本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明涉及黑臭及富營養(yǎng)化水體、濕地修復(fù)領(lǐng)域的物理、化學和生物的修復(fù)技術(shù)，集成多種治理技術(shù)的黑臭水體的綜合治理方法及裝置與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人口急劇增長，污染物排放量大幅增加，環(huán)境保護滯后，治理水平跟不上經(jīng)濟高度發(fā)展，致使大量污染物隨著污水、垃圾、降水和徑流等進入水體，導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。徑流污染物未經(jīng)處理而直接排出進入河流使水體遭受嚴重污染。尤其在城市，為了泄洪的需要，只從工程角度考慮河流改造，將河道裁彎取直，河流兩岸三面被水泥鋼筋固化，這樣的設(shè)施隔絕了河水與河床及河岸系統(tǒng)的連接， 使適合更多生物生存的環(huán)境消失了，其生態(tài)功能和凈能力也隨之退化，直接導(dǎo)致河道內(nèi)大量生物消失，高負荷的污染排放輕易使河道水體內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)崩潰瓦解，所以現(xiàn)階段城市河道大多變得又黑又臭，成了典型的臭水溝，淤積嚴重也基本喪失排洪功能。對于此類問題目前沒有理想的治理方法，大多方法涉及到清淤治理，投資成本較大，不能從根本上解決實際問題，截止到2016年2月16日，在全國295座地級及以上城市中，77座城市沒有發(fā)現(xiàn)黑臭水體。在其余218座城市中，共排查出黑臭水體1861個。其中，河流1595條，占85.7%；湖、塘266個，占14.3%。全國七大流域中，海河、松遼流域等污染也相當嚴重，污染河段占 60%以上。

如何恢復(fù)河流原有生態(tài)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造一個良好的人居環(huán)境，人們開展了大量的工作，基于此提出了集成技術(shù)對黑臭及富營養(yǎng)化水體進行生物修復(fù)治理。而生態(tài)修復(fù)技術(shù)是近年最具有發(fā)展前景的修復(fù)技術(shù)，這種技術(shù)將生態(tài)學思想作為核心指導(dǎo)， 修復(fù)時將河道看作一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，所有措施都圍繞水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與完善。該方法費用省、 效果好、無二次污染。但河流的治理是一項系統(tǒng)工程， 尤其是城市河道的復(fù)雜性決定了單純某一種技術(shù)很難達到預(yù)期的效果， 應(yīng)借助其他技術(shù)支持， 將它們較好的整合在一起，共同發(fā)揮其作用， 當然前提要以生態(tài)學作為核心指導(dǎo)思想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種城市黑臭及富營養(yǎng)化水體的生態(tài)修復(fù)方法，通過一系列手段恢復(fù)和完善受損的城市河道生態(tài)系統(tǒng)， 通過河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)， 使系統(tǒng)內(nèi)各種生物共存，生物多樣性增加，抗外界干擾的能力增強，系統(tǒng)能穩(wěn)定持續(xù)維持較好狀態(tài)。創(chuàng)造一個美麗的人居環(huán)境， 滿足生態(tài)文明建設(shè)的需要。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下的技術(shù)內(nèi)容：

一種黑臭水體及富營養(yǎng)化水體的治理方法，其特征在于按如下的步驟進行

（1）增氧裝置：

在河道中心區(qū)域，安放制氧設(shè)備+納米曝氣設(shè)備、提升泵+導(dǎo)流水管設(shè)備，以增加水體中溶解氧含量，有利于有機質(zhì)的分解和水體中各生物的存活,河段二段設(shè)備間放置2制氧機，施工初期延長制氧設(shè)備運行時間，施工后期可根據(jù)需要增加開啟、縮短和延長來控制運行時間;

（2）黑臭水體及富營養(yǎng)化水體河道底泥的消解：

將微生物復(fù)合劑直接作用于黑臭水體及富營養(yǎng)化水體對河道底泥進行好養(yǎng)微生物氧化作用，分解底泥中的有機污染物，對黑臭水體及富營養(yǎng)化水體底泥進行消解；所述的微生物復(fù)合制劑由下述成分組成：

微生物菌制劑 含量微1×10⁶/mL；投加量為：10-20g/m³污泥

微生物促生劑 投加量為：0.2-0.5g/m³污泥

輔助藥劑 投加量為：2-5mg/m³污泥；

所述的微生物菌制劑指：芽孢桿菌、副球菌、絮凝菌、光合菌組成的粉狀菌劑；其中芽孢桿菌：副球菌：絮凝菌、光合菌的重量比為5：3：2：1；

微生物促生劑從美國愛達荷州西南部的“風化褐煤中提取的BE，本產(chǎn)品屬于市場購買產(chǎn)品；

輔助藥劑：指的是含微量三價鐵鹽與小分子的碳源物質(zhì)的混合物，其中含微量三價鐵鹽與小分子的碳源物質(zhì)質(zhì)量比為1:100，所述含微量三價鐵鹽指的是硫酸鐵；小分子的碳源物質(zhì)指的是醋酸鈉。

