本發(fā)明涉及污水治理，特別涉及一種見效快、易操作、無二次污染、標(biāo)本兼治的生物清污凈化水質(zhì)方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)城市湖泊、河道大部分承擔(dān)著城市蓄洪、滯洪功能，遇到大雨，排入的雨水挾帶大量的生活垃圾和泥塵形成淤積，淤積物厭氧發(fā)酵變成黑臭污泥，嚴(yán)重污染水體，無法長期保持水質(zhì)潔凈。
城市基礎(chǔ)設(shè)施、地下排水管網(wǎng)比較老化，有機(jī)污染物的排入和沉積造成河涌氧平衡體系失衡。污水對城市湖泊、河道污染加重。水質(zhì)惡化后，水體的菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，水體自凈功能嚴(yán)重退化，致使水質(zhì)污染逐年加重。
目前常規(guī)采用的主要可行方案有人工清污、機(jī)械清污。其中人工清污，是將水體的水放干，將污泥袋裝，在湖泊、河道底晾曬一段時(shí)間，然后再運(yùn)上岸裝車運(yùn)出，然后填埋。人工清污徹底，但工期長，一方面在晾曬、運(yùn)輸及填埋過程中會造成對項(xiàng)目區(qū)、沿路及填埋區(qū)的二次污染。另一方面較長期的晾曬影響湖泊、河道的觀感。且費(fèi)用相對較高；機(jī)械清污采用挖泥船或吸泥泵將泥漿吸出，在岸邊脫水后，將污泥運(yùn)到堆泥廠填埋。機(jī)械清污無法徹底清除水體中的有機(jī)污染物，只能部分減少內(nèi)源污染物，但不會顯著改變水質(zhì)。而且人工機(jī)械清污法不能根本解決湖泊、河道淤積問題，一定周期后，清淤后的水體重新積滿污泥，從而造成人力和物力的浪費(fèi)，還會徹底破壞河道的生態(tài)環(huán)境，短時(shí)間難以恢復(fù)。
目前人們也注意到傳統(tǒng)方法清除污泥的不便，發(fā)明了生物清淤技術(shù)。但是在現(xiàn)有專利中，生物技術(shù)清淤的過程中要在水體中添加復(fù)合微生物菌劑、增氧劑等材料。某種程度上影響河涌的泄洪能力以及湖泊觀感。本發(fā)明旨在提供一種操作簡單，無二次污染，治理效果好且可以長期保持的微生物清淤技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種生物清污凈化水質(zhì)方法。該方法可就地硝化降解污泥，治理效果好，投資省、工期短，維護(hù)保養(yǎng)方便，可長期保持水體治理效果，徹底解決整治-污染-再整治-再污染的難題；同時(shí)，湖泊、河涌水質(zhì)得到改善，氨氮等主要指標(biāo)可達(dá)到地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)；為眾多城鎮(zhèn)湖泊、河道黑臭污泥的治理提供了一種經(jīng)濟(jì)方便、切實(shí)可行的方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種生物清污凈化水質(zhì)方法，包括以下步驟：
首先，污泥攪拌分離：采用移動式曝泥設(shè)備，在治理河、湖底污泥進(jìn)行攪拌作業(yè)，使污泥重新沉淀；
然后，建立微生物生存載體系統(tǒng)，培養(yǎng)投放優(yōu)勢菌群，并且，安裝水體曝氣設(shè)備；其中，所述的建立微生物生存載體系統(tǒng)為：在治理河、湖中投放碳源和微生物菌床，使得水體中的溶解氧濃度控制在2.0mg/L以上，為優(yōu)勢菌群提供繁殖、寄生、生長的環(huán)境；所述的培養(yǎng)投放優(yōu)勢菌群為：提取治理河、湖水體中有凈化水質(zhì)功能的微生物，經(jīng)過篩選、提純、馴化、擴(kuò)配后，形成優(yōu)勢菌群，配合水體曝氣裝置投入治理河、湖中的污染水體工程段中；
