技术领域
[0001] 本
发明涉及
水生态修复领域，具体涉及一种湿地前置塘富营养化控制方法。
背景技术
[0002] 人工湿地是一种以人工方式将污水有控制的投配到种有水生
植物的填料中，按不同控制方式、不同
停留时间使其沿着一定方向流动，在物理、化学、
生物的共同作用下，通过
吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微
生物降解的共同作用来达到
净化水质的污
水处理技术。人工湿地作为流域水环境治理过程中的重要工程措施，具有净化
水体、改善流域水质的重要作用，具有效率高、运行和维护
费用低、耐冲击负荷强等优点。同时由于湿地本身具有观赏性，可以以湿地良好生态环境和湿地景观资源为
基础，提供给人们休憩、娱乐的空间，在创造社会效益的同时形成生态保护的价值观。
[0003] 为满足人工湿地的运行要求、减小湿地堵塞程度、提高湿地净化效果，通常在功能性湿地前端设置前置塘预处理系统，通过对目标水体的沉淀净化过程，减轻进入功能性湿地系统的悬浮物浓度。前置塘的设计与
地块生态工程统筹考虑，使其在具有净化功能的同时，展示湿地生态文化，提升区域水环境
质量。
[0004] 在湿地前置塘，目标水体通过一段时间的停留，在前置塘内发生一系列的物化和生化过程，所含的氮、磷等营养盐一部分在浮游植物的作用下，从溶解性转化为颗粒形态并发生沉降，包括自然沉降过程和絮凝沉降，沉降过程由于水体中天然沉淀剂和絮凝剂的存在而增强。但由于目标水体来源于微污染地表水，成分复杂，可能含有大量氮、磷等营养盐，营养盐在前置塘内持续蓄积，浓度增加，水体生产
力提高，促使部分藻类生物量大量繁殖，导致富营养化现象，水体呈现绿色并出现异味，严重影响前置塘景观及整个湿地系统的环境质量。
[0005] 导致富营养化的因素很多，包括物理、化学、
气候、生物因素等，每个因素都不同程度地影响着藻类生长，其中氮磷营养盐及水力条件，是极关键的影响因素。经过
现有技术的文献检索发现，已有的湖库
水体富营养化控制方法，主要分为外部处理和原位处理两大类。
[0006] 外部处理是在目标水体进入湖库前，构建处理设施，将其通过物化或生化的方式进行处理后排入湖库。常用的外部处理技术包括：机械过滤、
生物滤池等。机械过滤简单易行，可以过滤颗粒性物质及藻类细胞，但对溶解性污染物质去除效果较差；生物滤池可通过增加曝气，去除溶解性的污染物质，但对营养盐的去除效果较差，且能耗较大，运行费用高。
[0007] 原位处理是通过在原位采取措施，让污染物和营养盐得到就地解决，促进受污染水体自净能力的恢复，最终实现富营养化的控制。水生植物浮床是一种常用的原位处理技术，如中国
专利文献CN108083446A公开了一种水域富营养化水体复合修复方法，设计水生植物
微生物联合净化段：采取水生植物浮床立体
围栏结构，布置于水体之中，形成具有一定宽度的带状植物网墙，利用挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物合理搭配布设，构建厌
氧/缺氧环境，依托沉水、挺水、浮叶植物的强吸收能力以及微生物作用，降低水体中的营养盐和有机物含量，控制藻类水平，控制富营养化的发生。但由于水体污染成分复杂，采用单一的水生植物浮床，见效较慢，往往需要和其他技术联合使用。
发明内容
[0008] 针对上述问题，本发明提供一种湿地前置塘富营养化控制方法，以对前置塘进行“水-底-岸”系统化生境优化，长效
预防前置塘富营养化。
[0009] 为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
[0010] 一种湿地前置塘富营养化控制方法，包括以下步骤：
[0011] (1)快速改善前置塘水质和底质：在
生态系统构建初期，应用生物砖、
