物通過(guò)合成并釋放對(duì)目標(biāo)生物具有強(qiáng)大生理調(diào)節(jié)活性的化學(xué)物質(zhì)，影響目標(biāo)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。水生或陸生植物化感抑藻是防治富營(yíng)養(yǎng)化水體中浮游藻類過(guò)度增殖的一種生物手段。近年來(lái)，利用水生植物來(lái)控制富營(yíng)養(yǎng)化水體中有害藻類的爆發(fā)性繁殖已經(jīng)成為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿。抑藻水生植物普遍存在于自然水體中，容易栽種或移植，其釋放的化感物質(zhì)多為次生代謝產(chǎn)物，能在自然條件下短期降解。利用水生植物化感抑藻具有生態(tài)危險(xiǎn)性低，副作用小和抑制效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。眾多研究表明，沉水植物中的穗狀狐尾藻、金魚(yú)藻等；挺水植物中的石菖蒲、蘆葦?shù)?；浮水植物中的鳳眼蓮、滿江紅等；陸生植物中的大麥秸稈、黑麥草等都能對(duì)不同的浮游藻類產(chǎn)生顯著的抑制效果。目前該領(lǐng)域的研究多集中于活體水生植物化感抑藻的實(shí)驗(yàn)室研究，而對(duì)收獲后的干燥水生植物體進(jìn)行水華防治實(shí)踐卻少見(jiàn)報(bào)道。與活體植物相比，干燥植物體在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、處理和使用等方面具有優(yōu)勢(shì)，且一些干燥植物體如大麥、水稻和玉米的秸稈均具有很強(qiáng)的抑藻能力，其中將大麥秸稈直接投入水體中抑制藻類的方法，已被應(yīng)用于生態(tài)修復(fù)工程。利用干燥植物體進(jìn)行浮游藻類控制具有以下優(yōu)點(diǎn)①作用對(duì)象范圍廣，效果顯著。目前發(fā)現(xiàn)多種水生陸生植物能夠?qū)Χ喾N水華藻類產(chǎn)生抑制效果，對(duì)有毒藍(lán)藻的抑制效果最佳。②安全性高，滯后效應(yīng)小。大多數(shù)化感物質(zhì)為植物所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，在自然水體中容易降解，可為水生無(wú)脊椎動(dòng)物及魚(yú)類安全食用，對(duì)其他大型藻無(wú)危害，因此對(duì)水體自然生物群落幾乎不產(chǎn)生影響，不會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)過(guò)重的負(fù)面壓力和影響。③經(jīng)濟(jì)成本低廉。具有化感抑藻能力的植物來(lái)源廣泛，容易獲得，且無(wú)能耗無(wú)需看護(hù)，可降低環(huán)境治理的費(fèi)用。實(shí)際操作簡(jiǎn)易可行。向目標(biāo)水體中投放干燥植物體簡(jiǎn)單易行，無(wú)需專業(yè)技術(shù)人員便可施工，利于普及，各地區(qū)均可推廣使用。⑤對(duì)于水體水質(zhì)有明顯促進(jìn)作用，可有效提高水體透明度。菖蒲(Acoruscalamus)是天南星科多年生挺水草本植物，在我國(guó)南北各省均有分布，常見(jiàn)于淺水池塘、水溝及溪澗濕地處。研究發(fā)現(xiàn)，菖蒲在活體狀態(tài)和干燥植物體狀態(tài)下會(huì)g夠?qū)︺~綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)、水華魚(yú)腿藻(Anabaenaflos—aquae)禾口斜生柵藻(Scendesmusobliq皿s)等水華藻類產(chǎn)生化感抑制作用，表現(xiàn)出較佳的水華防治能力。因此，可開(kāi)發(fā)利用菖蒲干燥植物體進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化水體的生態(tài)修復(fù)，旨在為小型水體中水華的生態(tài)防治提供新思路。藻菌生物膜技術(shù)是一種污染水體原位凈化技術(shù)，藻菌生物膜載體又稱為"人工水草"。它通過(guò)在富營(yíng)養(yǎng)化水體中鋪設(shè)多孔高分子材料制成的人工載體，為大型藻類、細(xì)菌提供生長(zhǎng)場(chǎng)所，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減輕甚至消除水體的富營(yíng)養(yǎng)化污染。藻菌生物膜是一種高效共生系統(tǒng)，對(duì)污水的凈化兼有藻、菌的協(xié)同作用。藻菌生物膜技術(shù)主要適用于受污染的湖泊、水庫(kù)、河流等以及水質(zhì)變劣的噴泉、魚(yú)塘等天然水體水質(zhì)的改善，尤其是適合于城內(nèi)小型景觀水體的水質(zhì)改善工程。