最后，提升水體自凈功能：啟功移動式曝泥設(shè)備和水體曝氣設(shè)備，優(yōu)勢菌群在曝氣作用下快速繁殖，就地硝化降解污泥及水體中的有機(jī)物，降解、轉(zhuǎn)化氨、氮和磷污染物質(zhì)，使水體的生態(tài)系統(tǒng)逐步得到修復(fù)，提升水體的自凈功能。
其中，所述的有凈化水質(zhì)功能的微生物為光合細(xì)菌、硝化反硝化細(xì)菌和酵母菌。
其中，所述優(yōu)勢菌群的總數(shù)≥4.8×109pic/ml。
其中，所述的水體曝氣設(shè)備可為固定式曝氣設(shè)備，在治理河、湖水體中每50米安裝一臺所述固定式曝氣設(shè)備，所述固定式曝氣設(shè)備的管道覆蓋治理河、湖底50米。
其中，所述的水體曝氣設(shè)備可為移動式曝氣設(shè)備。
其中，所述的提升水體自凈功能中，根據(jù)測量淤泥降解的速度，增加優(yōu)勢菌群的投入量。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明生物清污凈化水質(zhì)方法原位除污泥快，消除造成河涌黑臭的主要污染源(上層浮泥)；無需機(jī)械清淤，沒有二次污染，節(jié)省大量處理底泥的土地。且本發(fā)明無需在河道中興建構(gòu)筑物或?qū)⒑佑克龊拥劳馓幚恚佑克|(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，水體透明度高，可以做到清澈見底，達(dá)到景觀水的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明操作簡單，管理方便；在河涌內(nèi)沒有添加生物菌劑、增氧劑等材料，不影響河涌泄洪功能；而且安全性高，所有投放到水體的優(yōu)勢菌群，全部來自該水體的“土著微生物”。對應(yīng)沿涌兩岸污水排放點(diǎn)投放由移動式曝泥設(shè)備、天然載體(碳源)和微生物菌床、優(yōu)勢菌群、以及水體曝氣設(shè)備等組成的微型污水處理系統(tǒng)，達(dá)到近似于截污效果，確保河涌水體和底泥不黑不臭，及時(shí)消除新產(chǎn)生的底泥，打破了傳統(tǒng)的“清淤-污泥沉積-清淤-污泥沉積”怪圈，以后每年排入的有機(jī)污染物(污泥)、污水可在20天內(nèi)得到治理，結(jié)合日常養(yǎng)護(hù)，徹底解決了河涌、湖泊污泥和水體反應(yīng)黑臭難題。
本發(fā)明生物清污凈化水質(zhì)方法采用國內(nèi)外領(lǐng)先的生物技術(shù)，就地降解污泥、凈化水體。該方法對環(huán)境影響小，工期短、維持時(shí)間長、見效快，安全性高，管理簡單、維護(hù)保養(yǎng)方便?？梢砸淮涡郧宄w中多年淤積的有機(jī)污染物，消除內(nèi)源污染，達(dá)到凈化水體的目的。且費(fèi)用較人工或機(jī)械清污低。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
一種生物清污凈化水質(zhì)方法，包括以下步驟：
首先，污泥攪拌分離：采用移動式曝泥設(shè)備，在治理河、湖底污泥進(jìn)行攪拌作業(yè)，使污泥重新沉淀，使無機(jī)物(泥沙)因其質(zhì)量重而沉淀到底部，使有機(jī)污染物、氧化硫化物等致黑臭物質(zhì)因其質(zhì)量輕而沉淀在上層，污泥分離后，能有效減少治理周期。
然后，建立微生物生存載體系統(tǒng)，培養(yǎng)投放優(yōu)勢菌群，并且，安裝水體曝氣設(shè)備。
其中，所述的建立微生物生存載體系統(tǒng)為：在治理河、湖中投放碳源和微生物菌床，通過碳源和微生物菌床的共同作用，使得水體中的溶解氧濃度控制在2.0mg/L以上，基本可以滿足好氧微生物降解有機(jī)污染物的需要，水體中污染物有一定的去除率，水體的臭味基本可以消除。通過合理操作曝氣裝置，為優(yōu)勢菌群提供繁殖、寄生、生長的環(huán)境。
