本發(fā)明屬于水體治理設(shè)備和方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及為一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著城市經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展、城市化和工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，許多工業(yè)廢水、農(nóng)村生活污水直接或超標(biāo)排放，造成湖泊及河道水體的嚴(yán)重污染。微污染水體是指含有少量的有機(jī)污染物導(dǎo)致水體中COD、氨氮以及總磷等含量偏高的河流、湖泊以及水庫(kù)等水體。雖然此類(lèi)水體相對(duì)污染較輕，不能在短時(shí)間顯現(xiàn)并造成嚴(yán)重危害，但水體的微污染存在著潛在的累積性危害。大多數(shù)微污染河流生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差，無(wú)法滿(mǎn)足水環(huán)境功能要求。湖泊、水庫(kù)以及地下水是我國(guó)淡水資源的重要來(lái)源，也是我國(guó)飲用水的主要來(lái)源，長(zhǎng)期飲用被污染的水體，會(huì)給機(jī)體造成損害。與此同時(shí)，微污染水體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)豐富，還可能帶來(lái)河流湖泊等富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

目前針對(duì)微污染水體處理技術(shù)有化學(xué)修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)以及生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)主要是利用絮凝和沉淀以及氧化還原的原理，向污水中投加化學(xué)藥劑或者吸附劑，改善水體的各項(xiàng)指標(biāo)。這種方法易造成二次污染，會(huì)破壞整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡，與此同時(shí)資金花費(fèi)大，不過(guò)與其他修復(fù)方法相比較簡(jiǎn)單快捷，一般被用來(lái)應(yīng)急處理。物理修復(fù)技術(shù)主要是利用一些工程技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行機(jī)械性的去污，包括引水稀釋、人工曝氣、截污、底泥清淤等措施。物理修復(fù)方法有的時(shí)候可以搭配使用，也可以單獨(dú)使用，但因?yàn)槠湓谛迯?fù)水體的過(guò)程中無(wú)法修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡，所以效果往往不佳，一般用作前處理措施較多。生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括氧化塘技術(shù)、生物制劑技術(shù)、人工濕地以及生態(tài)浮床技術(shù)等。生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)可以在修復(fù)水體的同時(shí)修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡，并且運(yùn)行成本低，管理維護(hù)簡(jiǎn)單，更適合用于地表水體污染的治理。

生物原位投菌技術(shù)因?yàn)榫哂型顿Y省、運(yùn)行費(fèi)用低，且操作簡(jiǎn)便以及基本不產(chǎn)生副作用等優(yōu)點(diǎn)，不失為一種經(jīng)濟(jì)、有效的生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)。目前，該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于景觀水體及養(yǎng)殖業(yè)水體有機(jī)污染及富營(yíng)養(yǎng)化的治理工作中。但是，微污染水體原位生物修復(fù)技術(shù)中存在微生物菌劑營(yíng)養(yǎng)濃度不穩(wěn)定，微生物存活時(shí)間短，難以持續(xù)發(fā)揮作用等問(wèn)題，因此水質(zhì)修復(fù)效果不理想。

因此，研究出微生物活性高，能持續(xù)發(fā)揮作用，同時(shí)低成本、低能耗、環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單的微污染水體原位修復(fù)處理設(shè)備和方法具有十分重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的方法。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案如下。

一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的裝置，包括裝載固定化微生物種源顆粒的微生物培養(yǎng)罐、向微生物培養(yǎng)罐提供微動(dòng)力和氧氣的曝氣機(jī)、將微生物培養(yǎng)罐安置于污染水體中的浮圈；

所述曝氣機(jī)安裝于浮圈且曝氣機(jī)的出氣端設(shè)置于微生物培養(yǎng)罐內(nèi)部；

所述微生物培養(yǎng)罐連接浮圈且微生物培養(yǎng)罐內(nèi)部填充固定化微生物種源顆粒；

所述微生物培養(yǎng)罐的罐體側(cè)壁下部開(kāi)設(shè)有安裝排水帽的進(jìn)水口，罐體側(cè)壁上部開(kāi)設(shè)有安裝排水帽的出水口。