藻菌生物膜一般具有以下特點(diǎn)①純惰性材質(zhì)，親和于水體生態(tài)環(huán)境，在水中性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)分解或反應(yīng)，對(duì)自然環(huán)境無(wú)任何污染，且材料成本低廉，來(lái)源廣泛；②高比表面積，能為絲狀藻類、菌類提供充足的生長(zhǎng)面積，以達(dá)到較高的凈水效率；③多孔性結(jié)構(gòu)，為微生物群落提供適宜的生存環(huán)境并形成理想的微A/0處理環(huán)境。藻菌生物膜技術(shù)運(yùn)用于污染水體治理始于上世紀(jì)末，屬于新型污染水體原位處理技術(shù)。目前為止，技術(shù)較為成熟的藻菌生物膜有美國(guó)梅瑞地安水生科技公司開(kāi)發(fā)的"阿科蔓生態(tài)基"和中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研制的"人工水草_藻菌生物膜"。使用上述兩種藻菌生物膜技術(shù)均能夠快速有效的對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體進(jìn)行治理修復(fù)，并能長(zhǎng)期維護(hù)水體水質(zhì)，此外，還具有投資費(fèi)用低、安裝管理簡(jiǎn)單、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，并能兼容水產(chǎn)養(yǎng)殖、景觀建設(shè)等，為各種自然和人工水體的治理、維護(hù)提供了新途徑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在于提供了一種小型水體水華生態(tài)防治的器具，該器具由植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元兩部分組成，其中植物抑藻單元是以大型植物與浮游藻類之間相生相克關(guān)系為理論基礎(chǔ)，通過(guò)大型植物所釋放的次生代謝產(chǎn)物有效控制富營(yíng)養(yǎng)水體中浮游藻類的過(guò)度增殖；藻菌生物膜凈水單元?jiǎng)t是通過(guò)在富營(yíng)養(yǎng)化水體中鋪設(shè)多孔高分子材料制成的人工載體，為大型藻類、細(xì)菌提供生長(zhǎng)場(chǎng)所，并通過(guò)其新陳代謝作用同化水體中過(guò)量氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減輕甚至消除水體的富營(yíng)養(yǎng)化污染。該器具以生態(tài)的方法進(jìn)行水華防治，兩單元搭配合理，綠色環(huán)保，無(wú)二次污染，制作成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便，無(wú)需看護(hù)，適用壽命長(zhǎng)，可重復(fù)使用。本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種小型水體水華生態(tài)防治器具的制備方法，方法工藝簡(jiǎn)單，無(wú)能耗，材料來(lái)源廣泛，成本低廉，適宜廣泛推廣。通過(guò)該器具的植物抑藻單元，向目標(biāo)水體內(nèi)釋放抑藻活性強(qiáng)、生態(tài)安全性好的化感物質(zhì)，有效預(yù)防和控制富營(yíng)養(yǎng)化水體內(nèi)浮游藻類的爆發(fā)性生長(zhǎng)(葉綠素a抑制率最高達(dá)26.7%);通過(guò)藻菌生物膜凈水單元上大型水藻和細(xì)菌的生長(zhǎng)，形成微生態(tài)群落，全方位凈化水體，高效去除水體中過(guò)量營(yíng)養(yǎng)鹽改善水質(zhì)(TP和NH4+-N的去除率分別為25.5%和36.8%)，增加水體能見(jiàn)度和增強(qiáng)水體景觀欣賞美感，且無(wú)二次污染。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是—種簡(jiǎn)易懸掛式水華生態(tài)防治器具，它包括三個(gè)部分主繩、植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元植物抑藻單元由化感植物干燥體碎片(如菖蒲碎片、野艾蒿碎片、蘆葦碎片及大麥秸稈碎片)、耐水小網(wǎng)眼麻袋、耐水尼龍繩構(gòu)成，其中干燥植物體裝于耐水小網(wǎng)眼麻袋之中，耐水小網(wǎng)眼麻袋用耐水尼龍繩封口并系于主繩上；藻菌生物膜凈水單元由多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料、藻菌生物膜、耐水尼龍繩、耐水小型尼龍網(wǎng)袋組成，其中藻菌生物膜附著在多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料表面，耐水小型尼龍網(wǎng)袋系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料底部，耐水尼龍繩一端系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料頂部，另一端系于主繩上；在使用時(shí)主繩兩端固定于岸上，確保牢固。