其中，所述的培養(yǎng)投放優(yōu)勢菌群為：提取治理河、湖水體中由光合細(xì)菌、硝化反硝化細(xì)菌、酵母菌等細(xì)菌組成的有凈化水質(zhì)功能的微生物，經(jīng)過篩選、提純、馴化、擴(kuò)配后，形成優(yōu)勢菌群，配合水體曝氣裝置投入治理河、湖中的污染水體工程段中。優(yōu)勢菌群由光合細(xì)菌、硝化反硝化細(xì)菌、酵母菌等細(xì)菌組成，其來源于污染水體中的“土著微生物”，不會帶來生物安全問題。優(yōu)勢菌群總數(shù)≥4.8×109pic/ml，優(yōu)勢菌群在水體曝氣設(shè)備和移動式曝泥設(shè)備的輔助下，可就地硝化降解污泥及水體中的有機(jī)物，降解、轉(zhuǎn)化氨、氮、磷等污染物質(zhì)。根據(jù)水體的實(shí)際情況，定期對河水進(jìn)行檢測，例如淤泥厚度、水深、水體交換量、投放效果等數(shù)據(jù)，根據(jù)水質(zhì)和清淤情況不斷補(bǔ)充生物菌。
其中，所述的安裝水體曝氣設(shè)備：所述水體曝氣設(shè)備可采用固定式曝氣設(shè)備或移動式曝氣設(shè)備；若采用固定式曝氣設(shè)備，則需在治理河、湖水體中每50米安裝一臺所述固定式曝氣設(shè)備，所述固定式曝氣設(shè)備的管道覆蓋治理河、湖底50米。優(yōu)勢菌群投入后，啟動移動式曝泥設(shè)備以及水體曝氣設(shè)備，使優(yōu)勢菌群與染物融合，就地消化降解。
以上所述的建立微生物生存載體系統(tǒng)，培養(yǎng)投放優(yōu)勢菌群，和安裝水體曝氣設(shè)備可根據(jù)實(shí)際操作需求調(diào)整安裝或投放順序。
最后，提升水體自凈功能：優(yōu)勢菌群投入水體后，啟動移動式曝泥設(shè)備以及水體曝氣設(shè)備，優(yōu)勢菌群在曝氣等人工輔助手段的作用下快速繁殖，就地硝化降解污泥及水體中的有機(jī)物，降解、轉(zhuǎn)化氨、氮和磷等污染物質(zhì)；根據(jù)測量淤泥降解的速度，增加優(yōu)勢菌群的投入量，調(diào)整移動式曝泥設(shè)備及水體曝氣設(shè)備的工作強(qiáng)度，使水體的生態(tài)系統(tǒng)逐步得到修復(fù)，提升水體的自凈功能。
治理的預(yù)期效果：治理措施實(shí)施1個(gè)月，黑臭基本逐漸消除。經(jīng)過3個(gè)月左右的治理，原來多年淤積的黑臭污泥由平均30-40cm，消化降解為5cm左右的淡黃色細(xì)泥沙，黑臭消除，水體得到改善。與治理前相比COD降低50-60％，NH-N降低75-85％，H S降低90％以上；總氮由處理前的20-30mg/L變成小于2.0mg/L；原來黑臭的河水變得干凈清澈，水體透明度增加2倍以上。水體底污泥中的有機(jī)污染物得到基本消除。處理6個(gè)月，沉水植物生長和魚類可在水體中生存。
優(yōu)勢菌群針對性強(qiáng)、活菌率高、降解速度快，在專用培養(yǎng)基的作用下，形成相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和平衡的食物鏈，在生物代謝過程中相互依托，又相互抑制，能自動調(diào)節(jié)代謝速度。當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度下降時(shí)，菌群會處于休眠狀態(tài)；當(dāng)廢水濃度升高時(shí)，菌群會自動增值擴(kuò)培，確保水質(zhì)凈化效果。優(yōu)勢菌群是由多種微生物按比例組成的，它們各司其職，相互配合，一種微生物降解的產(chǎn)物恰好是其他微生物的食物源，形成了一條凈水“生態(tài)鏈”。
