專利名稱：湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法。
當(dāng)今困繞人類的一個環(huán)境問題是人類自身的生活排泄物還有一些工廠污水過量排入湖泊，造成富營養(yǎng)物的極劇增加，使湖泊水體的自凈能力遭到破壞，隨之而來的是魚類、其他水生動物類和水生植物的的大量死亡，隨著富營養(yǎng)化的不斷惡化，整個湖泊將變成一個死亡湖泊，使依靠湖泊水生活和生產(chǎn)的地區(qū)失去水源。面對這一嚴(yán)竣的問題，現(xiàn)在人們的做法是堵污治淤和沉淀過濾凈化兩種。第一種方法就是將湖泊中的沉積淤泥用挖泥船等清除，對于流入湖泊的污水等禁止排入，對于實在無法避免的污水則進(jìn)行污水廠式的治理，方法多為過濾和沉淀，使之凈化。
對于第一種方法，要從水中清除淤泥，成本較高，有些場合則無法適應(yīng)，如從水中清除一噸淤泥，水分要達(dá)一半以上，其中固化有機(jī)質(zhì)干重不過10-30Kg，絮狀有機(jī)物會隨水漂走，以每平方公里湖底清淤按15萬噸計算，其中的固化有機(jī)質(zhì)干重最多150噸，因為黑淤泥中很多有機(jī)質(zhì)已經(jīng)碳化成為單質(zhì)碳，而不再是富營養(yǎng)物。這些淤泥若堆放岸邊，經(jīng)細(xì)菌分解生成可溶物后，部分將返回水中，因此不宜作大面積實施，只適宜疏通水路和污水源流域沉積帶的淤泥；對于第二種方法，由于每噸水的懸浮物干重一般不超過0.2Kg，對于大面積的水體，用船舶進(jìn)行拖網(wǎng)式的收聚懸浮物和滋生藻類，其效果是很小的，特別是藻類的滋生速度相當(dāng)快，要保持一定的效果，就必須用足夠的船只，高強(qiáng)度地不斷來回作業(yè)，這樣的治理成本之高是顯而易見的，效果還不一定盡如人意，如昆明滇池的治理目前就是這種方法，由于治理費用高得難發(fā)承受而不得不求援于中央和國際上的財政支持。因此，這種這種水法只適宜于生活用水和污水廠保集中方式使用，對于大面積的湖泊水富營養(yǎng)問題則難以湊效。
本發(fā)明的目的就是要提出一種成本低，水質(zhì)凈化效果好，同時還可從中獲取副產(chǎn)品盈利的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
本發(fā)明提出的這種湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是(1)利用水生植物吸收吸附或消耗水中富營養(yǎng)物；(2)利用水生動物吃掉浮游植物以及以富營養(yǎng)物為食的浮游動物；(3)放養(yǎng)食草魚類吃掉豐盛水草。
水生植物可以是蘆葦、茭白、柳樹等，若水中種樹扎根不穩(wěn)，可打樁固定，湖堤種植經(jīng)濟(jì)林木。
水生動物以食藻魚類為主，如白鰱、鳙魚、鯪魚和鯔魚等。
平衡豐盛水草的食草魚類以草魚為主。
對流入湖泊的生活污水或污水處理廠排放的二級處理水，讓其先流入一個緩流匯流溝，可以在溝中培植水生植物，如水芋、蘆葦、茭白或柳樹等，溝堤種植經(jīng)濟(jì)林木。
緩流匯流溝可以適當(dāng)擴(kuò)寬或增設(shè)圍堰。
緩流匯流溝段可修建沉淀處理池，進(jìn)行浮渣、泥砂和凝絮處理。
沉淀池入口前進(jìn)行PH值調(diào)整同時施放混凝劑和氧化劑，如鐵鹽鋁鹽、柔酸和高錳酸鉀、二氧化錳和三氧化二鐵等。
定期清除沉池中的淤泥。
在沉淀池水面上培植可去油污，吸收諸如砷、汞、鎘、鉛等有毒金屬并大量吸收富營養(yǎng)物的浮水水生植物，如風(fēng)藍(lán)眼。
冬天給風(fēng)藍(lán)眼搭溫棚越冬，平時逐步將其當(dāng)垃圾清除。
湖泊水中的富營養(yǎng)物主要來自外漂性富營養(yǎng)物，其次是部分水生生物的固氮作用所產(chǎn)生，天長日久，若無出路，將會在湖泊中愈積愈多，好在湖泊內(nèi)有大量的生物形成生物鏈，可以轉(zhuǎn)化它們。其中很大一部分是通過水生植物發(fā)生碳化沉積于湖底生成穩(wěn)定的草煤，這是富營養(yǎng)物中的碳水化合物的主要去路；而氮磷物的出路則主要是通過水生動物來完成。
本發(fā)明總的作用就是根據(jù)上述規(guī)律對湖泊水質(zhì)的富營養(yǎng)化問題進(jìn)行人為的生物鏈?zhǔn)降闹卫恚褪抢孟竦乃参锶ハ牡艋蛭瘴剿w中的富營養(yǎng)物，使之轉(zhuǎn)化成植物形態(tài)，這些植物和一部分浮游動物又被人為放養(yǎng)的水生動物，如白鏈魚等去吃掉，對于豐盛水草又可以放養(yǎng)草魚等食草性水生動物來吃掉，魚類的排泄物又可以轉(zhuǎn)換成水生植物的肥料，這樣只要保持一定的物種平衡關(guān)系，湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化問題就可以靠這樣生物鏈的作用得到解決。