（3）黑臭及富營養(yǎng)化水體增氧：

在河道二岸各設(shè)置旁路生物反應(yīng)器2套，單套處理量為50m³/h ，均位于增氧工藝反應(yīng)區(qū)內(nèi),該設(shè)備，內(nèi)部有隔板，在設(shè)備中間三分之一分布有上下隔板，中間分布有填料，截留微生物，設(shè)備一端近底部0.3m處連接水管和提升泵，將黑臭水體廢水提升到旁路生物反應(yīng)器中，另一側(cè)上端連接有出水管，將黑臭水體排出均位于增氧工藝反應(yīng)區(qū)內(nèi),經(jīng)過增氧工藝處理后的河水具有較高溶解氧，生物凈化反應(yīng)器內(nèi)部含有微生物生長的填料；

（4）投加微生物菌制劑和微生物促生劑

當黑臭水體突發(fā)情況發(fā)生時，直接投加投加微生物菌制劑和微生物促生劑于旁路生物反應(yīng)器中，二者的投加量分別按照投加量為2-5g/m³、0.5-2mg/ m³在水體中5個月的投加量；利用微生物的降解去除水體中有機污染物，水中的有機物徹底分解為二氧化碳和水，將有機氮、無機氮等轉(zhuǎn)化為氮氣排放到空氣中，將磷轉(zhuǎn)化到污泥中，通過排放剩余污泥去除，最終水質(zhì)得到凈化處理。

本發(fā)明所述步驟（1）所述旁路高效生物反應(yīng)器處理指的是：對受污染的黑臭水體進行截污預(yù)處理，經(jīng)水泵自吸引入旁路高效生物反應(yīng)器中，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置聚氨酯懸浮填料，反應(yīng)器中增加微量曝氣措施，微生物菌群能在填料表層，中層和內(nèi)部快速繁殖、有效吸收和降解有毒物質(zhì)。

本發(fā)明進一步公開了一種用于黑臭水體及富營養(yǎng)化水體的治理系統(tǒng)，它包括河道二岸設(shè)置的旁路生物反應(yīng)器、設(shè)備間、泵井及輸送水體的管道一套；其中：

泵井設(shè)計在污染嚴重河道段下游1.5km處河道中央位置，內(nèi)有二臺提升泵、格柵、格網(wǎng)、閘板和起吊裝置；格網(wǎng)放置在泵井中，提升泵放置在格網(wǎng)中，格網(wǎng)起到截留河道中雜物，以免堵塞提升泵的作用；格網(wǎng)上連接有閘板，閘板開啟后將提升泵吊離泵井，起吊裝置將提升泵提離泵井，便于提升泵的維修；

設(shè)備間位于河岸二邊泵井旁邊，內(nèi)有提升泵供電系統(tǒng)、提升泵的電控系統(tǒng)，制氧系統(tǒng)，納米曝氣系統(tǒng)，其中電控系統(tǒng)和供電系統(tǒng)與提升泵相連接，控制提升泵；提升泵的一端與輸送水體的管道相連接；制氧系統(tǒng)利用電能制備氧氣，納米曝氣設(shè)備通過管道一端與制氧設(shè)備相連接，另一端與河道中輸送水體的管道相連接；

旁路生物反應(yīng)器分別設(shè)計在河道的泵井上游1.5km處；制備的氧氣通過納米曝氣將細氧分子通入輸送水管水體中，輸送水管與旁路生物反應(yīng)器進水端相連接。

其中的旁路生物反應(yīng)器包括:過濾裝置1，填料上下隔板2，聚氨酯懸浮填料3，礫石4，進水管5，連接水管6，出水管路7；進水管5與黑臭水體中前端進水管道相連接，將黑臭水體泵入過濾裝置中，過濾裝置中含有填料上下隔板2中填滿礫石4，礫石過濾水體中的藻類渣物；過濾后的水體通過連接水管6進入旁路生物反應(yīng)器中，旁路生物反應(yīng)器內(nèi)含有填料上下隔板2，內(nèi)有聚氨酯填料3，通過出水管7將旁路生物反應(yīng)器中水排到黑臭水體中，河道廢水在旁路生物反應(yīng)器中停留時間設(shè)置為10-12h。河道二岸的這套系統(tǒng)負責5km黑臭及富營養(yǎng)化水體范圍內(nèi)的治理和河道水質(zhì)維持，當河道大于5km，試黑臭及富營養(yǎng)化水體的污染狀況及河道長短，可以對整個系統(tǒng)靈活應(yīng)用，二岸可以增加或者減少整套設(shè)備系統(tǒng)，或者可以單獨增加旁路高效生物反應(yīng)器個數(shù)。

本發(fā)明更進一步公開了黑臭水體及富營養(yǎng)化水體治理方法在去除水中各種污染物凈化水質(zhì)方面的應(yīng)用。實驗結(jié)果顯示：采用本發(fā)明的治理方法可以有效去除水中的污染物質(zhì)，提升水體的自凈能力，恢復(fù)水體原有的生態(tài)平衡，從根本上改善水體環(huán)境。