本發(fā)明采用原位清淤：通過優(yōu)勢菌群快速降解底泥中的有機(jī)污染物、氧化硫化物等致黑臭物質(zhì)，使底泥有機(jī)物降解為CO2、H2O、N2等無害物質(zhì)，由于污泥的沉降性很高，有機(jī)物降解率達(dá)75％，底泥原位消除70％左右，余下的少量污泥很快沉降到底部，透明度高，適合沉水植物生長；沉水植物的光合作用，釋放氧氣，可以保持水體的高溶解氧，為魚蝦生長提供合適的條件；在凈化的水體中生長的魚蝦是安全無害的，從而恢復(fù)了污染前河涌原有的生態(tài)鏈。
實(shí)施例1
西安護(hù)城河圍繞城墻一周，長14.7公里，平均水深1.5米，底部淤泥平均厚度在30-40厘米，最深達(dá)60-70厘米。
護(hù)城河承擔(dān)城市的蓄洪滯洪功能，每年雨季34條雨水管道攜帶大量生活垃圾、污水流入河道，在全長14.7公里的護(hù)城河河床形成厚達(dá)10厘米～15厘米、約3萬立方米的淤泥，遇到適宜溫度,污泥中的有機(jī)物腐爛變成黑臭的淤泥，向水體釋放氮、磷等污染物，散發(fā)出惡臭氣味。環(huán)境監(jiān)測站連續(xù)5年在護(hù)城河尚武門監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，護(hù)城河石油類、大腸桿菌群、亞硝酸鹽等均超標(biāo)100％，水質(zhì)為劣V類水質(zhì)，屬典型的生活污水污染類型。
治理具體辦法如下：
1、在護(hù)城河作業(yè)2公里河道內(nèi)，共50臺移動式曝泥設(shè)備，在河面作業(yè)。將河底淤泥進(jìn)行攪拌分離，有機(jī)物與無機(jī)物充分分離，有機(jī)物質(zhì)量較輕，漂浮在上面，而無機(jī)物則由于質(zhì)量較重，重新進(jìn)行沉淀。
2、將護(hù)城河水體當(dāng)中的有益微生物菌群進(jìn)行提取、馴化、擴(kuò)培，首先對水體進(jìn)行取樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)、提取，結(jié)合光合菌、好氧菌等菌種，形成優(yōu)勢菌群。然后再投放進(jìn)入工程段，定期對河水進(jìn)行檢測，根據(jù)水質(zhì)和清淤情況不斷補(bǔ)充生物菌。
3、投放微生物菌床和碳源，水體中溶解氧濃度(DO)控制在2.0mg/L以上。
4、安裝固定式曝氣設(shè)備，50米安裝一臺，管道覆蓋50米，投放優(yōu)勢菌種后，配合移動式曝泥設(shè)備，以及兩岸共計(jì)40臺固定式曝氣設(shè)備，使優(yōu)勢菌種充分與污染物融合，就地消化降解。
5、經(jīng)過90天的施工，河底淤泥就地降解效果明顯，由原來的平均30-40厘米變成了只有10厘米左右的沙石，黑臭消除，水體得到有效改善，達(dá)到景觀水標(biāo)準(zhǔn)。建立水體循環(huán)系統(tǒng)，提升水體自凈功能，菌群在河底生存，起到持續(xù)凈化淤泥的效果。
治理時(shí)間2-3個(gè)月。治理措施實(shí)施1個(gè)月，黑臭基本逐漸減弱。2-3個(gè)月黑臭基本消除，淤泥90％以上被就地降解，河底挖不出黑泥，水質(zhì)得到明顯改善，達(dá)到景觀水標(biāo)準(zhǔn)。與治理前相比COD降低50-60％，NH-N降低75-85％，HS降低90％以上，達(dá)到預(yù)定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。菌群在河底持續(xù)起到凈化水體功能，自動增值擴(kuò)培，建立良好的水體生態(tài)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)水體自凈功能。