專利名稱：一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)保行業(yè)，特別是一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法。
背景技術：
黑臭河道主要是由外源污染不斷進入河道，造成河道的納污能力大于自凈能力所致。黑臭河道水體污染嚴重，溶解氧幾乎為零。河道底泥是河道重要的內污染源，黑臭底泥通過不斷向上覆水體釋放有機物和無機鹽，使水質惡化，底泥耗氧是水體耗氧主要部分，是河道黑臭主要原因，底泥反硝化、甲烷化造成大量黑臭底泥上浮，底泥中的N、P、營養(yǎng)鹽釋放又引起富營養(yǎng)化。目前城市黑臭河道治理中，單一或幾種技術使用，缺乏系統(tǒng)和連貫性，例如單獨使用生物生態(tài)技術治理，具有見效慢、難持久、效率低等缺點，而電化學污水處理因 為成本較高，很少單獨使用到黑臭河道治理中。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的問題就是提供一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，經(jīng)濟、實效，達到快速治理，消除水體黑臭，延長河道生物鏈，增加水體生物多樣性，提高河道水體自凈能力。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于包括以下措施I)在待治理河道的外源污染進入前端，圍堰形成接觸氧化池，在接觸氧化池中設置生物接觸氧化系統(tǒng)，同時在待治理河道中進行電化學處理，將待治理河道中分段并設置曝氣系統(tǒng)進行增氧曝氣處理；2)在待治理河道中投入微生物菌劑，在此之前結束電化學處理，同時保持增氧曝氣處理；3)在待治理河道中撒入底泥生物菌劑進行底泥氧化修復處理，建立氧化還原和生物降解有機物污染的系統(tǒng)，同時保持增氧曝氣處理；4)在待治理河道中間隔一段距離安置能夠吸附微生物和浮游生物，讓微生物和浮游生物進行繁殖的生物膜系統(tǒng)；5)在待治理河道中央設置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，在待治理河道中種植水草，使待治理河道恢復天然自凈能力。進一步的，所述電化學處理使用電壓為5 30V的電化學處理器，根據(jù)待治理河道水量均勻布置，每只電化學處理器處理100 500噸水量，兩兩相近的電化學處理器的間距為20 40米，并使用DSA惰性電極和金屬電極。進一步的，所述生物接觸氧化系統(tǒng)包括懸浮填料、掛在懸浮填料上的生物接觸膜和充氧裝置，所述生物接觸膜的比表面積380 1200m2/m3，孔隙率大于99%，并由充氧裝置充氧，保持溶氧不小于2mg/L，保持DO在2mg/L以上，控制深度保持在I. 5 3. 5m之間。
進一步的，所述曝氣系統(tǒng)包括水下自沉式微孔曝氣管和提水式曝氣器，所述增氧曝氣處理保持水中DO濃度在3mg/L以上。水下自沉式微孔曝氣管氧利用率高，能夠直接對底泥供氧；提水式曝氣器擴大水域溶氧范圍，加速上下水層的交換，還美化了景觀。進一步的，所述微生物菌劑的細菌總數(shù)彡lX109/g，密度為30 520kg/m3，使用量為 O. 5 2ppm。進一步的，所述微生物菌劑包括硝化菌、反硝化菌、光合細菌、乳酸菌、蛋白酶、月旨肪酶、淀粉酶和纖維素酶。用經(jīng)過篩選、適應、培養(yǎng)并改良的微生物菌種來補充土著微生物群體于水中迅速繁殖，形成優(yōu)勢菌群，加強對有機物的分解，清潔水體，微生物菌劑為天然微生物，不產(chǎn)生變異和致病菌，對人體無毒無害。進一步的，所述底泥生物菌劑由微生物菌劑、生物促生劑及硅藻土、沸石組成，根據(jù)底泥污染程度定期加入，每次使用量在5 30g/m2。利用微生物氧化分解淤泥中的有機物，提高底泥氧化還原電位，促進底泥礦化，并達到固磷作用，消除河道黑臭的根本原因。進一步的，所述生物膜系統(tǒng)包括生物膜、掛生物膜的生物繩以及人工水草，所述生 物膜占待治理河道總面積的10 20%，所述生物繩的直徑為40 60mm，，表面積O. 65
2.10m2/m ;所述人工水草包括由高分子材料制造的片狀、柱狀、樹根狀水草。進一步的，所述挺水水生植物的種植面積占待治理河道總面積的10 30%。進一步的，所述水草的種植面積占待治理河道總面積的15 35%。采用上述技術方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點不用在待治理河道內興建建筑物和引水至待治理河道外處理，無需清淤載污，不影響原有泄洪、防洪等功能，即原位治理；解決了生物生態(tài)技術的治理見效慢、難持久、效率低等缺點，成本比較低，提高了生物生態(tài)修復的效率，縮短治理周期，快速使水體達到生態(tài)平衡。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明圖I為本發(fā)明的治理措施框圖；圖2為本發(fā)明的治理流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，包括以下措施I)在待治理河道的外源污染進入前端，圍堰形成接觸氧化池，在接觸氧化池中設置生物接觸氧化系統(tǒng)，同時在待治理河道中進行電化學處理，將待治理河道中分段并設置曝氣系統(tǒng)進行增氧曝氣處理；2)在待治理河道中投入微生物菌劑，在此之前結束電化學處理，同時保持增氧曝氣處理；3)在待治理河道中撒入底泥生物菌劑進行底泥氧化修復處理，建立氧化還原和生物降解有機物污染的系統(tǒng)，同時保持增氧曝氣處理；4)在待治理河道中間隔一段距離安置能夠吸附微生物和浮游生物，讓微生物和浮游生物進行繁殖的生物膜系統(tǒng)；