為了減輕水體中的生物鏈凈化負(fù)擔(dān)，對于進(jìn)入湖泊的生活污水等進(jìn)行事前沉淀，絮凝和一定的水生植物治理，這樣進(jìn)入湖泊的水即使還有富營養(yǎng)化的問題，也可在后續(xù)的生物鏈治理中得到解決。
本發(fā)明的優(yōu)點是(1)投資小，成本低。只用建污水廠費用的30％左右，等生態(tài)體系建立起來后就不需要運(yùn)轉(zhuǎn)資金，反而可從生態(tài)漁業(yè)中獲取收益；(2)水質(zhì)凈化效果好，可達(dá)到漁業(yè)部規(guī)定的方質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，生物耗氧量(BOD)指標(biāo)比污水廠三級污水處理效果好；(3)處理承受能力強(qiáng)。不怕富營養(yǎng)物的來源廣和雜，只要跟著量的改變而改變生態(tài)結(jié)構(gòu)，調(diào)整種群比例關(guān)系，同時附加一些截污化工、生物化學(xué)手段進(jìn)行淤泥催化、分解即可。
(4)治理周期短。第一年為水質(zhì)緊急沼理期，當(dāng)年即可初見成效，第二年為水質(zhì)恢復(fù)期，第三年為水質(zhì)恢復(fù)穩(wěn)定期，第五年進(jìn)入自然生態(tài)凈化期。
下面用實例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實例一某湖泊水面200畝，水體富營養(yǎng)化程度大于或等于國家環(huán)保部門規(guī)定的五類水標(biāo)準(zhǔn)，湖中只適宜耐肥性食藻魚類生存，其他耐肥性差的魚類難以存活或生長。
本例以凈水為本的原則，以藻類為主，其他魚類為輔，發(fā)展食物鏈?zhǔn)降乃a(chǎn)漁業(yè)。放養(yǎng)白鰱魚、鳙魚、鯪魚、鯔魚等，也可放養(yǎng)水蚤，這類魚除了大江河外，很難自身繁殖，市場以濟(jì)價值不高，所以還必須控制捕撈，保持密度，否則將還人為破壞平衡。
放養(yǎng)密度以各種魚類的總合計算，其中小魚蝦不計。因各地水質(zhì)富營養(yǎng)程度不同，一般每畝水面50-3000尾，同時密度和水的清澈度要求有關(guān)，水清，密度小，水濁密度大，可先密養(yǎng)，當(dāng)魚苗成長起來大約一年后，可酌情捕撈，若魚群出現(xiàn)跑馬病，則意味養(yǎng)魚群因饑餓缺乏餌料所引起，就可開始計劃性捕撈，此時水中積蓄的富養(yǎng)物已消耗的差不多了，當(dāng)水的清澈度達(dá)到各地自身要求時，即可停止這里特別要指出的是，這些食藻草魚類過去和現(xiàn)在在很多湖泊和水庫都還有人放養(yǎng)，但放養(yǎng)密度很低，而且是以經(jīng)濟(jì)魚類為主，食藻魚類為輔，一般，食藻魚類的密度每畝不足20尾，若達(dá)20尾，每畝食藻魚類的年單產(chǎn)即可達(dá)30Kg。由于人們沒有注意到這些魚類能貧化富營養(yǎng)物的作用，所以就沒有人專門以貧化富營養(yǎng)物為目的的水產(chǎn)養(yǎng)殖，這就是湖泊水質(zhì)富營化難以治理的原因。
放養(yǎng)魚苗的同時，大力培殖水生植物，如上文提到的蘆葦、茭白等，并在淺水區(qū)營造如柳樹等水中森林，讓樹冠暴露水面上，若根扎不穩(wěn)的樹可打樁固定，防止倒伏。此項技術(shù)適用于所有能在水中生長的樹，此舉既能美化環(huán)境，又能達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。湖泊堤岸種植常綠植物的森林綠化帶，如榕樹、水杉和柳樹等。
通過上述步驟，二年后生態(tài)即可發(fā)展起來，水體質(zhì)量達(dá)到環(huán)保三類水的標(biāo)準(zhǔn)以上，氮和磷的指標(biāo)得到全面貧化，其中氮從原來的15PPM降到3PPM以下。水的溶氧量從原來的1PPM以下，提升到4PPM以上，此時可供捕撈的魚類每畝可達(dá)50-200Kg。
實例二某城市的污水排放量是5萬噸，已投資3000萬元建二級污水廠，城市污水經(jīng)此工程處理后才達(dá)環(huán)保二級污水排放標(biāo)準(zhǔn)，年營運(yùn)費用需300萬元，生物耗氧量只能完成70％。