作為優(yōu)選，所述曝氣機(jī)至少有一個(gè)；所述曝氣機(jī)輸出端設(shè)置氣泡石；所述氣泡石安裝于微生物培養(yǎng)罐底部。

作為更優(yōu)選，所述曝氣機(jī)為微動(dòng)力太陽(yáng)能曝氣機(jī)，通過(guò)輸氣管連接微生物培養(yǎng)罐內(nèi)部的氣泡石。

進(jìn)一步，所述浮圈通過(guò)軟繩連接于微生物培養(yǎng)罐頂部，所述微生物培養(yǎng)罐底部連接有定位塊。

進(jìn)一步，所述微生物培養(yǎng)罐為圓柱形中空的罐體，罐體內(nèi)部填充固定化微生物種源顆粒。

進(jìn)一步，所述固定化微生物種源顆粒為CM-01顆粒；CM-01顆粒是用改性包埋劑結(jié)合功能微生物菌劑制成的球形顆粒，其顆粒粒徑為3～5mm。

一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一.固定化微生物種源顆粒由改性包埋劑包埋功能微生物菌種形成；將固定化微生物種源顆粒以所需比例投加于微生物培養(yǎng)罐內(nèi)；

將本裝置安置于待修復(fù)水體表面，將浮圈浮于待修復(fù)水體，將微生物培養(yǎng)罐浸沒(méi)于待修復(fù)水體；

步驟二.固定化微生物種源顆粒中的功能微生物菌種將被吸收入顆粒內(nèi)部的污染物作為營(yíng)養(yǎng)源，并在微生物磁效應(yīng)作用下馴化和大量增殖；固定化微生物種源顆粒中的功能微生物菌種擴(kuò)散至微生物培養(yǎng)罐中的污染水體形成微生物菌液；

步驟三.曝氣機(jī)曝氣并攪動(dòng)微生物培養(yǎng)罐內(nèi)的污染水體，微生物培養(yǎng)罐的微生物菌液從出水口排出，同時(shí)外界污染水體從進(jìn)水口進(jìn)入罐內(nèi)，完成微生物培養(yǎng)罐內(nèi)外污染水體的交換；

步驟四.通過(guò)微生物培養(yǎng)罐內(nèi)外污染水體的交換，功能微生物不斷向污染水體釋放；連續(xù)釋放的功能微生物在污染水體中不斷累積，逐步改善污染水體底泥、植物根系中的微生物菌群結(jié)構(gòu)，提高環(huán)境中功能微生物對(duì)污染物的降解能力，強(qiáng)化水體中微生物降解系統(tǒng)，并不斷凈化水體，最終修復(fù)凈化水體。

進(jìn)一步，步驟一中.固定化微生物種源顆粒由改性包埋劑包埋功能微生物菌種形成；所述改性包埋劑包括聚乙烯醇、海藻酸鈉、生物磁粉、生物活性碳、氯化鈣；所述功能微生物菌種為COD降解菌、脫氮菌、絮凝菌中至少一種。

本技術(shù)方案解決了現(xiàn)有微污染水體修復(fù)過(guò)程中能耗高、二次污染嚴(yán)重、管理復(fù)雜的不足，提供一種低成本、低能耗、環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、長(zhǎng)期有效的微污染水體原位修復(fù)處理設(shè)備和方法，利用功能微生物菌種來(lái)改善污染水體中的微生物菌群結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化微生物降解系統(tǒng)，徹底解決水體污染問(wèn)題。

本發(fā)明以生物修復(fù)技術(shù)為主，通過(guò)改善水體中微生物菌群結(jié)構(gòu)來(lái)重建水體微生物降解系統(tǒng)，應(yīng)用于河道、湖、庫(kù)、養(yǎng)殖塘等水體修復(fù)，可提升這類(lèi)水體的污染物去除能力，提高水體的抗沖擊能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生態(tài)清淤，提高水體的環(huán)境容量。較之傳統(tǒng)的水體修復(fù)技術(shù)，具有以下幾方面技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

1、工藝簡(jiǎn)單，裝置安裝方便，可移動(dòng)性強(qiáng)?？蓪?shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，裝置安裝、拆裝比較方便，所有設(shè)備均為組合式安裝；