本發(fā)明更加詳細的描述如下：

（1）河道水體底泥的消解：

本發(fā)明一次性使用，經(jīng)過適當調(diào)整與完善，黑臭水體、河道和濕地水體系統(tǒng)將自我持續(xù)運行，降低人為維護及修復(fù)成本。修復(fù)后的水生態(tài)系統(tǒng)具有一定抗外界干擾能力，當受到小于系統(tǒng)耐受閾值的污染時，系統(tǒng)將污染自動化解而繼續(xù)運行下去，具有一定的納污、除污能力，不會產(chǎn)生任何污染物，生態(tài)環(huán)保。以生態(tài)學理論為核心指導(dǎo)思想綜合利用物理、化學和生物的生態(tài)的技術(shù)去改善恢復(fù)河道水生生態(tài)系統(tǒng)， 主要包括以下步驟：

（1）上游污染水體的旁路高效生物反應(yīng)器處理技術(shù)：

通過高效旁路反應(yīng)器技術(shù)，截留上游污染源，當河道或者黑臭水體的外源污染水體進入水體，首先要經(jīng)過旁路高效生物反應(yīng)器，可以快速的促進微生物在高效旁路器的填料表面形成生物膜，隨著生物膜厚度的增加，自然形成了缺氧、厭氧、好氧的生物內(nèi)環(huán)境，快速的去除河水中有機污染物、氮、磷污染物，經(jīng)處理后的外援污水流入河道，不會增加原河道的污染物質(zhì)的濃度，不會引起原來河道水體惡化；由于填料的存在，可以顯著提高系統(tǒng)的生物量。在反應(yīng)器中的本土微生物得以激化并大量繁殖，并通過布水管道在生物濾池上游1km均勻排放，從而提高該段水體中的微生物量，強化并修復(fù)水體的自凈功能。旁路高效生物反應(yīng)器處理處理可以切斷污染源，消除富營養(yǎng)化水體，維持河道現(xiàn)有狀況；其中，在污染減輕環(huán)境改善后，不再投加微生物菌制劑和微生物促生劑，通過本土微生物的快速繁殖來加速食物鏈的形成并快速改善高端生物的生長環(huán)境，大大加速“食物鏈”的效果。利用本土微生物的降解去除水體中有機污染物。

（2）黑臭水體底泥的消解：

在黑臭及富營養(yǎng)化水體中投加底泥微生物復(fù)合制劑，微生物復(fù)合制劑指：微生物菌制劑（微生物含量為1×10⁶/mL）（投加量為10-20g/m³污泥）、微生物促生劑（投加量為0.2-0.5g/m³污泥）以及輔助藥劑（投加量為2-5mg/m³污泥），微生物復(fù)合制劑直接作用于黑臭水體對河道和黑臭水體底泥進行好養(yǎng)微生物氧化作用，分解底泥中的有機污染物，對黑臭水體底泥進行消解。減少黑臭水體底泥向水體釋放污染物；它可以就地把污染物轉(zhuǎn)化為微生物及其他生物的“食物”，包括黑臭水體底泥中的富營養(yǎng)物質(zhì)。由于是生物除淤，基本不用清淤，從而形成了由傳統(tǒng)的“轉(zhuǎn)移、對抗”變成“和諧、利用”，稱之為整個生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。

（3）黑臭及富營養(yǎng)化水體增氧：

多數(shù)黑臭水體屬于靜流狀態(tài)，所以，對于污染較為嚴重的黑臭水體，嚴重缺氧后，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)愁釋放大量臭氣影響環(huán)境?；诖嗽?，黑臭水體增氧是通過在下游設(shè)備間里增加制氧設(shè)備，制備的氧氣進入緩沖罐、穩(wěn)壓閥和調(diào)節(jié)閥后使氧氣流量達到額定流量，通過納米曝氣頭將氧分子擴散到水管中，隨著水管流向上游后含有高濃度氧氣的水分子釋放到黑臭河道中。氧的利用率可達到95%以上，上游管道出口處水中的溶解氧可達到20-30mg/L以上。

（4）投加微生物菌制劑和微生物促生劑

微生物菌制劑和微生物促生劑能夠快速高效激活環(huán)境中的有益微生物，通過低端微生物的快速繁殖來加速食物鏈的形成并快速改善高端生物的生長環(huán)境，大大加速“食物鏈”的效果。利用微生物的降解去除水體中有機污染物。

特別是步驟（1）河道旁路生物反應(yīng)器處理技術(shù)中，受污染的黑臭水體進行截污預(yù)處理，經(jīng)水泵自吸引入旁路高效生物反應(yīng)器中，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置聚氨酯懸浮填料，具有高孔隙率、高比表面積和低密度等物理特點，由于填料的存在，導(dǎo)致反應(yīng)器填料分為缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)三部分，反應(yīng)器中增加微量曝氣措施，微生物菌群能在填料表層，中層和內(nèi)部快速繁殖、有效吸收和降解有毒物質(zhì)；同時，附著的生物膜對有害物質(zhì)、酸堿度的變化以及溫度的耐受性增強，相對于懸浮在水中的微生物附著在載體上的生物膜存活時間顯著增加，可以顯著提高系統(tǒng)的生物量。在反應(yīng)器中的本土微生物得以激化并大量繁殖，并通過出水管路自流回流河道水體，強化并修復(fù)水體的自凈功能。一般來說，黑臭水體污染較為嚴重，所以，污染源水體在高效旁路反應(yīng)器停留時間較長，促進黑臭水體的治理。