5)在待治理河道中央設置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，在待治理河道中種植水草，使待治理河道恢復天然自凈能力。所述電化學處理使用電壓為5 30V的電化學處理器，根據(jù)待治理河道水量均勻布置，每只電化學處理器處理100 500噸水量，兩兩相近的電化學處理器的間距為20 40米，并使用DSA惰性電極和金屬電極。所述生物接觸氧化系統(tǒng)包括懸浮填料、掛在懸浮填料上的生物接觸膜和充氧裝置，所述生物接觸膜的比表面積380 1200m2/m3，孔隙率大于99%，并由充氧裝置充氧，保持溶氧不小于2mg/L，保持DO在2mg/L以上，控制深度保持在
1.5 3. 5m之間。所述曝氣系統(tǒng)包括水下自沉式微孔曝氣管和提水式曝氣器，所述增氧曝氣處理保持水中DO濃度在3mg/L以上。所述微生物菌劑的細菌總數(shù)彡IX 109/g，密度為30 520kg/m3，使用量為O. 5 2ppm。所述微生物菌劑為純天然微生物，不含致病菌，包括硝化菌、反硝化菌、光合細菌、乳酸菌、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。所述底泥生物菌劑由微生物菌劑、生物促生劑及硅藻土、沸石組成，根據(jù)底泥污染程度定期加入，每次使用量在5 30g/m2。所述生物膜系統(tǒng)包括生物膜、掛生物膜的生物繩以及人工水草，所述 生物膜占待治理河道總面積的10 20%，所述生物繩的直徑為40 60mm，，表面積O. 65
2.10m2/m ;所述人工水草包括由高分子材料制造的片狀、柱狀、樹根狀水草，例如聚乙烯。所述挺水水生植物的種植面積占待治理河道總面積的10 30%，挺水水中生植物優(yōu)選為美人蕉、鳶尾、旱傘草、黑麥草、香蒲等。所述水草的種植面積占待治理河道總面積的15 35%，水草優(yōu)選為金魚藻、枯草、伊樂藻等。在本實施例中，利用電化學處理產(chǎn)生電離和氧化還原反應，產(chǎn)生大量具有強氧化性的自由基離子0H，對大分子結構有機物破鏈開環(huán)，打散大分子團，減小水分子團締合數(shù)目，產(chǎn)生氧氣、臭氧、磁化、脫色、除臭、絮凝配合增氧曝氣快速消解，COD、B0D5、氨氮、總磷等污染物，提高可生化性，一次性降解水體50 70%污染物，析出污染物，活化水體，消除水體黑臭，提高可生化性，為后期的生物生態(tài)創(chuàng)造有利條件。增氧曝氣的作用是加速氧化有機物厭氧降解時產(chǎn)生的H2S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物質，抑制底泥磷釋放，提高水體溶氧含量，增強水體好氧微生物活性，降解水體和底泥有機污染物，為河道生態(tài)平衡創(chuàng)造有利條件。采用生物接觸氧化系統(tǒng)，利用微生物吸附在填料上的生物接觸膜和充分供應的氧氣，通過生物氧化作用，將污水中的有機物氧化分解，達到凈化目的，使外污染源進入河道前得到凈化處理，減輕河道后期生態(tài)治理負擔。微生物菌劑投入后，通過人工增氧恢復微生物的礦化作用，使水體中現(xiàn)有的有機物轉化為無機態(tài)，抑制厭氧微生物的代謝，形成優(yōu)勢菌群，大量繁殖，去除水體有機污染物，控制河道有機污染物總量。在電化學處理后期，直接在河面上撒入底泥生物菌劑進行底泥氧化修復處理,通過水體作為介質的固液交流接觸,把河道底厭氧環(huán)境轉化成好氧環(huán)境，建立氧化還原和生物降解有機物污染系統(tǒng)，消除因厭氧環(huán)境和厭氧發(fā)酵過程中不斷向上層水體排放的惡臭污染物產(chǎn)生機制，使河道底泥形成穩(wěn)定、潔凈、好養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)。在河道小點源污染和適當位置每間隔一段距離，安置生物膜系統(tǒng)，通過生物膜高比表面積，吸附微生物和浮游生物，使微生物和浮游生物在生物膜上繁殖，減少水體流動造成微生物流失，從而分解水體中的污染物，還為魚類和螺類等生物物種提供棲息場所，提高水底生物多樣性。在待治理河道中央設置人工浮島，在浮島上種植挺水水生植物，利用其根系吸附水中有機污染物，根系向水中輸送氯氣，同時微生物靠根的分泌物繁殖，增強微生物活性能力，通過水體和底泥修復，然后在河道中合適位置，人工種植一定數(shù)量水草，水草可以利用無機物合成有機物，有利于實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)物質平衡，增加生物多樣性的生態(tài)修復，使河道恢復天然自凈能力。上述實例例中，電化學處理器根據(jù)整河道污染物降解情況，達到強化治理目的后，減少處理器，保留適當數(shù)量，作為突發(fā)水污染事件和正常維持水質平衡的備用設備。本發(fā)明整個治理措施可歸納成如圖I所示，具體治理流程如圖2所示。河道整體治理開始，經(jīng)電化學增氧曝氣10天后消除黑臭，水體透明度O. 6 I. 2m，水中微生物由厭氧向好氧演替，水體呈現(xiàn)綠色；2周后，DO達到彡4mg/L以上，；1 2個月后，底泥由黑色轉變?yōu)榛疑?個月后,底泥逐步變?yōu)橥梁稚?底泥厚度逐步減小。在河道原COD在120— 200mg/L之間，治理后COD降低80 90%, NH3-N降低75 85%，H2S降低90%, DO保持在4mg/L以上，底泥總有機碳降低70 80%，透明度保持在2m以上，使之達到環(huán)境地表水III IV類標 準。