2、設(shè)備運(yùn)行管理方便；

3、低成本、低能耗原位修復(fù)水體，節(jié)省了造價(jià)， 減少水處理占地面積；

4、處理后效果穩(wěn)定，徹底解決水體污染問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是微生物培養(yǎng)罐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-曝氣機(jī)、1a-氣泡石、2-支架、3-浮圈、3a-軟繩、4-微生物培養(yǎng)罐、4a-進(jìn)水口、4b-出水口、5-固定化微生物種源顆粒、6-定位塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的裝置，包括裝載固定化微生物種源顆粒5的微生物培養(yǎng)罐4、向微生物培養(yǎng)罐4提供微動(dòng)力和氧氣的曝氣機(jī)1、將微生物培養(yǎng)罐4安置于污染水體中的浮圈3；

所述曝氣機(jī)1安裝于浮圈3且曝氣機(jī)1的出氣端設(shè)置于微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)部；

所述微生物培養(yǎng)罐4連接浮圈3且微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)部填充固定化微生物種源顆粒5。

所述曝氣機(jī)1至少有一個(gè)。當(dāng)曝氣機(jī)1有多個(gè)時(shí)，曝氣機(jī)1等角度均布于浮圈3。所述曝氣機(jī)1輸出端設(shè)置氣泡石1a；所述氣泡石1a安裝于微生物培養(yǎng)罐4底部。作為優(yōu)選，所述曝氣機(jī)1為微動(dòng)力太陽(yáng)能曝氣機(jī)，通過(guò)輸氣管連接微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)部的氣泡石1a。相鄰曝氣機(jī)1用支架2連接固定，使得曝氣機(jī)1成為一個(gè)整體，增加設(shè)備的穩(wěn)固度。

所述浮圈3通過(guò)軟繩3a連接于微生物培養(yǎng)罐4頂部，使浮圈3和微生物培養(yǎng)罐4之間留有一定的緩沖。

所述微生物培養(yǎng)罐4底部連接有定位塊6。定位塊6起到穩(wěn)定微生物培養(yǎng)罐4的作用。

作為優(yōu)選，所述微生物培養(yǎng)罐4為圓柱形中空的罐體，罐體內(nèi)部填充固定化微生物種源顆粒5。所述固定化微生物種源顆粒5為CM-01顆粒。CM-01顆粒是一種固定化功能菌產(chǎn)品，是用改性包埋劑結(jié)合功能微生物菌劑制成的球形顆粒，其顆粒粒徑Φ3～5mm球形，比重>1.05，含水率65%～80%，不容于水，顆粒彈性好、機(jī)械強(qiáng)度高，1000RPM電機(jī)高速攪拌48小時(shí)完整保留率100％。顆粒具有活性碳吸附效應(yīng)和微生物磁效應(yīng)，可促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，顆粒內(nèi)部包含有功能微生物菌種，可長(zhǎng)期保留微生物種源。CM-01顆粒表面有大量微孔，可供顆粒內(nèi)外高效傳質(zhì)。申請(qǐng)?zhí)枮?01410851662.X的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)公開(kāi)了固定化微生物種源顆粒5的一種制備方法。

作為更優(yōu)選，微生物培養(yǎng)罐4的罐體側(cè)壁下部開(kāi)設(shè)有4個(gè)安裝排水帽的進(jìn)水口4a，罐體側(cè)壁上部開(kāi)設(shè)有2個(gè)安裝排水帽的出水口4b。

一種利用微生物原位激發(fā)快速處理黑臭水體的方法，本方法通過(guò)釋放功能微生物菌種來(lái)改善微污染水體中微生物菌群結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化水中污染物的降解，達(dá)到水體凈化的效果，包括以下步驟：

1、固定化微生物種源顆粒5由改性包埋劑包埋功能微生物菌種形成；將固定化微生物種源顆粒5按照罐容積40%的量投加到微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)；