特別是步驟（2）中）河道底泥處理技術(shù)中，微生物復(fù)合制劑指：微生物菌制劑（微生物含量為1×10⁶/mL）（投加量為10-20g/m³污泥）、微生物促生劑（投加量為0.2-0.5g/m³污泥）以及輔助藥劑（投加量為2-5mg/m³污泥）。直接撒到河道和和臭水體中，微生物菌制劑自然沉降到底泥中，對河道水體和黑臭水體的底泥進行生物氧化修復(fù)作用，一般消解時間在1周左右。

通過增制氧設(shè)備+納米曝氣、水泵提升和管道鋪設(shè)后水循環(huán)的雙重作用來增加黑臭水體溶氧，增加整條河道的溶氧，使得整個河道的溶氧維持在2mg/l以上，為黑臭水體創(chuàng)造良好的好養(yǎng)環(huán)境。促進底泥好養(yǎng)微生物生態(tài)系統(tǒng)的建立和對底泥、河道內(nèi)微生物生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和對水體污染物的降解去除。在該過程中，當污水溶氧降低時，開啟制氧設(shè)備，將氧氣通過納米曝氣通入到水管中，高溶氧的水體連續(xù)不斷的隨著水管從下游流向上游釋放于水中，使得整個黑臭水體溶氧增加，當水體中溶氧濃度增高，可以選擇關(guān)閉制氧設(shè)備，空壓機中的空氣接著通過納米曝氣通入到水管中，隨著水管流向上游的旁路高效生物反應(yīng)器中，進行接觸氧化，降低水體的COD和氨氮。

特別是步驟（4）中投加微生物菌制劑和微生物促生劑，微生物菌制劑為有機污染物高效降解微生物菌制劑和微生物促生劑，將微生物菌制劑和微生物促生劑直接投加到旁路高效生物反應(yīng)器中，二者的投加量分別按照投加量為2-5g/m³、0.5-2mg/ m³在水體中5個月的投加量。當黑臭水體突發(fā)情況發(fā)生時，除了利用旁路高效生物反應(yīng)器來緩慢釋放微生物菌體外，可以在黑臭水體中直接投加投加微生物菌制劑和促生劑，投加量分別為20-50g/m³、5-20mg/ m³，按照平時投加量的10倍來投加。一般在黑臭水體和河道治理中在每年的3-4月份，8-9月份一年投加二次（應(yīng)急狀態(tài)下除外）?，F(xiàn)多藻或者所用的微生物菌粉狀菌劑指的是：芽孢桿菌、副球菌、光合菌組成的粉狀菌劑；其中芽孢桿菌：副球菌：光合菌的重量比為5：3：1；菌制劑具有脫磷除氮微生物副球菌，具有去除水體有機污染物的芽孢桿菌等微生物組成，所述的粉狀菌劑指的是：芽孢桿菌、副球菌、絮凝菌、光合菌組成的粉狀菌劑；其中芽孢桿菌：副球菌：絮凝菌、光合菌的重量比為5：3：2：1（天津市環(huán)境保護科學研究院可以免費對外提供），見專利一種人工濕地結(jié)構(gòu)，專利號：ZL201420683272.1），具體制作過程見專利（一種用于河道、湖泊和濕地修復(fù)中的多通道高效生物填料專利號：（201410647541.3）。

微生物菌制劑含有脫磷除氮微生物，通過投加微生物菌制劑和微生物促生劑有效除去系統(tǒng)中氮磷物質(zhì)，避免由于富營養(yǎng)化而導(dǎo)致的藍藻的爆發(fā)，對于總氮和氨氮去除具有顯著優(yōu)越性；通過投加微生物菌制劑和微生物促生劑使有益細菌逐步成為優(yōu)勢菌群，增強了系統(tǒng)的生物活性，提高了微生物的有效生物量和功能性；

同時，微生物可有效降解底泥中的有機物，減少底泥中氮磷向水體中的釋放，使底泥的體積和重量逐步減少，達到生物清淤的效果，避免了人工或機械清淤工程量大，環(huán)境二次污染嚴重的不足。該方法快速高效，效果持續(xù)，一到兩個月消除黑臭，三到六個月恢復(fù)生態(tài)，恢復(fù)環(huán)境的自凈能力；綜合成本低，運行簡單，不需要清淤及土建工程，大大降低治污投入；無二次污染生態(tài)環(huán)境。

