一种硬质化沟渠的治理方法与流程

1.本发明涉及环境治理技术领域，特别涉及一种硬质化沟渠的治理方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国经济地快速增长和社会变革，产生了大量的生活污水和农业废水。在环境领域，过去几十年间地表水水质的普遍恶化对人类健康和生态系统服务造成了很大的威胁。为了解决水污染危机和促进生态环境恢复，自2001年以来，我国为环境水污染做出了巨大的努力。
3.有研究表明面源污染对地表水环境污染贡献超过60％。而面源污染具有n、p污染高的特点。目前农村地区地表水目前大多解决方式为生态系统工程如人工湿地、植被过滤带等，具有占地大，不易维护等缺点。现代农业多采用的硬质化沟渠灌溉设施，这些硬质化沟渠多以水泥构筑，区别于土壤，其特性不利于植物生长。目前现存的处理方法不能有效的应用于硬质化沟渠中水质的稳定提升以及进一步的生态功能提升。因此需要开发一种硬质化沟渠的治理方法，该技术具有构建硬质化沟渠内部稳定的小型生态系统，提升水体自净承载力，长效持续性地拦截硬质化沟渠流动污染，保持水质长效稳定，提升硬质化沟渠的生态功能等优点。
4.公开号为cn110156167a，公开日为2019.06.26的中国专利申请公开了一种硬质化基面生态沟渠和生态沟渠系统，通过在沟渠本体侧壁或底壁上设置网箱，侧台上设置有立体框架以及沟渠本体内设置生态浮床，并利用植物与上述结构的配合，改善硬质化生态沟渠周边农田种植过程中氮磷营养元素流失量大以及周边水体富营养化严重的问题。
5.公开号为cn110106842a，公开日为2019.08.09的中国专利申请公开了一种硬化沟渠生态重建的方法。通过沟底生态化改造，沟壁生态化改造，沟顶生态化改造，设置生态透水坝四种措施进行硬质化沟渠生态重建。具体采用植生毯定植沉水植物和漂浮植生体定植挺水植物的方式对硬质化沟底和沟壁进行生态化改造，通过在硬化沟渠沟底铺设定植了沉水植物的生态毯或土工席垫，在沟壁两侧交替吊挂填充轻质基质的漂浮型生态袋，在生态袋中定植挺水植物，在沟渠中投放水生动物等技术措施，重建结构相对完整的农田沟渠生态系统，提升沟渠的污染净化能力。
6.如上所述，目前硬质化沟渠的生态功能提升方法均需进行大范围人工措施如：人工改造、人工种植、人工投放水生动物等，具有条件复杂，成本较高，大幅度改变当前生态系统造成潜在环境影响等缺陷。因此本发明克服上述缺陷提供了一种操作简单，低成本，保持原有硬质化沟渠环境的同时构建小型生态系统从而提升生态功能的技术方法。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本发明提供一种操作简单，低成本，保持原有硬质化沟渠环境的同时构建小型生态系统从而提升生态功能的治理方法。
8.为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种硬质化沟渠的治理方法，包
括：将复合功能材料装入有网孔的包装袋，所述复合功能材料包括修复功能层和渗透性硬质外壳，所述渗透性硬质外壳将所述修复功能层包裹在内，所述修复功能层包括5％～10％二次还原铁粉，30％～40％木屑，10％～20％重质碳酸钙，5％～10％椰壳生物炭，其余为凹凸棒土；所述渗透性硬质外壳包括8％～13％硅藻土，65％～70％凹凸棒土，其余为普通硅酸盐水泥；
9.将装包好的符合功能材料间隔放置在沟渠中。
10.作为优选的一种技术方案，每袋复合功能材料的重量为20～40kg。
11.作为优选的一种技术方案，放置间隔范围为40～50m。
12.作为优选的一种技术方案，所述包装袋采用孔径小于0.2cm的可降解天然草网制成。
13.作为优选的一种技术方案，所述修复功能层为直径在0.4-1.0cm范围内的球形。