(所述的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料為聚乙烯、聚丙烯多孔性輕質(zhì)懸浮填料)—種小型水體水華生態(tài)防治器具的制備方法，具體包括以下步驟(1)植物抑藻單元的構(gòu)建a.原料準(zhǔn)備將從野外采集的完整菖蒲植株洗凈后自然風(fēng)干58d，含水率低于35%，至于陰涼通風(fēng)處保存；b.原料裝袋將步驟a所得的菖蒲干燥植物體粉碎成碎片(碎片大小以不從麻袋出泄露為宜)，裝入耐水性和耐腐蝕性較好的麻袋，每袋裝入菖蒲干燥植物體35kg，麻袋用繩狀柔性材料封口；(2)藻菌生物膜凈水單元的構(gòu)建a.材料準(zhǔn)備采用多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(如聚乙烯、聚丙烯多孔性輕質(zhì)懸浮填料)作為藻菌生物膜載體。b.材料加工將多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料進(jìn)行剪裁，并在其一端固裝繩狀柔性材料(如輕質(zhì)尼龍繩)，另一端固裝袋狀柔性材料(如耐水小型尼龍網(wǎng)袋)；c.預(yù)處理將大型凈水藻(如水綿藻、水網(wǎng)藻)于大型培養(yǎng)箱中采用WC培養(yǎng)基培養(yǎng)，再將剪裁好的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其作為載體懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標(biāo)志著藻膜在載體單元上形成；(3)植物抑藻單元與藻菌生物膜凈水單元的組合主繩選取強(qiáng)度較高的耐水尼龍繩，用于懸掛植物抑藻單元與藻菌生物膜凈水單元。植物抑藻單元與藻菌生物膜凈水單元，交替排列懸掛于主繩上，每個(gè)抑藻袋和藻菌生物膜載體相互間隔0.81.2m，連接方式為輕質(zhì)耐水尼龍繩。主繩長(zhǎng)度依據(jù)目標(biāo)水體大小而定，抑藻袋與藻菌生物膜載體吃水深度依據(jù)目標(biāo)水體深淺而定。其中，可以使用小網(wǎng)眼的尼龍網(wǎng)袋、帶孔編織袋、麻袋作為抑藻干燥植物體(包括菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈)的載體，袋子大小根據(jù)實(shí)際需要而定，可在袋口打孔穿入耐水繩索，用于抑藻袋與主繩的連接。裝入麻袋的植物干燥體碎片大小以略大于裝袋網(wǎng)眼為宜，確保與治理水體有最大接觸面積?？墒褂玫囊衷甯稍镏参矬w有菖蒲、艾蒿、蘆葦、大麥秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈等，其中各種植物干燥體可任意組合，摻混使用。多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料采用性質(zhì)穩(wěn)定、耐水耐腐蝕、柔韌性好、比表面積大、微生物附著性好的聚乙烯或聚丙烯半軟性填料，尺寸大小根據(jù)治理水體需要而定，其兩端固裝的繩狀柔性材料可選用輕質(zhì)尼龍繩，袋裝柔性材料可選用網(wǎng)眼較小的尼龍網(wǎng)袋。凈水藻可選用水綿藻、細(xì)顫藻、水網(wǎng)藻以及柵裂藻，在光照強(qiáng)度270029001x，明暗比12:1214:10，溫度2226。C條件下培養(yǎng)。該水華防治器具的使用步驟是A.將掛有植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元的主繩跨度懸掛于治理水體上方，根據(jù)水域面積及污染程度確定主繩長(zhǎng)度、植物抑藻單元與藻菌生物膜凈水單元數(shù)量。主繩兩端固定于岸上，確保牢固。B.在4月底、5月初將植物抑藻單元放入目標(biāo)水體，確保抑藻袋浸沒(méi)于水面，水華藻類為尋求最大光合作用通常聚集在水體表層，故抑藻袋吃水深度不宜過(guò)大，水面浸沒(méi)即可。抑藻單元內(nèi)的干燥植物體可通過(guò)釋放化感物質(zhì)，有效抑制水體中微囊藻的過(guò)度增殖，有效預(yù)防水華爆發(fā)。C.藻菌生物膜凈水單元下部的袋裝柔性連接內(nèi)可放置適重石塊，確保其在水體中垂直展開(kāi)，不發(fā)生劇烈波動(dòng)。藻菌生物膜凈水單元吃水深度比植物抑藻單元深O.81.2m，達(dá)到對(duì)水體的深層凈化作用(圖-l所示)。大型絲狀藻類、細(xì)菌可附著在多孔性懸浮填料的表面生長(zhǎng)并形成生物膜，成為互利共生的微生態(tài)群落，且生物膜老化脫落后可水體中天然菌群分解。D.若目標(biāo)水體中已存在數(shù)量較多的水華藻，可同時(shí)配以噴灑菖蒲干燥體的水提取液加速殺滅微囊藻。菖蒲干燥體水提取液的制備方法為取30kg干燥菖蒲植物體，用100L清水浸泡57d后取清液，可通過(guò)普通農(nóng)藥噴灑器具進(jìn)行噴灑作業(yè)。本發(fā)明與現(xiàn)有除藻技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明中植物抑藻單元中的干燥植物體均為天然植物，來(lái)源廣泛，相比于人工合成的化學(xué)殺藻劑更安全，成本更低廉，且對(duì)人畜和其他水生生物無(wú)毒害作用，無(wú)二次污染。