特別是步驟（3）中河道增氧技術(shù)中，通過增制氧設(shè)備+納米曝氣、水泵提升和管道鋪設(shè)后水循環(huán)的雙重作用來增加黑臭水體溶氧，從而增加整條河道的溶氧，使得整個河道的溶氧維持在2mg/l以上，為黑臭及富營養(yǎng)化水體創(chuàng)造良好的好養(yǎng)環(huán)境。促進底泥好養(yǎng)微生物生態(tài)系統(tǒng)的建立和對底泥、河道內(nèi)微生物生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和對水體污染物的降解去除，促進水體本土微生物有益于污染物去除的優(yōu)勢菌種繁殖和生長，連續(xù)不斷激活水體本土微生物，使之不斷大量繁殖，促進河道內(nèi)微生物生態(tài)系統(tǒng)的回復(fù)和對水體污染物的降解去除，同時為河道水體微生物創(chuàng)造有利條件；有利于實現(xiàn)整個水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。強化水體的自身凈化能力；逐步改善水體生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)整個水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。在該過程中，當污水溶氧降低時，開啟制氧設(shè)備，將氧氣通過納米曝氣通入到水管中，高溶氧的水體連續(xù)不斷的隨著水管從下游流向上游釋放于水中，使得整個黑臭水體溶氧增加，當水體中溶氧濃度增高，可以選擇關(guān)閉制氧設(shè)備，空壓機中的空氣接著通過納米曝氣通入到水管中，隨著水管流向上游的旁路生物反應(yīng)器中，進行接觸氧化，降低水體的COD和氨氮。

特別是步驟（1）和（3）兩工藝的協(xié)同作用與靈活運行，具體協(xié)調(diào)和運行方式如下：

a．當夏季黑臭及富營養(yǎng)化水體污染負荷較高、溶解氧消耗速率快（尤其7、8、9月比較明顯）。為了防止黑臭及富營養(yǎng)化水體末端的溶解氧不足而影響生態(tài)治理系統(tǒng)的凈化效果，以及前端斷面水質(zhì)可能超標的狀況，制氧設(shè)備可以選擇關(guān)停和旁路高效生物反應(yīng)器交互開啟。前者開啟可以增加黑臭及富營養(yǎng)化水體的溶氧；旁路高效生物反應(yīng)器的開啟可以在促進微生物生長，根據(jù)河道水體中的溶解氧含量，當溶解氧水平較高時，可以選擇性關(guān)掉制氧設(shè)備，只開啟水泵和風機和旁路高效生物反應(yīng)器進行水體循環(huán)。

b．取水的潛水泵采用變頻控制，可根據(jù)河道水質(zhì)狀況，調(diào)整處理水量，從而控制循環(huán)時間，在保證水質(zhì)的前提下，達到節(jié)能目的。

C．系統(tǒng)可根據(jù)實際水質(zhì)污染程度及水體流動速度進行調(diào)整，采取間歇運行方式。依據(jù)現(xiàn)場水文情況、水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)及運營經(jīng)驗，當水體自凈能力提升后，設(shè)備每年運行時間及運行費用將會遞減。

特別是步驟（4）中投加微生物菌制劑和微生物促生劑，當黑臭及富營養(yǎng)化水體運行狀態(tài)較好時，可以適當減少投加量和投加次數(shù)，減少運行成本。

本發(fā)明公開的黑臭水體及富營養(yǎng)化水體的治理方法及裝置與應(yīng)用的優(yōu)點及效果在于：

（1）本發(fā)明以生態(tài)學理論為核心指導(dǎo)思想綜合利用物理、化學和生物的生態(tài)的技術(shù)去改善恢復(fù)河道水生生態(tài)系統(tǒng)。經(jīng)過適當調(diào)整與完善，黑臭水體、河道和濕地水體系統(tǒng)將自我持續(xù)運行，降低人為維護及修復(fù)成本。修復(fù)后的水生態(tài)系統(tǒng)具有一定抗外界干擾能力，當受到小于系統(tǒng)耐受閾值的污染時，系統(tǒng)將污染自動化解而繼續(xù)運行下去，具有一定的納污、除污能力，不會產(chǎn)生任何污染物，生態(tài)環(huán)保。

（2）本發(fā)明技術(shù)能夠促進水體中有益微生物的生長，使水體中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無機代謝產(chǎn)物，從而實現(xiàn)對水體的凈化，能使黑臭水體形成一個循環(huán)的具備自我修復(fù)功能的自凈化水生態(tài)系統(tǒng)。該工藝凈化過程特別適應(yīng)于河道、湖泊等流域治理，具有常規(guī)水處理技術(shù)無法比及的技術(shù)優(yōu)勢、工程優(yōu)勢、成本優(yōu)勢和運行管理優(yōu)勢。其推廣應(yīng)用，將使河道水的治理實現(xiàn)低成本、高效率、安全而可持續(xù)，使河道真正成為一道亮麗風景線。

附圖說明：

圖1為旁路高效生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為黑臭水體及富營養(yǎng)化水體治理方法的流程圖；其中：

1為過濾裝置， 2為填料上下隔板， 3為聚氨酯懸浮填料，

4為礫石， 5為進水管， 6為連接水管，

7為出水管路； 8為旁路生物反應(yīng)器，

9為設(shè)備間（內(nèi)含制氧設(shè)備和納米曝氣）

10為進水管， 11為出水管。

具體實施方法

下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明所用原料及試劑均有市售。其中微生物促生劑從市場直接購買，商品名稱為：微生物促生劑BE。聚氨酯懸浮填料也有市售。