锁磷剂、循环曝气装置，快速改善前置塘水质和底质；
[0012] (2)水生态系统得到快速修复后，在前置塘水、底、岸系统化种植植物：在前置塘水体中布置生态浮岛并种植挺水植物，在前置塘底质种植沉水植物并辅助接种菌根菌，在前置塘边坡以及滨水较浅处种植挺水植物，构建滨水缓冲带；
[0013] (3)利用步骤(2)的方法，逐步形成基于沉水植物的清水稳态浅水湖泊生态系统后，则逐步减少至不用步骤(1)中的快速改善措施；
[0014] (4)工程维护：定期清理前置塘水面漂浮的植物残体、垃圾；定期收割生态浮岛生长的挺水植物，以带走营养盐，并在植物死亡的区域补充种植；进入冬季前，在沉水植物衰亡前将其植物打捞运走，避免其腐烂对水体造成的二次污染。
[0015] 进一步地，所述的生物砖为微生物浓缩液与固体
石蜡按照一定比例搭配制成。
[0016] 进一步地，所述的锁磷剂主要成分为镧改性
膨润土。
[0017] 进一步地，所述的生态浮岛载体由高分子材料制成。
[0018] 进一步地，所述的生态浮岛载体采用弧形或长方形，可根据实际需求拼接出不同的大小及形状。
[0019] 进一步地，所述的挺水植物选用香蒲、芦苇、美人蕉、荷花、灯心草、空心菜、菖蒲、茭白中的一种或多种。
[0020] 进一步地，所述的沉水植物选用狐尾藻、金鱼藻、黑藻、苦草中的一种或多种。
[0021] 进一步地，所述锁磷剂的投加量为50-200mg/L，投加频次为每周1-2次。
[0022] 进一步地，所述循环曝气装置为
太阳能涌泉式曝气机，增氧能力为0.6-2.5KgO2/h。
[0023] 进一步地，所述生物砖在安装时根据水体具体情况计算出用量后直接悬挂于水体中，1Kg生物砖可作用200方水。
[0024] 本发明的效果在于：
[0025] 1.通过多种水质改善技术组合应用，对前置塘进行“水-底-岸”系统化生境优化，促进清水稳态浅水湖泊生态系统的自然构建与逐步完善，从而长效预防前置塘富营养化。快速生境改善措施在前期应用后，经过前期的调整，氮磷营养盐将得到控制；水生态系统得到修复后，继续在水-底-岸整体的水环境系统辅助以植物作用，水生植物逐渐生长，大量吸收水体中的营养盐，同时鱼类、底栖动物也会固定一部分营养盐并以藻类细胞为食；各部分共同协作、互惠共利，形成稳定的水生态系统。在进水水源水质稳定的情况下，无需特殊维护，可长效实现富营养化的控制。
[0026] 2.除此之外，采用的各单项技术还具有以下优点：
[0027] 生物砖：具有可持续释菌、长效生化的特点：微生物在生物砖中的繁殖是一个持续的过程，可使受污染水体处在一个长效生化的恢复阶段，以更好的消解污染物，恢复水体自净能力；使用简单，维护方便：安装时只需根据水体具体情况计算出用量后直接悬挂于水体中，并根据效果定期更换即可。
[0028] 锁磷剂：具有反应时间短、除磷效率高、不会给水体造成重金属污染等优点；形成的沉淀物性能十分稳定，不会产生污染物释放，是一种环境友好型的除磷产品。
[0029] 菌根菌：与植物相互有利、互为条件的共生体增加了植物抵抗逆境的能力和对营养物质(尤其是磷)的吸收能力，能合成生物活性物质，促进植物生长、改善品质。
具体实施方式
[0030] 下面结合具体实施方式对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031] 本发明实施例提供了一种湿地前置塘富营养化的长效控制方法，所述方法包括：
[0032] 1.生态系统构建初期，为快速改善生境，首先采取以下措施：
[0033] 在前置塘水体中悬挂生物砖。生物砖是将微生物浓缩液与固体石蜡按照一定比例搭配，呈黑色蜡状的固体，大小和形状可依据实际需要制得；可为细菌(芽孢杆菌和其他异养细菌)在表面数百万微孔内提供生长空间，并为其快速生长提供养分，降解水中污染物。生物砖在安装时只需根据水体具体情况计算出用量后直接悬挂于水体中，以接近水体底部为好；1kg生物砖可作用约200方水，对于高污染水体可适当增加使用量。