此外，綠色高效地利用了一些農(nóng)產(chǎn)品的廢棄產(chǎn)物，如麥稈，植物殘?bào)w等，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化，可取得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2.與向目標(biāo)水體栽種凈水植物、化感抑藻植物或浮床技術(shù)相比，該方法在原材料運(yùn)輸、儲(chǔ)存及施工方面更加簡(jiǎn)單易行。3.本發(fā)明中藻菌生物膜凈水單元的材料為多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料，其材質(zhì)為惰性高分子材料，性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)污染，材料來(lái)源廣泛，成本低廉，對(duì)大型藻類、凈水細(xì)菌具有較好的吸附性能，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后能更快的在污染水體中形成生物膜。4.本發(fā)明中將兩種不同單元組合，發(fā)揮各單元的優(yōu)點(diǎn)，使抑藻袋中植物體有效克制富營(yíng)養(yǎng)化水體中占據(jù)主導(dǎo)地位的水華藻，間接強(qiáng)化了藻菌生物膜凈水單元上大型藻和凈水細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)能力，促進(jìn)藻菌生物膜的形成，可對(duì)污染水體進(jìn)行協(xié)同凈化。兩種單元的組合比單一植物抑藻單元或藻菌膜凈水單元能取得更佳的凈水效果。5.本發(fā)明使用壽命長(zhǎng)(25年)，可重復(fù)使用(每35d需更新袋內(nèi)干燥植物體)，植物殘?jiān)苫厥沼糜谵r(nóng)業(yè)堆肥，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。6.本發(fā)明中兩種單元的運(yùn)輸、組合、施工簡(jiǎn)單方便，使用過(guò)程無(wú)污染無(wú)能耗，且無(wú)需看護(hù)。7.該懸掛式器具的承載能力、掛膜能力以及抗沖擊能力視待治理污染水體具體情況而定，可通過(guò)適度改變植物抑藻單元數(shù)量和藻菌生物膜凈水單元尺寸來(lái)達(dá)到治理效果與治理成本的最佳平衡。8.該懸掛式水華防治器具制作工藝簡(jiǎn)單、能耗低、成本低、性質(zhì)穩(wěn)定、施工方便，適宜廣泛推廣。綜上所述，本發(fā)明的方法綠色環(huán)保，制作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可以有效的預(yù)防小型水體內(nèi)浮游藻類的過(guò)量增殖，改善富營(yíng)養(yǎng)化水體的水質(zhì)狀況，提高景觀價(jià)值，對(duì)于生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。圖1為一種小型水體水華生態(tài)防治的器具(懸掛式)結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-主繩；2-植物抑藻單元；3-藻菌生物膜凈水單元圖2為植物抑藻單元結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-主繩；4-耐水尼龍繩；5_耐水小網(wǎng)眼麻袋；6_干燥植物體碎片(如菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈)圖3為藻菌生物膜凈水單元結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-主繩；4-耐水尼龍繩；7_藻菌生物膜；8-耐水小型尼龍網(wǎng)袋(內(nèi)裝適重石塊)；9-多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1:—種適用于小型水體的簡(jiǎn)易懸掛式水華生態(tài)防治器具，它包括三個(gè)部分主繩(1)、植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜凈水單元(3)，其中植物抑藻單元(2)由具有抑藻化感活性的干燥植物體碎片(6)、耐水小網(wǎng)眼麻袋(5)、耐水尼龍繩(4)構(gòu)成，其中植物干燥植物體碎片(6)裝于耐水小網(wǎng)眼麻袋(5)之中，耐水小網(wǎng)眼麻袋(5)用耐水尼龍繩(4)封口并系于主繩(1)上；藻菌生物膜凈水單元(3)由多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)、藻菌生物膜(7)、耐水尼龍繩(4)、耐水小型尼龍網(wǎng)袋(8)(內(nèi)裝適重小石塊)組成，其中藻菌生物膜(7)附著在多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)表面，耐水小型尼龍網(wǎng)袋(8)(內(nèi)裝適重小石塊)系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)底部，耐水尼龍繩(4)一端系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)頂部，另一端系于主繩(1)上；在實(shí)際使用時(shí)主繩l兩端固定于岸上，確保牢固。