14.作为优选的一种技术方案，所述复合功能材料为直径在0.6-1.2cm范围内的球形。
15.作为优选的一种技术方案，所述木屑的粒径大于25目。
16.作为优选的一种技术方案，所述修复功能层中的材料通过0.5％的海藻酸钠溶液混合粘贴。
17.本发明相对于现有技术的有益效果是：
18.本发明的硬质化沟渠的治理方法具有操作简单，低成本，保持原有硬质化沟渠结构环境的同时构建小型生态系统的优点。
19.本发明的硬质化沟渠的治理方法能够在不添加生物制剂的前提下，自驯化微生物从而提高污染物去除效率。
20.本发明的硬质化沟渠的治理方法能够在不添加植物的前提下，自生长环境植物从而构建了小型生态处理系统提升了硬质化沟渠的生态功能，给予后续硬质化沟渠生态功能提升方法提供针对性指导。
附图说明
21.图1为复合功能材料的实物照片图；
22.图2为本发明提供的一种硬质化沟渠的治理方法对硬质化沟渠总磷污染拦截效率；
23.图3为本发明提供的一种硬质化沟渠的治理方法对硬质化沟渠总氮污染拦截效率。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，但本发明并不限于此处所具体描述的实施例。
25.实施例1
26.首先制作符合功能材料，在本实施例中，复合功能材料材料修复功能层组分以5％二次还原铁粉，40％木屑，20％重质碳酸钙，5％椰壳生物炭，30％凹凸棒土均匀混合。渗透性硬质外壳层组分以8％硅藻土，65％凹凸棒土，普通硅酸盐水27％泥均匀混合。上述物料
粒径筛选工作按照木屑粒径大于25目，其余物料粒径大于90目筛选。并配置好质量分数为0.5％的海藻酸钠溶液用于粘结。
27.接着，取一部分混合后的修复功能层物料喷洒上述制备好的海藻酸钠溶液并搅拌初步形成结构强度较低的内核。将内核放入糖衣机内并加入部分生态修复功能层物料，一边滚动(45r/min)糖衣机一边喷洒海藻酸钠溶液，使松散小球成长为0.4-1.0cm(直径)粒径的修复功能小球。筛分制成的修复功能小球，粒径小于0.4cm的小球作为下次制备材料的内核。
28.然后再将将均匀混合的渗透性硬质外壳层物料连同上述筛分制备粒径为0.4-1.0cm的修复功能小球加进糖衣机内喷水滚动(50r/min)使修复功能小球成长为粒径为0.6-1.2cm(直径)的小球。取出后做遮阴风干处理，作为成品复合功能材料材料(如图1所示)，用于硬质化沟渠的治理方法实验研究，实验地为江苏省溧阳市上兴镇。
29.对上述成品复合功能材料材料进行装袋，每袋重量约为20kg。在长约200m的硬质化沟渠中，间隔约40m放置料包，共放置5个。定期对硬质化沟渠前端水体与末端水体进行采样测试总磷浓度。总磷的浓度按照国标比色法测量，对比前后端采样总磷浓度得出本发明对硬质化沟渠的污染物去除效率计算n＝[(a-b)/a]*100％，其中a为硬质化沟渠前端水体中污染物浓度，b为硬质化沟渠末端水体中污染物浓度。
[0030]
实施例2
[0031]
首先制作符合功能材料，在本实施例中，复合功能材料材料修复功能层组分以10％二次还原铁粉，40％木屑，20％重质碳酸钙，10％椰壳生物炭，20％凹凸棒土均匀混合。渗透性硬质外壳层组分以11％硅藻土，67％凹凸棒土，22％普通硅酸盐水泥均匀混合。上述物料粒径筛选工作按照木屑粒径大于25目，其余物料粒径大于90目筛选。并配置好质量分数为0.5％的海藻酸钠溶液用于粘结。
[0032]
接着，取一部分混合后的修复功能层物料喷洒上述制备好的海藻酸钠溶液并搅拌初步形成结构强度较低的内核。将内核放入糖衣机内并加入部分生态修复功能层物料，一边滚动(45r/min)糖衣机一边喷洒海藻酸钠溶液，使松散小球成长为0.4-1.0cm(直径)粒径的修复功能小球。筛分制成的修复功能小球，粒径小于0.4cm的小球作为下次制备材料的内核。
[0033]
