本實(shí)用新型涉及水生態(tài)污水治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)污染水體進(jìn)行立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人類對(duì)海洋施加的壓力和影響不斷加大，直接或間接導(dǎo)致了海洋生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重退化。特別是對(duì)海洋無(wú)度、無(wú)序和不負(fù)責(zé)任的開(kāi)發(fā)利用，加快了海洋生態(tài)環(huán)境的退化，導(dǎo)致海洋生態(tài)系統(tǒng)功能嚴(yán)重衰退，因此急需一種可以有效修復(fù)海洋生態(tài)的系統(tǒng)和方法。

生物修復(fù)技術(shù)(Bioremediation)是指在自然條件或可控環(huán)境條件下，通過(guò)各種生物(包括植物、動(dòng)物、微生物、突變體和基因工程轉(zhuǎn)化體等)的生命代謝活動(dòng)作用，如吸收、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解等，將污染環(huán)境中的污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒物質(zhì)或毒害減小，從而凈化水體，使退化的或破壞的生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)的一種生物凈化過(guò)程。

利用水域生態(tài)系統(tǒng)中生物間的相互作用，形成良性循環(huán)削減污染物，加速生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，是解決海洋環(huán)境污染的有效方法。在全球海洋生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重的背景下，藻類和貝類的綜合生物修復(fù)技術(shù)將會(huì)越來(lái)越受到重視。

如中國(guó)專利201510126162.4號(hào)公開(kāi)的一種生態(tài)修復(fù)型海洋牧場(chǎng)及其構(gòu)建方法，屬于海洋生態(tài)環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，海洋牧場(chǎng)是由一個(gè)以上多功能單元養(yǎng)殖平臺(tái)組成，多功能單元養(yǎng)殖平臺(tái)包括：一根兩端封閉的粗直徑HDPE管彎成U型的主浮管和一根以上兩端封閉的HDPE聯(lián)結(jié)管構(gòu)成的可升潛式生態(tài)養(yǎng)殖單元平臺(tái)框架，平臺(tái)框架上設(shè)有藻床區(qū)、開(kāi)敞箱式海珍品混養(yǎng)區(qū)、下沉裝置和錨定裝置。然而，該生態(tài)修復(fù)型海洋牧場(chǎng)存在如下的缺點(diǎn)或不足：(1)、該生態(tài)修復(fù)型海洋牧場(chǎng)的單元養(yǎng)殖平臺(tái)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制作成本高；(2)、沒(méi)有公開(kāi)該生態(tài)修復(fù)型海洋牧場(chǎng)中的藻類及海珍品的生物安全性；(3)、整個(gè)系統(tǒng)剛性較大柔性不足，不利于抵抗風(fēng)浪的沖擊。

因此，提供一種既能有效處理水體污染又能保證處理生物的實(shí)用安全性的貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)及修復(fù)方法成為業(yè)內(nèi)急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)及修復(fù)方法，其采用上層培藻，底層養(yǎng)貝模式，吸收水體中的氮、磷、鉀等元素，同時(shí)利用貝類進(jìn)行污染物重金屬的過(guò)濾及富集，在獲得高質(zhì)量水質(zhì)的同時(shí)，凈化水體所用的貝藻也符合海洋生物質(zhì)量的二類標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需進(jìn)行無(wú)害化處理，可以安全上市。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的第一個(gè)目的在于提供一種貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，其包括若干排等距平行排布的養(yǎng)殖筏，每個(gè)養(yǎng)殖筏包括兩個(gè)用于將養(yǎng)殖筏固定于水體底部的固定底座、一端連接于固定底座上而另一端延伸出水體表面的養(yǎng)殖梗繩、以及連接于兩條養(yǎng)殖梗繩之間的養(yǎng)殖筏繩，其中，養(yǎng)殖筏繩上間隔設(shè)有若干個(gè)泡沫浮球以使養(yǎng)殖筏繩漂浮于水體表面，每條養(yǎng)殖筏繩上懸掛有浸沒(méi)于水體中的至少一個(gè)貝類養(yǎng)殖單元，相鄰兩條養(yǎng)殖筏繩間連接有漂浮于水體中的至少二個(gè)藻類養(yǎng)殖單元。

可選擇地，貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)包括至少四十個(gè)養(yǎng)殖筏，每八個(gè)養(yǎng)殖筏設(shè)定為一組。

可選擇地，每個(gè)貝類養(yǎng)殖單元包括：至少二個(gè)用于養(yǎng)殖貝類的籠箱及穿插連接于籠箱之間的吊繩，吊繩的上端連接于養(yǎng)殖筏繩上以將籠箱垂直地懸掛于養(yǎng)殖筏繩上并浸沒(méi)于水體中。