所述的具有化感抑藻能力的植物種類包括菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈，不同植物干燥體含水率為菖蒲、蘆葦(<35%);野艾蒿(<加％);大麥秸稈(<5%);藻菌生物膜凈水單元(3)包括多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)和藻菌生物膜(7)，藻菌生物膜(7)附著在多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)表面。植物抑藻單元中的裝袋為耐水耐腐蝕的小網(wǎng)眼麻袋(5)，內(nèi)裝菖蒲碎片(6)。小網(wǎng)眼麻袋(5)口打孔穿繩(4)(細(xì)耐水尼龍繩)，可系于主繩(1)實(shí)現(xiàn)懸掛。多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)為聚乙烯或聚丙烯半軟性填料。每條主繩(1)上懸掛植物抑藻單元(2)1215只、藻菌生物膜凈水單元(3)1015只，其中，每個(gè)藻菌生物膜凈水單元(3)中的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)長(zhǎng)5080cm、寬1030cm、厚0.50.8cm，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)的組合如表_1所示。實(shí)施例2:—種小型水體水華生態(tài)防治器具的制備方法，具體包括以下步驟A、植物抑藻單元(2)的構(gòu)建a、原料準(zhǔn)備將采集的完整菖蒲植株、野艾蒿、大麥秸稈洗凈后自然風(fēng)干58d，使菖蒲含水率低于35%;野艾蒿含水率低于20%;大麥秸稈含水率低于5%，風(fēng)干后植物體至于陰涼通風(fēng)處保存；b、原料裝袋將步驟a所得的干燥植物體粉碎成碎片(6)(碎片大小以不從麻袋中泄露為宜)，裝入耐水性和耐腐蝕性較好的小網(wǎng)眼麻袋(5)，每袋裝入菖蒲干燥植物體35kg或野艾蒿干燥植物體35kg或大麥秸稈35kg，麻袋(5)用細(xì)耐水尼龍繩(4)封□;B、藻菌生物膜凈水單元(3)的構(gòu)建a、材料準(zhǔn)備采用多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)(聚乙烯輕質(zhì)多孔性懸浮填料，或聚丙烯輕質(zhì)多孔性懸浮填料)作為藻菌生物膜載體。材料加工將多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)進(jìn)行剪裁，并在其一端固裝耐水尼龍繩(4)，另一端固裝耐水小型尼龍網(wǎng)袋(8)(內(nèi)裝石塊)；b、預(yù)處理將大型凈水藻(水綿藻或水網(wǎng)藻)于大型培養(yǎng)箱中采用WC培養(yǎng)基培養(yǎng)(配方見(jiàn)表_2)，再將剪裁好的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其作為載體懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，藻菌生物膜載體(聚乙烯輕質(zhì)多孔性懸浮填料)上出現(xiàn)氣泡標(biāo)志著藻膜(7)在載體單元上形成；C、植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)的組合主繩(1)選取強(qiáng)度較高的耐水尼龍繩作為懸掛植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)的載體，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)交替排列懸掛于主繩(1)上，以耐水尼龍繩(4)為連接材料，每個(gè)植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜凈水單元(3)相互間隔0.81.2m。主繩(1)長(zhǎng)度依據(jù)目標(biāo)水體大小而定，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)吃水深度依據(jù)目標(biāo)水體深淺而定。其中，可以使用小網(wǎng)眼的尼龍網(wǎng)袋、帶孔編織袋、麻袋作為抑藻干燥植物體(菖蒲、野艾蒿、麥桿)的載體，袋子大小根據(jù)實(shí)際需要而定，可在袋口打孔穿入耐水繩索，以便強(qiáng)化抑藻袋與主繩的連接。袋內(nèi)的植物干燥體碎片大小以不從袋中泄露為宜，確保與治理水體有最大接觸面積?？墒褂玫囊衷甯稍镏参矬w有菖蒲、艾蒿、蘆葦、大麥秸稈等，其中各種植物干燥體可任意組合，摻混使用。