多生境河道构建与水生态改善技术,供应,水专项,海河流域,徒骇河、马颊河流域水污染防治与水质改善技术集成
技术简介/摘要
一、基本原理
多生境河道构建与水生态改善技术以恢复河道生态系统和净化河流水质为目标,从河床、河岸、河水三个方面着手,融合水利工程学、生物学、景观美学和环境生态学等多个学科,通过对人工水草河流水质强化、河流人工生态浮岛构建和植物过滤带原位修复技术集成,构建多生境仿自然型生态河道,丰富河道生物多样性,提高河流的原位水质净化功能,实现人类与自然的和谐共生。
人工水草河流水质强化技术是一种生物膜载体技术,通过在河流中铺设仿生材料,以河道中原有的天然生物菌落作为种源,经过生物的自然富集在水草表面形成生物膜,将水中有机污染物进行高效的降解;人工生态浮岛构建技术是在用木头、泡沫等轻质材料搭建的浮岛上种植水生植物,并在浮岛上部填充沸石、页岩陶粒等吸附材料,下部加挂人工水草等水质净化材料,通过植物与微生物的协同作用,强化湿地的水质净化效果,同时生态浮岛还能为生物提供生息空间;植物过滤带原位修复技术是通过对岸边堤岸进行改造,稳固岸坡,优化配置多种水生植物,减少水土流失,同时促进营养物质循环,改善水质,为沿岸野生动物提供多种栖息地环境,丰富生物多样性。
二、工艺流程
工艺流程为“人工水草水质强化-人工生态浮岛构建-植物过滤带原位修复”。具体如下:
(1)河水首先经过人工水草净化,削减河水中的悬浮物、COD和氨氮;
(2)然后通过构建人工生态浮岛,改善河流的水文条件,创造多样化的河流景观和流态,同时提高河流的自净能力,创建多样化的生物栖息地;
(3)通过构建河流岸边过滤带,拦截河流两岸的面源污染,同时提高河流的自净能力、丰富河道生境,修复受损的河流生态系统,同时强化河道的景观效益。
三、技术创新点及主要技术经济指标
该技术是根据北方河流的特征对现有技术的优化集成,主要针对微污染的自然河流开展生态修复和水质自净能力强化,主要包括三个关键技术:
(1)人工水草技术:在保障维护水生生物栖息地的同时,保护生物物种多样性,恢复河流水生态系统结构和功能,提高河流原位去除COD、氨氮等污染物的能力。选用细绳状10cm人工水草,最佳比例为5cm/L。
(2)人工生态浮岛技术:通过在河道中构建人工生态浮岛,改善河流的水文条件,创造多样化的河流景观和流态,同时提高河流的自净能力,创建多样化的生物栖息地;沸石和页岩陶粒可以作为人工生态浮岛的基质材料,人工生态浮岛的面积应小于河流水面面积的1/3。
(3
)植物过滤带原位修复技术:通过构建河流岸边过滤带,拦截河流两岸的面源污染,同时提高河流的自净能力和景观效果。芦苇、香蒲、黄菖蒲都具有耐寒性,能够很好地去除水体中的污染物,且有很高的经济价值和观赏价值,适合于北方河流的生态修复。
四、技术来源及知识产权概况
自主研发/优化集成,已获得专利授权。
推广应用案例
工艺流程图:
应用单位:山东省德州市齐河县环保局湿地管理处
项目概况:赵牛河人工湿地工程总投资3100万元(含富氧/低氧潜流人工湿地构建与维护技术示范),示范河道长度为5.5km,主要采用“人工水草水质强化—人工生态浮岛构建—植物过滤带原位修复”综合技术,工程设计处理能力不低于4万吨/天。
应用效果:监测数据表明,在进水平均COD≤40mg/L、氨氮≤4mg/L的条件下,“多生境河道构建与水生态改善技术”的COD和氨氮平均削减率分别达14.5%和17.4%。技术应用对底栖动物群落恢复作用显著,香农多样性指数明显提高,群落支配物种从耐污性较强寡毛纲、软体动物的物种向昆虫纲这一类清洁物种转变,喜清洁物种逐步增多。
该技术的应用不仅净化了河流水质、丰富了河道生境,提升了生态多样性,美化了周围居民的生活环境,而且对该地区社会、经济、环境的协调发展起到了积极的促进作用。