可選擇地，每個(gè)藻類養(yǎng)殖單元包括：連接于兩條養(yǎng)殖筏繩之間的苗繩以及拴結(jié)于苗繩上的若干個(gè)用于繁殖藻類的苗種。

可選擇地，養(yǎng)殖梗繩及養(yǎng)殖筏繩由聚乙烯纖維制成，直徑約20～30毫米。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種貝藻立體化生態(tài)修復(fù)方法，其包括：(1)使用固定底座將養(yǎng)殖梗繩的一端固定于水體底部，于兩條養(yǎng)殖梗繩之間連接養(yǎng)殖筏繩，養(yǎng)殖筏繩上間隔設(shè)置若干個(gè)泡沫浮球以使養(yǎng)殖筏繩漂浮于水體表面；(2)于兩條養(yǎng)殖筏繩之間連接若干條苗繩，于每條苗繩上拴結(jié)若干個(gè)用于繁殖藻類的苗種；以及(3)于養(yǎng)殖筏繩上懸掛若干個(gè)浸沒(méi)于水體中的由吊繩連接的用于養(yǎng)殖貝類的籠箱。

優(yōu)選地，苗繩為雙繩加苗種在一起，當(dāng)苗繩上的苗種密度過(guò)大時(shí)，應(yīng)采取刮苗的方法進(jìn)行間苗；當(dāng)苗繩分苗后有苗種脫落或苗種不好時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)加苗種。

可選擇地，于春季和夏季時(shí)，藻類的種類選為鼠尾藻或龍須菜，于秋季和冬季時(shí)，藻類的種類選為裙帶菜。

可選擇地，養(yǎng)殖筏繩的長(zhǎng)度為80～100米，苗繩的長(zhǎng)度為3～8米，兩條苗繩之間的間距為1～1.5米。

可選擇地，當(dāng)藻類的種類為裙帶菜時(shí)，每根苗繩上夾苗8～15厘米的苗種60～90根；當(dāng)藻類的種類為鼠尾藻或龍須菜時(shí)，每根苗繩上夾苗5～15厘米的苗種15～75簇且簇間距設(shè)定為10～15厘米。

可選擇地，當(dāng)藻類的種類為裙帶菜時(shí)，苗種的長(zhǎng)度為0.1～0.3米；當(dāng)藻類的種類為鼠尾藻時(shí)，苗種的長(zhǎng)度為0.1～0.4米；當(dāng)藻類的種類為龍須菜時(shí)，苗種的長(zhǎng)度為0.1～0.3米。

可選擇地，當(dāng)藻類的種類為裙帶菜時(shí)，苗種處于水下0.3～1米；當(dāng)藻類的種類為鼠尾藻時(shí)，苗種處于水下0.3～0.5米；當(dāng)藻類的種類為龍須菜時(shí)，苗種處于水下1～1.5米。

可選擇地，貝類選為牡蠣，貝類的投放規(guī)格設(shè)定為3-3.5厘米，投放密度設(shè)定為80粒/籠。

此外，在具體應(yīng)用過(guò)程中，本實(shí)用新型還包括以下方面：(1)、所修復(fù)的水體應(yīng)盡量選擇風(fēng)浪較小、水交換好、透明度較好、光照強(qiáng)度大的污染水體；(2)、當(dāng)苗繩上的苗種密度過(guò)大時(shí)，應(yīng)采取刮苗的方法進(jìn)行間苗，當(dāng)苗繩分苗后有苗脫落或苗不好時(shí)，應(yīng)補(bǔ)苗；(3)、對(duì)養(yǎng)殖筏進(jìn)行定期管理，保持筏距、排距整齊，間距均勻，并及時(shí)整理絞纏在一起的苗繩，隨時(shí)清除大型貝藻；(4)、養(yǎng)殖筏設(shè)置的松緊程度應(yīng)使養(yǎng)殖筏的筏身在高潮時(shí)保持較松弛的狀態(tài)，使其能夠隨風(fēng)浪有一定的浮動(dòng)幅度；(5)、綁縛作為浮子的泡沫浮球的繩扣要結(jié)緊結(jié)死，繩索與浮綆的銜接處要綁緊；(6)水流大或水深的海區(qū)，可在固定底座水加壓沙袋，確保養(yǎng)殖筏的安全；(7)選苗時(shí)選取生長(zhǎng)良好、無(wú)病爛、雜藻較少的苗種，盡可能不用基部藻體為種苗；(8)運(yùn)輸苗種期間要防止藻體干燥，溫度不超過(guò)20℃；用泡沫箱封閉運(yùn)輸，每箱運(yùn)苗25千克，泡沫箱中可加適量冰塊。