多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料采用性質(zhì)穩(wěn)定、耐水耐腐蝕、柔韌性好、比表面積大、微生物附著性好的聚乙烯或聚丙烯半軟性填料，尺寸大小根據(jù)治理水體需要而定，其兩端固裝的繩狀柔性材料可選用輕質(zhì)耐水尼龍繩，袋裝柔性材料可選用網(wǎng)眼較小的耐水尼龍網(wǎng)袋。凈水藻可選用水綿藻、細(xì)顫藻、水網(wǎng)藻以及柵裂藻，在光照強(qiáng)度270029001x，明暗比12:1214:10，溫度2226。C條件下培養(yǎng)。表1.懸掛式水華防治器具細(xì)合方案<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例3:1.前期準(zhǔn)備(1)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查試驗(yàn)地點(diǎn)為武漢大學(xué)內(nèi)一人工景觀湖，水域面積約為500m2，平均水深2m，現(xiàn)已受中度富營(yíng)養(yǎng)化污染；(2)原料制備植物抑藻單元中的菖蒲采自武漢市城郊一菖蒲種植園；艾蒿采集自郊區(qū)荒地；大麥秸稈取自郊區(qū)糧食生產(chǎn)基地，植物采集后洗去附著淤泥，置于室外風(fēng)干1015d;風(fēng)干后粉碎成殘?bào)w碎片；裝袋使用粗制小網(wǎng)眼耐水麻袋；與主繩之間的柔性鏈接采用耐水尼龍繩；懸掛式水華防治器具中的藻菌生物膜凈水單元以聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料為原料；藻菌生物膜凈水單元與主繩之間采用輕質(zhì)耐水尼龍繩作為連接材料；(3)聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料的處理按表1中尺寸，將聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料進(jìn)行剪裁，在兩端打孔，一端系上耐水尼龍繩，另一端系上網(wǎng)眼較小的耐水尼龍網(wǎng)袋。2.懸掛式水華防治器具的制作階段(1)按表1中所述定量稱取各種植物碎片，分別裝袋；(2)藻菌生物膜載體單元預(yù)處理將水綿藻接種于大型培養(yǎng)箱，使用WC培養(yǎng)基(WC培養(yǎng)基成分如表2所述)，在光照強(qiáng)度為28001x，明暗比14:10，溫度為22t:的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。將剪裁好的聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標(biāo)志著藻膜在載體單元上形成。(3)部件組裝分別將植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元上部的耐水尼龍繩的一端系于主繩上，確保固定，其中植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元交替排列，兩單元之間間距為0.81.2m;(4)配套菖蒲干體水提液的制備取30kg菖蒲干燥植物體，置于IOOL水桶，避光浸泡46d后取清液，灌裝噴灑器具使用。3.放入水體(1)于4月底將6條上述長(zhǎng)度為35m的懸掛式器具交錯(cuò)放入水體，確保植物抑藻單元浸沒(méi)于目標(biāo)水體且處于水體表層，藻菌生物膜凈水單元在水體中垂直鋪展；(2)懸掛式器具使用30天，期間氣溫1526t:，并有2次中等規(guī)模降雨。植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元穩(wěn)定懸掛于主繩上，抑藻袋無(wú)明顯破損及腐蝕；藻菌生物膜凈水單元上水綿藻長(zhǎng)勢(shì)良好，形成綠色覆膜。在實(shí)驗(yàn)期間，每2d向植物抑藻單元附近水域噴灑菖蒲干燥體提取液50L，以強(qiáng)化抑藻效果。(3)對(duì)試驗(yàn)前后該人工湖的水質(zhì)分析顯示，試驗(yàn)前該水體中葉綠素a濃度為23.66iig*L—、TP質(zhì)量濃度為0.47mg*L—、NH4+_N質(zhì)量濃度為1.33mg*L—1;試驗(yàn)后水體中葉綠素a濃度為17.35iigL-、TP質(zhì)量濃度為0.35mgL-、NH4+_N質(zhì)量濃度為0.84mgL-、葉綠素a的抑制率為26.7%;TP和NH4+-N的去除率分別為25.5%和36.8%。結(jié)果表明，懸掛式器具對(duì)該富營(yíng)養(yǎng)化水體中浮游藻類的控制以及對(duì)水體凈化取得了較好的效果。實(shí)施例4:1.