然后再将将均匀混合的渗透性硬质外壳层物料连同上述筛分制备粒径为0.4-1.0cm的修复功能小球加进糖衣机内喷水滚动(50r/min)使修复功能小球成长为粒径为0.6-1.2cm(直径)的小球。取出后做遮阴风干处理，作为成品复合功能材料材料(如图1所示)，用于硬质化沟渠的治理方法实验研究，实验地为江苏省溧阳市上兴镇。
[0034]
对上述成品复合功能材料材料进行装袋，每袋重量约为30kg。在长约200m的硬质化沟渠中，间隔约45m放置料包，共放置4个。定期对硬质化沟渠前端水体与末端水体进行采样测试总磷浓度。总磷的浓度按照国标比色法测量，对比前后端采样总磷浓度得出本发明对硬质化沟渠的污染物去除效率计算n＝[(a-b)/a]*100％，其中a为硬质化沟渠前端水体中污染物浓度，b为硬质化沟渠末端水体中污染物浓度。
[0035]
实施例3
[0036]
首先制作符合功能材料，在本实施例中，复合功能材料材料修复功能层组分以8％二次还原铁粉，35％木屑，15％重质碳酸钙，15％椰壳生物炭，27％凹凸棒土均匀混合。渗透
性硬质外壳层组分以13％硅藻土，70％凹凸棒土，27％普通硅酸盐水泥均匀混合。上述物料粒径筛选工作按照木屑粒径大于25目，其余物料粒径大于90目筛选。并配置好质量分数为0.5％的海藻酸钠溶液用于粘结。
[0037]
接着，取一部分混合后的修复功能层物料喷洒上述制备好的海藻酸钠溶液并搅拌初步形成结构强度较低的内核。将内核放入糖衣机内并加入部分生态修复功能层物料，一边滚动(45r/min)糖衣机一边喷洒海藻酸钠溶液，使松散小球成长为0.4-1.0cm(直径)粒径的修复功能小球。筛分制成的修复功能小球，粒径小于0.4cm的小球作为下次制备材料的内核。
[0038]
然后再将将均匀混合的渗透性硬质外壳层物料连同上述筛分制备粒径为0.4-1.0cm的修复功能小球加进糖衣机内喷水滚动(50r/min)使修复功能小球成长为粒径为0.6-1.2cm(直径)的小球。取出后做遮阴风干处理，作为成品复合功能材料材料(如图1所示)，用于硬质化沟渠的治理方法实验研究，实验地为江苏省溧阳市上兴镇。
[0039]
对上述成品复合功能材料材料进行装袋，每袋重量约为40kg。在长约200m的硬质化沟渠中，间隔约50m放置料包，共放置4个。定期对硬质化沟渠前端水体与末端水体进行采样测试总磷浓度。总磷的浓度按照国标比色法测量，对比前后端采样总磷浓度得出本发明对硬质化沟渠的污染物去除效率计算n＝[(a-b)/a]*100％，其中a为硬质化沟渠前端水体中污染物浓度，b为硬质化沟渠末端水体中污染物浓度。
[0040]
本发明放置于硬质化沟渠中的料包中材料以氧化还原剂、生物炭、天然有机质材料、天然多孔材料为主体结构，具有多孔性结构、较大比表面积、可变的界面特性和灵敏的界面反应，能够通过过滤、沉淀、吸附、化学反应、生物降解等综合净化功能。2.本发明使用的料包具有天然有机质，有利于环境微生物自驯化生长，无需接种额外微生物，能够与自驯化微生物产生协同效应，去除硬质化沟渠中水体污染物质。3.本发明使用的料包中具有生物炭及天然有机质，同时多孔材料富集以n、p为主的营养物质，能够为环境植物自生长提供生长基质及生长养分确保植物种子的萌发生长，因此在一定时间后，能够在以放置料包出自生长出生态植物从而与料包及微生物组成小型生态系统，提升硬质化沟渠的污染净化能力及生态功能。
[0041]
参照图2和图3，图2和图3分别是上述三个实施例对硬质化沟渠总磷污染和总氮污染的拦截效率的数据平均后折线图，由图2和图3可以看出，当试验天数为40天左右时，总磷污染去除效率接近80％，而且总氮污染去除效率接近60％，去除效果非常的明显。
[0042]
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。