權利要求
1.一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于包括以下措施 1)在待治理河道的外源污染進入前端，圍堰形成接觸氧化池，在接觸氧化池中設置生物接觸氧化系統(tǒng)，同時在待治理河道中進行電化學處理，將待治理河道中分段并設置曝氣系統(tǒng)進行增氧曝氣處理； 2)在待治理河道中投入微生物菌劑，在此之前結束電化學處理，同時保持增氧曝氣處理； 3)在待治理河道中撒入底泥生物菌劑進行底泥氧化修復處理，建立氧化還原和生物降解有機物污染的系統(tǒng)，同時保持增氧曝氣處理； 4)在待治理河道中間隔一段距離安置能夠吸附微生物和浮游生物，讓微生物和浮游生物進行繁殖的生物膜系統(tǒng)； 5)在待治理河道中央設置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，在待治理河道中種植水草，使待治理河道恢復天然自凈能力。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述電化學處理使用電壓為5 30V的電化學處理器，根據(jù)待治理河道水量均勻布置，每只電化學處理器處理100 500噸水量，兩兩相近的電化學處理器的間距為20 40米，并使用DSA惰性電極和金屬電極。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述生物接觸氧化系統(tǒng)包括懸浮填料、掛在懸浮填料上的生物接觸膜和充氧裝置，所述生物接觸膜的比表面積380 1200m2/m3，孔隙率大于99%，并由充氧裝置充氧，保持溶氧不小于2mg/L，保持DO在2mg/L以上，控制深度保持在I. 5 3. 5m之間。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述曝氣系統(tǒng)包括水下自沉式微孔曝氣管和提水式曝氣器，所述增氧曝氣處理保持水中DO濃度在3mg/L以上。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述微生物菌劑的細菌總數(shù)彡lX109/g，密度為30 520kg/m3，使用量為0. 5 2ppm0
6.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述微生物菌劑包括硝化菌、反硝化菌、光合細菌、乳酸菌、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述底泥生物菌劑由微生物菌劑、生物促生劑及硅藻土、沸石組成，根據(jù)底泥污染程度定期加入，每次使用量在5 30g/m2。
8.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述生物膜系統(tǒng)包括生物膜、掛生物膜的生物繩以及人工水草，所述生物膜占待治理河道總面積的10 20%,所述生物繩的直徑為40 60mm,,表面積0. 65 2. 10m2/m ;所述人工水草包括由高分子材料制造的片狀、柱狀、樹根狀水草。
9.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述挺水水生植物的種植面積占待治理河道總面積的10 30%。
10.根據(jù)權利要求I所述的一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述水 草的種植面積占待治理河道總面積的15 35%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用電化學結合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，包括以下措施1)生物接觸氧化、電化學處理、增氧曝氣處理；2)投入微生物菌劑，在此之前結束電化學處理，同時保持增氧曝氣處理；3)撒入底泥生物菌劑，同時保持增氧曝氣處理；4)間隔一段距離安置生物膜系統(tǒng)；5)設置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，種植水草。本發(fā)明經(jīng)濟、實效，達到快速治理，消除水體黑臭，延長河道生物鏈，增加水體生物多樣性，提高河道水體自凈能力。
文檔編號C02F9/14GK102701519SQ201210156670
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權日2012年5月17日
發(fā)明者蔣建江 申請人:杭州共創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰? 蔣建江