前期準(zhǔn)備(1)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查試驗(yàn)地點(diǎn)為武漢市市郊某池塘(水域面積400m2，平均水深2.5m)，池塘受中度富營(yíng)養(yǎng)化污染，每年春末、夏季浮游藻類過(guò)量繁殖，水體生態(tài)破壞嚴(yán)重；(2)原料準(zhǔn)備植物抑藻單元中的菖蒲采自武漢市城郊一菖蒲種植園；艾蒿采集自郊區(qū)荒地；大麥秸稈取自郊區(qū)糧食生產(chǎn)基地；植物采集后洗去附著淤泥，置于室外風(fēng)干1015d;風(fēng)干后粉碎成殘?bào)w碎片；裝袋使用粗制耐水小網(wǎng)眼麻袋；與主繩之間的柔性鏈接采用耐水尼龍繩；藻菌生物膜凈水單元以聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料為原料；藻菌生物膜凈水單元與主繩之間的連接材料采用輕質(zhì)耐水尼龍繩；(3)對(duì)聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料的處理按表1中尺寸將聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料進(jìn)行剪裁，在兩端打孔，一端系上耐水尼龍繩，另一端系上網(wǎng)眼較小的耐水尼龍網(wǎng)袋。2.懸掛式水華防治器具的制作階段(1)按表1中所述定量稱取各種植物碎片，分別裝袋；(2)藻菌生物膜凈水單元預(yù)處理將水綿藻接種于大型培養(yǎng)箱，使用WC培養(yǎng)基(WC培養(yǎng)基成分如表2所述)，在光照強(qiáng)度為28001x，明暗比14:10，溫度為22t:的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。將剪裁好的聚乙烯(或聚丙烯)半軟性多孔填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，使其懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標(biāo)志著藻膜在載體單元上形成。(3)部件組裝分別將植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元上部的耐水尼龍繩系于主繩上，確保固定，其中植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元交替排列，兩單元之間間距為0.81.2m;(4)配套菖蒲干體水提液的制備取30kg菖蒲干燥植物體，置于IOOL水桶，室溫避光浸泡46d后取清液，灌裝噴灑器具使用。3.放入水體(1)于4月底將8條上述長(zhǎng)度為30m的懸掛式器具交錯(cuò)放入水體，確保植物抑藻單元浸沒(méi)于目標(biāo)水體且處于水體表層，藻菌生物膜凈水單元在水體中垂直鋪展；(2)懸掛式器具使用35天，期間氣溫1427t:，并有3次中等規(guī)模降雨。植物抑藻單元和藻菌生物膜凈水單元穩(wěn)定懸掛于主繩上，抑藻袋無(wú)明顯破損及腐蝕；藻菌生物膜凈水單元上水綿藻長(zhǎng)勢(shì)良好，形成綠色覆膜。在實(shí)驗(yàn)期間，每2d向植物抑藻單元附近水域噴灑菖蒲干燥體提取液50L，以強(qiáng)化抑藻效果。(3)對(duì)試驗(yàn)前后該池塘的水質(zhì)分析顯示，試驗(yàn)前該水體中葉綠素a濃度為27.34iig*L—、TP質(zhì)量濃度為0.55mg*L—、NH4+_N質(zhì)量濃度為1.83mg*L—1;試驗(yàn)后水體中葉綠素a濃度為20.65iigL—、TP質(zhì)量濃度為0.42mgL—、NH4+_N質(zhì)量濃度為1.24mgL—、葉綠素a的抑制率為24.5%;TP和NH4+-N的去除率分別為23.6%和32.2%。結(jié)果表明，懸掛式器具對(duì)該池塘中水華的防控取得了較好的效果，并清除水體中過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)鹽。主繩的長(zhǎng)短和抑藻袋的大小、數(shù)量可以根據(jù)景觀和水體需要而定，對(duì)發(fā)明效果沒(méi)有影響。凈水藻種可選用水綿藻、細(xì)顫藻、水網(wǎng)藻以及柵裂藻，分別采用WC培養(yǎng)基、HGZ培養(yǎng)基、BBM培養(yǎng)基和SE培養(yǎng)基，本實(shí)施例中選用凈水效果好的水綿藻，在WC培養(yǎng)基中培養(yǎng)。權(quán)利要求一種小型水體水華生態(tài)防治的器具，它包括主繩(1)、植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜凈水單元(3)，其特征在于植物抑藻單元(2)由干燥植物體碎片(6)、耐水小網(wǎng)眼麻袋(5)、耐水尼龍繩(4)構(gòu)成，其中干燥植物體碎片(6)裝于耐水小網(wǎng)眼麻袋(5)之中，耐水小網(wǎng)眼麻袋(5)用耐水尼龍繩(2)封口并系于主繩(1)上；藻菌生物膜凈水單元(3)由多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)、藻菌生物膜(7)、耐水尼龍繩(4)、耐水小型尼龍網(wǎng)袋(8)組成，其中藻菌生物膜(7)附著在多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)表面，耐水尼龍網(wǎng)袋(8)系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)底部，耐水尼龍繩(4)一端系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)頂部，另一端系于主繩(1)上；主繩(1)兩端固定于岸上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