實施例1

一種黑臭水體及富營養(yǎng)化水體的治理方法：

（1）增氧裝置：

在河道中心區(qū)域，安放制氧設(shè)備+納米曝氣設(shè)備、提升泵+導(dǎo)流水管設(shè)備，以增加水體中溶解氧含量，有利于有機質(zhì)的分解和水體中各生物的存活,河段二段設(shè)備間放置2制氧機，施工初期延長制氧設(shè)備運行時間，施工后期可根據(jù)需要增加開啟、縮短和延長來控制運行時間;

（2）黑臭水體及富營養(yǎng)化水體河道底泥的消解：

將微生物復(fù)合劑直接作用于黑臭水體及富營養(yǎng)化水體對河道底泥進行好養(yǎng)微生物氧化作用，分解底泥中的有機污染物，對黑臭水體及富營養(yǎng)化水體底泥進行消解；所述的微生物復(fù)合制劑有限速成分組成：

微生物菌制劑 含量微1×10⁶/mL；投加量為：10g/m³污泥

微生物促生劑 投加量為：0.2g/m³污泥

輔助藥劑 投加量為：3mg/m³污泥；

所述的微生物菌制劑指：芽孢桿菌、副球菌、絮凝菌、光合菌組成的粉狀菌劑；其中芽孢桿菌：副球菌：絮凝菌、光合菌的重量比為5：3：2：1；

微生物促生劑從美國愛達荷州西南部的“風化褐煤中提取的BE，本產(chǎn)品屬于市場購買產(chǎn)品；輔助藥劑：指的是含微量三價鐵鹽硫酸鐵與小分子的碳源物質(zhì)醋酸鈉的質(zhì)量比為1:100；

（3）黑臭及富營養(yǎng)化水體增氧：

在河道二岸各設(shè)置旁路生物反應(yīng)器2套，單套處理量為50m³/h ，均位于增氧工藝反應(yīng)區(qū)內(nèi),該設(shè)備，內(nèi)部有隔板，在設(shè)備中間三分之一分布有上下隔板，中間分布有填料，截留微生物，設(shè)備一端近底部0.3m處連接水管和提升泵，將黑臭水體廢水提升到旁路生物反應(yīng)器中，另一側(cè)上端連接有出水管，將黑臭水體排出均位于增氧工藝反應(yīng)區(qū)內(nèi),經(jīng)過增氧工藝處理后的河水具有較高溶解氧，生物凈化反應(yīng)器內(nèi)部含有微生物生長的填料；

（4）投加微生物菌制劑和微生物促生劑

當黑臭水體突發(fā)情況發(fā)生時，直接投加投加微生物菌制劑和微生物促生劑于旁路生物反應(yīng)器中，二者的投加量分別按照投加量為3g/m³、2mg/ m³在水體中5個月的投加量；利用微生物的降解去除水體中有機污染物，水中的有機物徹底分解為二氧化碳和水，將有機氮、無機氮等轉(zhuǎn)化為氮氣排放到空氣中，將磷轉(zhuǎn)化到污泥中，通過排放剩余污泥去除，最終水質(zhì)得到凈化處理

實施例2

天津某黑臭水體總長3km，河寬20m，河道水體處于劣V類水體，為使該河河道水質(zhì)得到顯著改善，保持水體達到地表V類水體水質(zhì)標準，恢復(fù)河段自凈能力和景觀功能。采取了以下措施，河道水質(zhì)和達標指標見下表。

（1）增氧裝置：

在河道中心區(qū)域，安放制氧設(shè)備+納米曝氣設(shè)備、提升泵+導(dǎo)流水管等設(shè)備（這些設(shè)備是現(xiàn)有技術(shù)），以增加水體中溶解氧含量，有利于有機質(zhì)的分解和水體中各生物的存活。河段二段設(shè)備間放置2制氧機（設(shè)備是現(xiàn)有技術(shù)），施工初期延長制氧設(shè)備運行時間，施工后期可根據(jù)需要增加開啟、縮短和延長來控制運行時間。

（2）黑臭水體底泥的消解：

在黑臭水體中投加底泥微生物氧化復(fù)合制劑，微生物復(fù)合制劑含有高效微生物菌制劑（微生物含量為1×10⁶/mL），投加量為每噸污泥投加10g微生物菌制劑；微生物促生劑：投加量為每噸污泥投加0.2g微生物促生劑；輔助藥劑：投加量為每噸污泥投加3mg。微生物氧化復(fù)合制劑直接作用于黑臭水體和黑臭水體底泥進行好養(yǎng)微生物氧化作用，分解底泥中的有機污染物，對黑臭水體底泥進行消解。減少黑臭水體底泥向水體釋放污染物；通過生物除淤，不用清淤，配合黑臭水體的曝氣，完成了黑臭水體底泥的消解作用。