將本裝置安置于待修復(fù)水體表面，將浮圈3浮于待修復(fù)水體，將微生物培養(yǎng)罐4浸沒(méi)于待修復(fù)水體；

固定化微生物種源顆粒5所用的改性包埋劑是由聚乙烯醇、海藻酸鈉、生物磁粉、生物活性碳、氯化鈣按比例配制用于固定功能微生物菌種形成顆粒的包埋劑。

包埋劑所包埋的功能微生物菌種是篩選研究后才獲得的高效降解復(fù)合菌，復(fù)合菌包含COD降解菌、脫氮菌、絮凝菌，具有多種功能。

2、固定化微生物種源顆粒5中的功能微生物菌種將被吸收入顆粒內(nèi)部的污染物作為營(yíng)養(yǎng)源，并在微生物磁效應(yīng)作用下馴化和大量增殖；固定化微生物種源顆粒5中的功能微生物菌種擴(kuò)散至微生物培養(yǎng)罐4中的污染水體形成微生物菌液；

增殖的功能微生物菌種通過(guò)污染水體的馴化作用提高對(duì)污染環(huán)境的適應(yīng)性；

3、曝氣機(jī)1曝氣并攪動(dòng)微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)的污染水體，微生物培養(yǎng)罐4的微生物菌液從出水口4b排出，同時(shí)外界污染水體從進(jìn)水口4a進(jìn)入罐內(nèi)，完成微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)外污染水體的交換；

4、通過(guò)微生物培養(yǎng)罐4內(nèi)外污染水體的交換，功能微生物不斷向污染水體釋放；連續(xù)釋放的功能微生物在污染水體中不斷累積，逐步改善污染水體底泥、植物根系中的微生物菌群結(jié)構(gòu)，提高環(huán)境中功能微生物對(duì)污染物的降解能力，強(qiáng)化水體中微生物降解系統(tǒng)，并不斷凈化水體，最終達(dá)到修復(fù)凈化水體以及提高水體自?xún)裟芰Φ哪康摹?/p>

實(shí)施例1 農(nóng)業(yè)用水污染水體的修復(fù)：

在受農(nóng)田灌溉水污染的河道水體中，以200米間隔設(shè)置本專(zhuān)利微生物原位激發(fā)裝置。反應(yīng)器內(nèi)投加5%以上降COD及脫氮除磷為主的功能微生物菌種種源顆粒，其中，COD降解菌：脫氮菌：絮凝菌的體積分?jǐn)?shù)比為100:30~40：10~20。啟動(dòng)裝置運(yùn)行2個(gè)月后河道水體中COD減少80%，N、P等污染素減少60%，河道底泥中污染物釋放量減少30%，同時(shí)通過(guò)微生物檢測(cè)發(fā)現(xiàn)底泥及植物根系中微生物種類(lèi)及濃度均明顯提高，并富含裝置中種源顆粒上的微生物菌種。

實(shí)施例2 城市河道水體的修復(fù)

在城市受污染河道水體中以200米間隔設(shè)置本專(zhuān)利微生物原位激發(fā)裝置。反應(yīng)器內(nèi)投加5%以降COD、氨氮、總氮等污染物為主的功能微生物菌種種源顆粒，其中，COD降解菌：脫氮菌：絮凝菌的體積分?jǐn)?shù)比為100:30~40：10~20。啟動(dòng)裝置控制進(jìn)水流量和曝氣量，使裝置內(nèi)水力停留時(shí)間為12h，溶解氧為2mg/L，菌液輸送管伸入河道水體底泥入，連續(xù)向水體中釋放微生物菌劑2個(gè)月后，河道水體中COD減少80%，氨氮、總氮減少60%，磷污染素減少40%，底泥中污染物釋放量減少30%。在河道底泥及水生植物可以根系中的微生物濃度更高，菌群結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，并富含種源顆粒中的功能微生物菌種。繼續(xù)運(yùn)行2個(gè)月后河道水體逐漸修復(fù)，削除了富營(yíng)養(yǎng)化，修復(fù)15個(gè)月后河道水體水質(zhì)依然維持良好。

本發(fā)明按照實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，在不脫離本原理的前提下，本裝置還可以作出若干變形和改進(jìn)。應(yīng)當(dāng)指出，凡采用等同替換或等效變換等方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。