型水體水華生態(tài)防治的器具，其特征在于所述的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)為聚乙烯或聚丙烯半軟性填料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型水體水華生態(tài)防治的器具，其特征在于所述的主繩(1)上懸掛植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜凈水單元(3)1215只；其中每個(gè)藻菌生物膜凈水單元(3)的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)長(zhǎng)5080cm、寬1030cm、厚0.50.8cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型水體水華生態(tài)防治的器具，其特征在于所述的干燥植物體碎片(6)為菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈植物碎片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型水體水華生態(tài)防治的器具，其特征在于所述的藻菌生物膜(7)為水綿藻、水網(wǎng)藻覆膜。6.權(quán)利要求1所述的一種小型水體水華生態(tài)防治器具的制備方法，其步驟是A、植物抑藻單元(2)的構(gòu)建a、原料準(zhǔn)備將從野外采集的完整菖蒲植株洗凈后自然風(fēng)干58d，含水率低于35%，至于陰涼通風(fēng)處保存；b、原料裝袋將步驟a所得的菖蒲干燥植物體粉碎成碎片(6)，裝入耐水性和耐腐蝕性的麻袋，每袋裝入菖蒲干燥植物體35kg，麻袋用耐水尼龍繩(4)封口；B、藻菌生物膜凈水單元(3)的構(gòu)建a、材料準(zhǔn)備采用多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料(9)作為藻菌生物膜載體；b、材料加工將多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料進(jìn)行剪裁，并在其一端固裝耐水尼龍繩(4)，另一端固裝耐水小型尼龍網(wǎng)袋(8);C、預(yù)處理將大型凈水藻于培養(yǎng)箱中采用培養(yǎng)基培養(yǎng)，再將剪裁的多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料置于培養(yǎng)箱內(nèi)，作為載體懸浮于箱內(nèi)培養(yǎng)液中，培養(yǎng)610天，載體上出現(xiàn)氣泡標(biāo)志著藻膜(7)在載體單元上形成；所述的大型凈水藻為水綿藻、水網(wǎng)藻；C、植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)的組合主繩(1)選取耐水尼龍繩，用于懸掛植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)，植物抑藻單元(2)與藻菌生物膜凈水單元(3)交替排列懸掛于主繩上，每個(gè)植物抑藻單元(2)和藻菌生物膜凈水單元(3)相互間隔0.81.2m，與主繩(1)之間的連接物為耐水尼龍繩(4)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體水華生態(tài)防治器具的制備方法，其特征在于所述的抑藻干燥植物體碎片(6)包括菖蒲、野艾蒿、蘆葦、大麥秸稈。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種水體水華生態(tài)防治的器具及制備方法，植物抑藻單元由干燥植物體碎片、耐水小網(wǎng)眼麻袋、耐水尼龍繩構(gòu)成，耐水小網(wǎng)眼麻袋用耐水尼龍繩封口并系于主繩上；藻菌生物膜凈水單元由多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料、藻菌生物膜、耐水尼龍繩、耐水小型尼龍網(wǎng)袋組成，耐水小型尼龍網(wǎng)袋系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料底部，耐水尼龍繩一端系于多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料頂部，另一端系于主繩上。a、從野外采集的完整菖蒲植株洗凈后自然風(fēng)干；b、將步驟a所得的菖蒲干燥植物體粉碎成碎片，裝入麻袋；c、采用多孔性高分子輕質(zhì)懸浮填料；d、將填料進(jìn)行剪裁；e、預(yù)處理；f、植物抑藻單元與藻菌生物膜凈水單元組合。原料易得、成本低、無(wú)二次污染，效果明顯。文檔編號(hào)C02F3/32GK101708901SQ200910272668公開(kāi)日2010年5月19日申請(qǐng)日期2009年11月6日優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日發(fā)明者侯浩波,周旻,張維昊,胡光濟(jì),董峰申請(qǐng)人:武漢大學(xué)