若采用本發(fā)明的的方法，只需原投資的30％，即900萬左右，修建生態(tài)溝堰，用沉淀和混凝技術(shù)，投入氧化劑，如高錳酸鉀，三氯化鐵、二氧化錳和三氧化鐵，還有無機(jī)及有機(jī)混凝劑，如鐵鹽、鋁鹽、和柔酸等進(jìn)行增氧、生物轉(zhuǎn)化、生物吸附吸收。同時溝內(nèi)種植蘆葦、茭白、楊柳等水生植物，溝堤上種植常綠樹。溝內(nèi)還放養(yǎng)胡子鯰、泥鰍等耐肥性水生動物。如有條件可進(jìn)行分流灌溉。
經(jīng)此得理，該城市的污水排放可達(dá)污水廠的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。生物耗氧量從30PPM降至10PPM以下，超過污水廠的二級排放標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)轉(zhuǎn)費用卻只有二級污水廠的30％。
權(quán)利要求
1，一種湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是(1)利用水生植物吸收吸附或消耗水中富營養(yǎng)物；(2)利用水生動物吃掉浮游植物以及以富營養(yǎng)物為食的浮游動物；(3)放養(yǎng)食草魚類吃掉豐盛水草。
2，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是水生植物可以是蘆葦、茭白、柳樹等，若水中種樹扎根不穩(wěn)，可打樁固定，湖堤種植經(jīng)濟(jì)林木。
3，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是水生動物以食藻魚類為主，如白鰱、鳙魚、鯪魚和鯔魚等。
4，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是平衡豐盛水草的食草魚類以草魚為主。
5，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是對流入湖泊的生活污水或污水處理廠排放的二級處理水，讓其先流入一個緩流匯流溝堰，可以在溝中培植水生植物，如水芋、蘆葦、茭白或/和柳樹等，溝堤種植經(jīng)濟(jì)林木。
6，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是緩流匯流溝段可修建沉淀處理池，進(jìn)行浮渣、泥砂和凝絮處理。
7，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是沉淀池入口前進(jìn)行PH值調(diào)整同時施放混凝劑和氧化劑，如鐵鹽鋁鹽、柔酸和高錳酸鉀、二氧化錳和三氧化二鐵等。
8，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是在沉淀池水面上培植可去油污，吸收諸如砷、汞、鎘、鉛等有毒金屬并大量吸收富營養(yǎng)物的浮水水生植物，如風(fēng)藍(lán)眼。
9，按權(quán)利要求1所述的湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法，其特征是冬天給風(fēng)藍(lán)眼搭溫棚越冬，平時逐步將其當(dāng)垃圾清除。
全文摘要
本發(fā)明是一種湖泊水質(zhì)富營養(yǎng)化的生物鏈治理法,其特征是利用水生植物吸收吸附或消耗水中富營養(yǎng)物;利用水生動物吃掉浮游植物以及以富營養(yǎng)物為食的浮游動物;放養(yǎng)食草魚類吃掉豐盛水草。對流入湖泊的生活污水或污水處理廠排放的二級處理水,讓其先流入一個緩流匯流溝堰,可以在溝堰中培植水生植物,如水芋、蘆葦、茭白或柳樹等,緩流匯流溝段可修建沉淀處理池,進(jìn)行浮渣、泥砂和凝絮處理,沉淀池入口前進(jìn)行pH值調(diào)整同時施放混凝劑和氧化劑。在沉淀池水面上培植可去油污,吸收諸如砷、汞、鎘、鉛等有毒金屬并大量吸收富營養(yǎng)物的浮水水生植物,如風(fēng)藍(lán)眼。本發(fā)明投資小,成本低,只用建污水廠費用的30%左右;水質(zhì)凈化效果好;處理承受能力強(qiáng)和治理周期短。
文檔編號C02F3/32GK1247167SQ9910819
公開日2000年3月15日 申請日期1999年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月23日
發(fā)明者閔學(xué)書 申請人:閔學(xué)書