[0034] 在前置塘水体中投加锁磷剂。锁磷剂呈颗粒状或粉状，主要成分为镧改性膨润土；作用原理为：锁磷剂中的活性成分与水体中的
磷酸根反应，生成
溶解度极低的
螯合物沉淀，在下沉过程中可快速锁定水体中的磷酸根，切断藻类生长的营养源；同时在水体底部形成一层
覆盖物(
覆盖层厚度取决于用量)，对于底质中释放的磷，也可起到固定作用，阻止底质中磷营养的释放，促进水体底质改良，抑制内源污染。锁磷剂的投加量、投加频次根据具体水质制定，适宜投加量为50-200mg/L，适宜投加频次为每周1-2次；锁磷剂的投加方式为：将锁磷剂与水按照一定比例混合后，利用施工船或一体化设备在目标水体中进行均匀喷洒。
[0035] 在前置塘水体中应用循环曝气装置。循环曝气装置为太阳能涌泉式曝气机，由光伏板、喷泉系统、智能控制系统、
蓄电池组(选配)、景观灯(选配)等组成，增氧能力可达0.6-2.5KgO2/h；装置为浮体安装，无需专用的安装基础，可按需调整
位置，一般需用尼龙绳索简单牵引固定在插杆、
木桩或石块上；装置体积小，不受水位影响，适用于浅水环境；配有不同类型喷头，可喷出各种样式的水花，在净化水质的同时，也可起到良好的景观效果。
[0036] 2.水生态系统得到快速修复后，为促进生态系统的自然构建与逐步完善，在前置塘水、底、岸系统化种植植物：
[0037] 水：在前置塘水体中布置生态浮岛并种植挺水植物。
[0038] 生态浮岛是将挺水植物利用载体栽培在自然水域的水面，不需要泥土的营养，利用植物根系在水中吸收、吸附富营养盐物质以及通过微生物对富营养盐物质的降解等作用，同时营造景观效果。生态浮岛载体为高分子材料制成，可采用弧形和长方形，弧形浮岛2 2
单个处理单元面积为4m ，长方形浮岛单个处理单元面积为2m ，可根据实际需求拼接出不同大小及形状；采用锚固式安装，浮床底部用尼龙包裹，防止植物下沉；植物选用常见的挺水植物，因地制宜，根据当地水质选择相应种类，常用植物有香蒲、芦苇、美人蕉、荷花、灯心草、空心菜、菖蒲、茭白等。
[0039] 底：在前置塘底质种植沉水植物并辅助接种菌根菌。
[0040] 沉水植物可吸收氮磷，与藻类竞争营养盐，并为底栖动物和微生物提供适宜的栖息地。沉水植物主要是狐尾藻、金鱼藻、黑藻、苦草等若干种的组合；深水区种植相对稀疏，浅水区种植相对密集。种植应选择适当的时机，在保证能够成活的条件下，应选择蒸腾量小或者有利于根系及时恢复的时间进行，如夏季气温较低的阴雨天或者晴天的傍晚；种植时各工序之间应紧凑，尽量减小沉水植物脱离水的时间。同时在底质中接种菌根菌，改善底泥结构，增加沉水植物根系的生物量，提高水生植物的成活率，增强植物对营养物质(尤其是磷)的吸收能力。
[0041] 岸：在前置塘边坡以及滨水较浅处种植挺水植物，构建滨水缓冲带。
[0042] 挺水植物的选择需因地制宜，可选用香蒲、芦苇、美人蕉、荷花、灯心草、空心菜、菖蒲、茭白等。通过滨水缓冲带降低
地表径流速度，对颗粒态污染物起过滤和拦截作用，并通过植物吸收、
土壤吸附溶解态的污染物，降低面源污染负荷；同时也增加了前置塘及湿地系统整体的景观性。
[0043] 3.工程维护
[0044] 定期清理前置塘水面漂浮的植物残体、垃圾；定期收割生态浮岛生长的挺水植物，以带走营养盐，并在植物死亡的区域补充种植；进入冬季前，在沉水植物衰亡前将其植物打捞运走，避免其腐烂对水体造成的二次污染。
[0045] 本领域技术人员应该明白，本发明所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由
权利要求及其等同物限定。