（3）在河道二岸各設(shè)置旁路生物反應(yīng)器2套。（河道廢水在旁路生物反應(yīng)器中停留時間設(shè)置為10-12h。），單套處理量為50m³/h ，均位于增氧工藝反應(yīng)區(qū)內(nèi)。該設(shè)備，內(nèi)部有隔板，在設(shè)備中間三分之一分布有上下隔板，中間分布有填料（聚氨酯微生物填料），截留微生物，設(shè)備一端近底部0.3m處連接水管和提升泵，將黑臭水體廢水提升到旁路高效生物反應(yīng)器中，另一側(cè)上端連接有出水管，將黑臭水體排出均位于增氧工藝反應(yīng)區(qū)內(nèi)。經(jīng)過增氧工藝處理后的河水具有較高溶解氧，高效生物凈化反應(yīng)器內(nèi)部含有微生物生長的填料，高效旁路工藝與循環(huán)水管相結(jié)合，為微生物提供了良好的生長富集環(huán)境，增強反應(yīng)器的脫氮效果，有效去除水中的污染物質(zhì)，提升水體的自凈能力，恢復(fù)水體原有的生態(tài)平衡，從根本上改善水體環(huán)境。其中旁路生物反應(yīng)器，它包括:過濾裝置1，填料上下隔板2，聚氨酯懸浮填料3，礫石4，進水管5，連接水管6，出水管路7。進水管5與黑臭水體中前端進水管道相連接，將黑臭水體泵入過濾裝置中，過濾裝置中含有填料上下隔板2中填滿礫石4，礫石可以過濾水體中的藻類等渣物；過濾后的水體通過連接水管6進入旁路高效生物反應(yīng)器中，旁路高效生物反應(yīng)器內(nèi)含有填料上下隔板2，內(nèi)有聚氨酯填料3，聚氨酯填料上面可以生長和截留微生物，通過出水管7將旁路高效生物反應(yīng)器中水排到黑臭水體中；

（4）將微生物菌制劑和微生物促生劑直接投加到旁路高效生物反應(yīng)器中，二者的投加量分別按照投加量為3g/m³、2mg/ m³在水體中5個月的投加量。菌制劑投加后，利用菌制劑中的各種微生物，包括厭氧、兼氧、好氧等微生物構(gòu)成的復(fù)雜的種群，填料吸附有機物和氮磷等，通過微生物之間的協(xié)同作用和微生物本身的同化作用和異化作用，將水中的有機物徹底分解為二氧化碳和水，將有機氮、無機氮等轉(zhuǎn)化為氮氣排放到空氣中，將磷轉(zhuǎn)化到污泥中，通過排放剩余污泥去除，最終水質(zhì)得到凈化處理。通過4個月運行，水質(zhì)達標；

實施例3

用于黑臭水體及富營養(yǎng)化水體的治理系統(tǒng)，它包括河道二岸設(shè)置的旁路生物反應(yīng)器、設(shè)備間、泵井及輸送水體的管道一套；其中：

泵井設(shè)計在污染嚴重河道段下游1.5km處河道中央位置，內(nèi)有二臺提升泵、格柵、格網(wǎng)、閘板和起吊裝置；格網(wǎng)放置在泵井中，提升泵放置在格網(wǎng)中，格網(wǎng)起到截留河道中雜物，以免堵塞提升泵的作用；格網(wǎng)上連接有閘板，閘板開啟后將提升泵吊離泵井，起吊裝置將提升泵提離泵井，便于提升泵的維修；

設(shè)備間位于河岸二邊泵井旁邊，內(nèi)有提升泵供電系統(tǒng)、提升泵的電控系統(tǒng)，制氧系統(tǒng)，納米曝氣系統(tǒng)，其中電控系統(tǒng)和供電系統(tǒng)與提升泵相連接，控制提升泵；提升泵的一端與輸送水體的管道相連接；制氧系統(tǒng)利用電能制備氧氣，納米曝氣設(shè)備通過管道一端與制氧設(shè)備相連接，另一端與河道中輸送水體的管道相連接；

旁路生物反應(yīng)器分別設(shè)計在河道的泵井上游1.5km處；制備的氧氣通過納米曝氣將細氧分子通入輸送水管水體中，輸送水管與旁路生物反應(yīng)器進水端相連接。

其中的旁路生物反應(yīng)器包括:過濾裝置1，填料上下隔板2，聚氨酯懸浮填料3，礫石4，進水管5，連接水管6，出水管路7；進水管與黑臭水體中前端進水管道相連接，將黑臭水體泵入過濾裝置中，過濾裝置中含有填料上下隔板中填滿礫石，礫石過濾水體中的藻類渣物；過濾后的水體通過連接水管進入旁路生物反應(yīng)器中，旁路生物反應(yīng)器內(nèi)含有填料上下隔板，內(nèi)有聚氨酯填料，通過出水管7將旁路生物反應(yīng)器中水排到黑臭水體中，河道廢水在旁路生物反應(yīng)器中停留時間設(shè)置為12h。