本實(shí)用新型的有益效果是：(1)、貝藻立體化修復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低、材料耐腐蝕、組裝方便、且制作簡(jiǎn)單；(2)、可根據(jù)水體面積及形狀，按照一定的間距，自主排列組合若干個(gè)養(yǎng)殖筏，形成不同規(guī)模的貝藻立體化修復(fù)系統(tǒng)；(3)、貝藻立體化修復(fù)系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的改善效果優(yōu)于單獨(dú)的藻類修復(fù)示范區(qū)；(4)、貝藻立體化修復(fù)系統(tǒng)中的牡蠣的成活率和成體均重均優(yōu)于貝類修復(fù)區(qū)的牡蠣的成活率和成體均重；(5)、貝藻立體化修復(fù)系統(tǒng)中牡蠣的生物安全性優(yōu)于貝類修復(fù)區(qū)中牡蠣，生物安全性無(wú)需進(jìn)行無(wú)害化處理，可以安全上市。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的養(yǎng)殖筏的構(gòu)造示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的藻類養(yǎng)殖單元的構(gòu)造示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的貝類養(yǎng)殖單元的構(gòu)造示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的貝藻立體化生態(tài)修復(fù)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，在該非限制性實(shí)施例中，本實(shí)用新型的貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)包括兩排等距平行排布的養(yǎng)殖筏10、藻類養(yǎng)殖單元20以及貝類養(yǎng)殖單元30。

以一個(gè)養(yǎng)殖筏10為例，如圖2所示，養(yǎng)殖筏10包括兩個(gè)固定底座101、養(yǎng)殖梗繩102、養(yǎng)殖筏繩103以及泡沫浮球104。其中，養(yǎng)殖梗繩102的一端通過(guò)固定底座101固定在水體底部100處，養(yǎng)殖筏繩103連接于兩條養(yǎng)殖梗繩102之間，養(yǎng)殖筏繩103上間隔設(shè)有八個(gè)泡沫浮球104，從而使得養(yǎng)殖筏繩103漂浮在水體表面。

在該非限制性實(shí)施例中，如圖1所示，藻類養(yǎng)殖單元20連接在兩條養(yǎng)殖筏繩103之間，具體來(lái)講，如圖3所示，藻類養(yǎng)殖單元20包括：連接于兩條養(yǎng)殖筏繩之間的苗繩201以及拴結(jié)于苗繩201上的多個(gè)可繁殖藻類的苗種202。

而如圖4所示，貝類養(yǎng)殖單元30則包括三個(gè)用于養(yǎng)殖貝類的籠箱301及穿插連接于三個(gè)籠箱301之間的吊繩302。如圖1所示，吊繩302的上端連接于養(yǎng)殖筏繩103上，從而將三個(gè)籠箱301浸沒(méi)于水體中。

基于同樣的思想，本發(fā)明還提供了貝藻立體化生態(tài)修復(fù)方法，如圖5所示，在步驟S1中，首先使用固定底座將養(yǎng)殖梗繩的一端固定于水體底部，并于兩條養(yǎng)殖梗繩之間連接養(yǎng)殖筏繩，養(yǎng)殖筏繩上間隔設(shè)置若干個(gè)泡沫浮球，從而使養(yǎng)殖筏繩漂浮于水體表面。接著，在步驟S2中，于兩條養(yǎng)殖筏繩之間連接若干條苗繩，于每條苗繩上拴結(jié)若干個(gè)用于繁殖藻類的苗種。最后，在步驟S3中，于養(yǎng)殖筏繩上懸掛若干個(gè)浸沒(méi)于水體中的由吊繩連接的用于養(yǎng)殖貝類的籠箱。

以下結(jié)合示例介紹本實(shí)用新型的貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)在海洋水體中的應(yīng)用。

實(shí)施例1：裙帶菜養(yǎng)殖

養(yǎng)殖區(qū)水深8米，透明度2.4米。養(yǎng)殖筏長(zhǎng)度100米，利用木樁將養(yǎng)殖梗繩的一端固定在海底，并用泡沫浮球使養(yǎng)殖筏繩漂浮在水面位置，每條苗繩長(zhǎng)6米，間距1米，苗種間距15厘米，共養(yǎng)45臺(tái)養(yǎng)殖筏。裙帶菜苗種長(zhǎng)0.1～0.3米，苗種處于水下30～100厘米之間，初期吊養(yǎng)水層為1米左右，之后隨水溫下降上調(diào)水層。

