[发明专利]一种针对富营养化水体藻华灾害的预防及治理方法

说明书

本发明属于水体生态修复技术领域，具体涉及到一种针对富营养化水体藻华灾害的预防及治理方法，包括如下步骤：（1）选种：确定与主要藻华物种存在竞争关系的无害或低害藻种；（2）扩繁：培养上述无害或低害藻种；（3）抑制：通过在目标水体的特定区间内铺设半开放式光生物反应器集群，使无害或低害藻种在目标水体内更容易获取生存要素，形成对目标水体内有害藻华的竞争优势及抑制作用；（4）回收：通过对半开放式光生物反应器集群内藻液的连续回收，实现对目标水体内氮磷等富营养元素的高效率移除。本发明利用人工培养藻类对有害藻华进行生态位替换，从而抑制藻华、提升水质；其益处是降低了藻华治理过程中的高投入、高能耗及生态风险。

技术领域

本发明属于水体生态修复技术领域，具体涉及到一种针对富营养化水体藻华灾害的预防及治理方法。

背景技术

天然水体中蕴含大量可以利用光合作用高速生长的单细胞藻类。在良性天然生态系统中，藻类的生长受限于水体中氮磷元素的数量，而不会过量生长导致生态失衡。伴随着由于人类活动对水体中氮磷元素排放的增长，富营养水体成为单细胞藻类的繁殖的温床。在光照和温度适宜时，微藻在极短的时间内散布于水体；水体表层微藻吸收光能进行繁殖，而水体中不受光的藻类细胞在呼吸作用下消耗氧气形成缺氧环境。缺氧导致鱼虾，浮游动物等水生生物死亡，在水体中形成死亡区，进而引起生态链崩溃。

由于人口密集，农业及养殖业发达，中国大部分湖泊，水库和近海水体均处于富营养化状态。由此引发的藻华问题已经成为受到广泛关注的社会问题。当前治理藻华的主要途径是人工/机械打捞，利用船舶（201710011674.5）和沿岸建设的藻水分离站（CN101602551A）对水体中悬浮颗粒进行絮凝打捞。该处理方式对于应急改善水质有明显效果，然而其作用有限，目前只能保障分离站附近水质。同时利用藻水分离站滤水能耗巨大，对藻华前期的低浓度藻水处理效率低，生态损害大。而且藻水分离站分离出的藻泥成分复杂，重金属，毒素含量高，目前主要通过焚烧处理。其他的方法有化学抑制法和生物抑制法，然而上述方法在大型水体中应用效果欠佳，尚未有商业应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种针对富营养化水体藻华灾害的预防及治理方法。本发明针对现有藻华治理方法能耗高，治理效果不佳等问题，提出了依托生态位抑制理论的藻华预防和治理方案，利用生物反应器辅助无害藻类占据表层水体与空气交界面，从而抑制有害藻华对光照和二氧化碳的获取，实现对藻华灾害的预防和抑制，同时无害藻类的培养带来高价值附产品。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种针对富营养化水体藻华灾害的预防及治理方法，包括以下步骤：

（1）选种：通过对目标水体的大范围采样和生物信息学分析，确定并分离目标水体中与主要藻华物种存在竞争或者依存关系的无害或低害的自养或者异养微生物；

（2）扩繁：将上述自养或者异养微生物中的一种或几种接种至光生物反应器内进行人工培养；

（3）抑制：将上述光生物反应器铺设在目标水体的特定区间，所述自养或者异养微生物在目标水体内更容易获取包括二氧化碳和光照在内的生存要素，阻碍主要藻华物种对包括二氧化碳和光照在内的生存要素的获取，形成对目标水体内有害藻华的竞争优势及抑制作用；

（4）回收：在特定浓度时将上述光生物反应器内的培养物导出至外接管道或者外接容器，实现对目标水体内包括氮磷在内的富营养元素的高效率移除。