實施例4

天津某黑臭水體總長5km，河寬6m，河道主要承接周圍拆遷住戶的生活污水，水質(zhì)惡劣，周邊一年之內(nèi)沒有污水廠建設(shè)規(guī)劃，所以，該水體外援污染一年之內(nèi)無法解決，為使該河河道水質(zhì)得到顯著改善，保持水體達到地表V類水體水質(zhì)標準，恢復(fù)河段自凈能力和景觀功能。采取了以下措施，河道水質(zhì)和達標指標。

（1）增氧裝置：

在河道中心下游4 km處，設(shè)置制氧設(shè)備+納米曝氣設(shè)備、提升泵+導(dǎo)流水管等設(shè)備，以增加水體中溶解氧含量，河道二岸各設(shè)置一個設(shè)備間，設(shè)備間放置2制氧機，施工初期12h制氧設(shè)備運行，施工后期可根據(jù)需要增加開啟、縮短和延長來控制運行時間。

（2）黑臭水體底泥的消解：

在黑臭水體中投加底泥微生物氧化復(fù)合制劑，微生物復(fù)合制劑直接作用于黑臭水體和黑臭水體底泥進行微生物氧化作用，分解底泥中的有機污染物，對黑臭水體底泥進行消解。減少黑臭水體底泥向水體釋放污染物；通過生物除淤，不用清淤，配合黑臭水體的曝氣，完成了黑臭水體底泥的消解作用。施工初期，進行延時開啟制氧設(shè)備，和開啟水泵將水體在河道內(nèi)循環(huán)，在循環(huán)過程中，將河水和底泥消除制劑混合，進行大規(guī)模的消除底泥有機物。后期底泥制劑和污泥混合后，維持底泥增長和消除平衡作用，控制底泥不再向水體中釋放污染物。

（3）在河道二岸各設(shè)置旁路生物反應(yīng)器2套，單套處理量為50m³/h ，經(jīng)過增氧工藝處理后的河水具有較高溶解氧，旁路高效生物反應(yīng)器內(nèi)部含有微生物生長的填料，旁路高效生物反應(yīng)器工藝與循環(huán)水管相結(jié)合，為微生物提供了良好的生長富集環(huán)境，增強反應(yīng)器的脫氮效果，有效去除水中的污染物質(zhì)，提升水體的自凈能力，恢復(fù)水體原有的生態(tài)平衡，從根本上改善水體環(huán)境。旁路高效生物反應(yīng)器和河道水體進行循環(huán)，一個周期后，河道廢水水質(zhì)達到改觀，臭氣消除，河水變清澈。

其中旁路生物反應(yīng)器它包括:過濾裝置1，填料上下隔板2，聚氨酯懸浮填料3，礫石4，進水管5，連接水管6，出水管路7。進水管5與黑臭水體中前端進水管道相連接，將黑臭水體泵入過濾裝置中，過濾裝置中含有填料上下隔板2中填滿礫石4，礫石可以過濾水體中的藻類等渣物；過濾后的水體通過連接水管6進入旁路高效生物反應(yīng)器中，旁路高效生物反應(yīng)器內(nèi)含有填料上下隔板2，內(nèi)有聚氨酯填料3，聚氨酯填料上面可以生長和截留微生物，通過出水管7將旁路高效生物反應(yīng)器中水排到黑臭水體中。河道廢水在旁路高效生物反應(yīng)器中停留時間設(shè)置為10-12h。

（4）將微生物菌制劑和微生物促生劑直接投加到旁路高效生物反應(yīng)器中，二者的投加量分別按照投加量為3g/m³、1mg/m³在水體中5個月的投加量。本項目黑臭水體比較惡劣，所以除了利用旁路高效生物反應(yīng)器來緩慢釋放微生物菌體外，在黑臭水體中直接投加投加微生物菌制劑和促生劑，投加量分別為25g/m³、10mg/ m³，按照平時投加量的10倍來投加。運行3個月后，水質(zhì)達到如下標準。高效生物凈化反應(yīng)器內(nèi)部含有微生物生長的填料，菌制劑投加后，利用菌制劑中的各種微生物，包括厭氧、兼氧、好氧等微生物構(gòu)成的復(fù)雜的種群，填料吸附有機物和氮磷等，通過微生物之間的協(xié)同作用和微生物本身的同化作用和異化作用，將水中的有機物徹底分解為二氧化碳和水，將有機氮、無機氮等轉(zhuǎn)化為氮氣排放到空氣中，將磷轉(zhuǎn)化到污泥中，通過排放剩余污泥去除，最終水質(zhì)得到凈化處理。

1、段云霞，鄭先強，呂晶華，等，甲苯降解菌的降解特性及生物強化作用的研究，環(huán)境污染與防治，2011，7（33）：50-53。

2、段云霞，韓振為，隋紅，李鑫鋼。生物通風技術(shù)中微生物對污染物甲苯二種形式降解的對比研究。農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學學報，2004, (3):475-478

3、呂晶華，鄭先強，唐運平，段云霞，高濃度難降解工業(yè)廢水菌種篩選及其降解特性研究，城市環(huán)境與城市生態(tài)，2011, 24（3）：30-33。