一種利用附著生物恢復凈化水質的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于生態(tài)修復技術領域，涉及一種利用附著生物恢復凈化水質的方法，特別是涉及一種以聚乙烯為主體的附著生物生態(tài)仿生網(wǎng)的水質凈化方法。
【背景技術】
[0002]附著生物在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中具有獨特的生態(tài)功能，能有效地分解、轉化水體中的有機物和營養(yǎng)鹽，可用于受損天然水體的生態(tài)恢復和重建。附著生物在各種類型載體的表面上形成一個具有很強代謝活性的固著生物群落，這些群落一方面通過自身的代謝活動，強烈地改變著其所處微環(huán)境的理化特性；另一方面，這些固著生物群落與其所附著載體的共同作用，逐步形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，并通過固著生物群落間的演替及其與水體中其它生物的協(xié)同作用，使得水體中有機物，尤其是氮、磷營養(yǎng)鹽的形態(tài)、負荷發(fā)生遷移、轉化，從而提高了水體的自凈能力，最終實現(xiàn)水質持續(xù)改善
附著生物包括藻類、細菌、真菌、浮游動物、原生動物及其他無脊椎動物等。從生產力和生物量上看，附著細菌和附著藻類是附著生物的兩大主要組成部分，它們在水生態(tài)系統(tǒng)中具有獨特的功能，在天然水體的物質循環(huán)和初級生產過程中起著重要作用。附著藻類可以利用水體中氮、磷等無機離子和有機物并釋放氧氣，供微生物和其它需氧生物使用，因此，附著藻類也被用來改善富營養(yǎng)化水體。
[0003]附著細菌在水體中的功效顯著。當把一種載體浸入水體中，細菌會首先粘附到載體表面，在載體表面產生“黏液”層，該“黏液”層是附著生物膜的主體組成部分，其產生的胞外聚合物為生物膜結構的形成奠定了基礎，在附著生物的形成、演替過程中起著關鍵的作用。而且，附著生物中的有機物質主要均來自細菌的分泌、細菌表面物質的脫落、細菌溶解以及對周圍環(huán)境物質的吸附。
[0004]水生態(tài)系統(tǒng)中，附著載體是附著生物賴以生存發(fā)展的基本環(huán)境，可為附著生物的固著與穩(wěn)定提供條件。但不同人工載體上附著生物的水質凈化效果存在顯著差異，目前主要應用的人工載體為立體填料、軟性填料、組合填料、尼龍紗網(wǎng)等，主要應用于污水處理上。而關于富營養(yǎng)化湖泊治理中利用人工載體恢復附著生物的相應措施應用報道尚少。因此，富營養(yǎng)化湖泊生態(tài)修復中，鑒于附著生物對水體的凈化功能，提供適宜的人工載體為附著生物提供附著基，為附著生物恢復和發(fā)展創(chuàng)造條件，從而提高水體的凈化能力，為湖泊的生態(tài)恢復提供支持。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種以生態(tài)仿生網(wǎng)為載體恢復附著生物，以及利用附著生物生態(tài)網(wǎng)凈化水質和消減風浪的方法。在綜合已有的湖泊生態(tài)修復相關技術基礎上，針對富營養(yǎng)化湖泊特點，設計合理的凈化方法，為附著生物發(fā)展創(chuàng)造條件，提高水體的凈化能力實現(xiàn)水質改善的目標，進而為湖泊生態(tài)恢復提供科學合理的依據(jù)。
[0006]本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的: 一種利用附著生物恢復凈化水質的方法，具體在待凈化水域內，布設以聚乙烯網(wǎng)為主體的生態(tài)仿生網(wǎng)，為附著生物提供載體，來恢復附著生物；同時減小風浪，實現(xiàn)水質凈化。
[0007]本發(fā)明所述的技術方案，生態(tài)仿生網(wǎng)主體以聚乙烯網(wǎng)構成具有降低湖面風速、消浪、固定植物等多重功能，可營造有利于附著植物生長的生境條件。
[0008]所述的聚乙烯生態(tài)仿生網(wǎng)呈環(huán)形或直線形布設于水體中，其中環(huán)形生態(tài)仿生網(wǎng)布設于待凈化水域的外圈，直線形生態(tài)仿生網(wǎng)布設于待凈化區(qū)的中間部位，垂直于水流方向，起到為附著生物提供載體和消浪兩個作用。