10月下旬購(gòu)進(jìn)苗種，養(yǎng)殖周期從10月至次年6月，裙帶菜長(zhǎng)100厘米以上時(shí)進(jìn)行收獲。

實(shí)施例2：鼠尾藻養(yǎng)殖

根據(jù)海流的流向和流速確定方向，若流速不快，則順流設(shè)置養(yǎng)殖筏，若流速快，則橫流設(shè)置養(yǎng)殖筏。每條苗繩長(zhǎng)3米，苗繩間距1米，苗種間距5厘米。夾好的苗繩的兩端用養(yǎng)殖筏繩上的吊繩連結(jié)好，掛于養(yǎng)殖筏繩上進(jìn)行養(yǎng)殖。鼠尾藻苗種長(zhǎng)0.1～0.4米，苗繩為雙繩加苗在一起，苗種處于水下30～50厘米之間。共養(yǎng)70臺(tái)養(yǎng)殖筏。

購(gòu)進(jìn)自然海區(qū)采集的苗種，運(yùn)輸溫度5℃以下，苗簾長(zhǎng)1.8米、寬0.5米。

養(yǎng)殖周期從3月下旬至第二年6月，當(dāng)每條苗繩上鼠尾藻長(zhǎng)度為0.8米以上、棵重0.2千克以上、莖寬2.5厘米以上時(shí)即可收獲。

實(shí)施例3：龍須菜養(yǎng)殖

種苗長(zhǎng)0.1～0.3米，每條苗繩長(zhǎng)3米，間距1米，夾在苗中部，兩端露出5～6厘米，簇間距10-15厘米，每簇苗重20克左右，處于水下1～1.5米之間。夾苗前先將苗繩在海水中浸泡使苗繩處于濕潤(rùn)狀態(tài)。夾苗時(shí)，防止陽(yáng)光曝曬和藻體干燥，以防藻體脫水和超過(guò)溫度上限。夾好的苗繩兩端用養(yǎng)殖筏繩上的吊繩連結(jié)好，掛于養(yǎng)殖筏繩上進(jìn)行養(yǎng)殖?？紤]筏向的主要因素是潮流，養(yǎng)殖筏要盡可能做到順流。

養(yǎng)成水溫控制在10～27℃。根據(jù)生長(zhǎng)情況每20天左右分苗一次。共養(yǎng)70臺(tái)養(yǎng)殖筏。養(yǎng)殖時(shí)間為5～8月。

實(shí)施例4：牡蠣養(yǎng)殖

在養(yǎng)殖筏繩上懸掛籠箱，牡蠣投放規(guī)格為3～3.5厘米、投放密度為80粒/籠。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、藻類生長(zhǎng)情況及對(duì)水體修復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

大型海藻在生長(zhǎng)過(guò)程需要大量的氮元素及磷元素，可以直接將水體中的氮元素及磷元素以生物產(chǎn)品的形式固定在體內(nèi)，維持藻類正常生長(zhǎng)，從而達(dá)到祛除水體中的氮元素及磷元素的目的。

以龍須菜為例，本實(shí)用新型的貝藻立體化生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)中的龍須菜生長(zhǎng)情況與藻類修復(fù)區(qū)生長(zhǎng)情況差異不顯著。結(jié)合對(duì)修復(fù)區(qū)水質(zhì)和底質(zhì)的評(píng)估結(jié)果發(fā)現(xiàn)，貝藻類混養(yǎng)對(duì)水質(zhì)的改善效果優(yōu)于單獨(dú)的藻類修復(fù)示范區(qū)。

2、貝類生長(zhǎng)情況及對(duì)水體修復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

貝類濾食系統(tǒng)十分發(fā)達(dá)且與其他濾食性魚(yú)類相比，具有更強(qiáng)的耐低氧能力，在底層間隔吊養(yǎng)貝類，不僅可以控制藻類濃度、調(diào)控水質(zhì)，更可使得貝類長(zhǎng)勢(shì)良好。

以牡蠣為例，由表1可知，幾種重金屬在牡蠣體內(nèi)的含量大小為砷＞鎘＞鉛＞汞。除砷外，其它幾種重金屬的污染指數(shù)均未超過(guò)無(wú)公害水產(chǎn)品安全要求；分析對(duì)比海洋貝類生物樣品標(biāo)準(zhǔn)值可知，養(yǎng)殖區(qū)的牡蠣樣品僅砷元素的含量超過(guò)了海洋生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一類標(biāo)準(zhǔn)，符合海洋生物質(zhì)量的二類標(biāo)準(zhǔn)。

表1

盡管在此已詳細(xì)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但要理解的是本實(shí)用新型并不局限于這里詳細(xì)描述和示出的具體結(jié)構(gòu)，在不偏離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)其它的變型和變體。