[0009]其中，所述的聚乙烯生態(tài)仿生網(wǎng)的上綱連接于浮子，借助浮子浮于水面，下綱連接于石籠，使生態(tài)網(wǎng)整體固定于湖底。
[0010]所述的生態(tài)仿生網(wǎng)的布設密度視風浪和水體的水質而定，密度越高效果越好，但網(wǎng)與網(wǎng)之間的水平距離不小于水深的5倍。
[0011]所述的聚乙烯生態(tài)仿生網(wǎng)網(wǎng)目為6-16mm，優(yōu)選10mm。
[0012]所述的浮子材料為球形泡沫，直徑8-lOcm，優(yōu)選10cm。
[0013]所述的石籠直徑15_20cm,優(yōu)選直徑15cm ;石籠由4_8cm碎石用網(wǎng)目8_10mm的聚乙烯網(wǎng)包裹而成。
[0014]所述的聚乙烯網(wǎng)的布設高度視水深而定，高度為水深的1.5-2倍。
[0015]所述的生態(tài)仿生網(wǎng)技術實施水體要求水深不超過3米。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點及效果:本方法一方面為附著生物提供附著基，為附著生物發(fā)展創(chuàng)造條件，提高水體的凈化能力；另一方面，可以消減風浪，降低沉積物的再懸浮，促進水體中顆粒物的沉降，提高透明度。
[0017]以聚乙烯網(wǎng)為主題的生態(tài)仿生網(wǎng)比表面積大，生物膜量多，增加了微生物與水、氣接觸機；且其孔隙率大，孔隙可變；同時，理化、生物性能穩(wěn)定，在污水中耐受能力較強，在水體中能立體全方位均勻舒展?jié)M布，不結團、不堵塞，掛膜快、脫膜容易，生物膜不僅能均勻地附著在每根絲條上，保持良好的活性和空隙可變性。因此，生態(tài)仿生網(wǎng)的這些特點使其易于生物附著、利于科學管理和定量分析，同時人工載體上所富集的大量膜狀微生物，具有極高的代謝活性，能有效地分解、轉化受污水體中的有機物質，并可通過定期清洗載體等方式，使其上附著的大量氮、磷營養(yǎng)物質被帶出水體，從而利于受污水體的凈化。
[0018]生態(tài)仿生網(wǎng)及其附著生物還可降低湖面風速、消浪和減少沉積物再懸浮，在湖泊大風浪區(qū)構建適宜水生植被生長的生境條件，進行敞水區(qū)水生植被恢復。該方法投資少，易操作，見效快。通過該方法應用，達到改善水體透明度，恢復水生植物，改善水質的目標。
【附圖說明】
[0019]圖1為生態(tài)仿生網(wǎng)結構示意圖；
圖2為太湖湖區(qū)生態(tài)仿生網(wǎng)布設分布圖。
【具體實施方式】
[0020]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0021]實施例1
生態(tài)仿生網(wǎng)恢復附著生物技術削減了示范區(qū)的風浪，附著生物生物量大大增加，沉積物再懸浮速率顯著降低，提高了生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力。
[0022]生態(tài)仿生網(wǎng)的構建。本實施例在太湖梅梁灣強化凈化區(qū)構建了附著生物生態(tài)仿生網(wǎng)，如圖1所示，利用網(wǎng)目為1mm的聚乙烯網(wǎng)構成生態(tài)仿生網(wǎng)，用材料為泡沫的球形浮子連接，浮于水面，浮子直徑1cm,用石籠固定于湖底,石籠直徑為15cm,由4_8cm碎石用網(wǎng)目1mm的聚乙烯網(wǎng)包裹而成。在凈化區(qū)布設了 2條長5000m直線形和I條周長5000m環(huán)形附著生物恢復條帶，高度均為4m (圖2)。
[0023]附著生物生態(tài)仿生網(wǎng)的生態(tài)功能:
I)降低水體營養(yǎng)鹽含量
實驗區(qū)監(jiān)測結果顯示，附著植物的生產力平均為4mg/m2.d，最高為6mg/m2.d ;附著細菌數(shù)量為16100-61500萬個/m2;單位面積聚乙烯生態(tài)仿生網(wǎng)可使單位面積水柱降低TN1100mg/m2、降低 TP 300mg/m2，SS2.2mg/cm2，即平均每月降低 TN6.42 噸 / 月、TP 2.52 噸 /月、SS191.46噸/月。結果表明，附著生物生態(tài)仿生網(wǎng)的存在能夠大大降低水體營養(yǎng)物質含量，這一作用可大大改善水體環(huán)境，為健康水生態(tài)系統(tǒng)的重建創(chuàng)造良好條件。