景觀水體生物強(qiáng)化削減方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種景觀水體生物強(qiáng)化削減方法。
【背景技術(shù)】
[0002]河流、湖泊、景觀水水體是陸地水體主要的存在形式，也是環(huán)境污染物降解及分解的重要場所。這些水體對受納的環(huán)境污染物通過物理、化學(xué)、生物等多方面的作用被分離或分解，使水體污染物濃度逐漸降低，經(jīng)過一段時(shí)間后基本或完全恢復(fù)至受納污染物以前的狀態(tài)，這個(gè)過程即陸地水體水污染物的自然削減過程，表現(xiàn)為水體的自身凈化(水體自凈，self-purificat1n of water body)。
[0003]河流、湖泊、景觀水水體的水污染物自然削減的過程復(fù)雜，從機(jī)理上劃分，主要包含以下幾個(gè)過程:
[0004]A、物理過程主要包括稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀等過程。污水或污染物排入陸地水體后，可沉性固體逐漸沉至水底形成污泥。懸浮體、膠體和溶解性污染物則因混合稀釋而逐漸降低濃度。污水排入水體須經(jīng)相當(dāng)長的距離或相當(dāng)長時(shí)間的濃度擴(kuò)散等才能達(dá)到完全混合，達(dá)到完全混合的時(shí)間受許多因素的影響，包括水體水流的流量、流速、水文條件和污染物的種類及濃度或進(jìn)入位置和型式等。
[0005]B、化學(xué)和物理化學(xué)過程主要包括氧化、還原、吸附、凝聚、中和等過程?；瘜W(xué)凈化過程中化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生和進(jìn)行取決于污水和水體的具體狀況。如在一定條件下，水體中難溶性硫化物可以氧化為易溶性的硫酸鹽；可溶的二價(jià)鐵、錳的化合物可轉(zhuǎn)化為幾乎不溶解的三價(jià)鐵、四價(jià)錳的氫氧化物而沉淀下來。又如水體中硅、鋁氧化物膠體或蒙脫土、高嶺土一類膠體物質(zhì)，能吸附各種陽離子或陰離子而與污染物凝聚并沉淀。
[0006]C、生物學(xué)和生物化學(xué)過程主要為進(jìn)入水體中的污染物，特別是有機(jī)物質(zhì)，通過水中微生物的代謝活動(dòng)被分解轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的過程，在水體形成的生態(tài)體系中，食物鏈上的原生生物帶等、部分水生植物也均不同程度的參與了水中污染物的削減和凈化。懸浮和溶解于水體中的有機(jī)污染物，在有溶解氧時(shí)會(huì)因好氧微生物作用，氧化分解為簡單的、穩(wěn)定的無機(jī)物，如二氧化碳、水、硝酸鹽和磷酸鹽等，使水體得到凈化。在這過程中，要消耗一定量的溶解氧。在單純的自凈水體中，溶解氧除水體中原有的以外，主要來自水面復(fù)氧和水體中水生生物光合作用。這個(gè)過程中，復(fù)氧和耗氧同時(shí)進(jìn)行。
[0007]在一般情況下的陸地水體中的污染物自然削減過程中，上述過程互相交織在一起綜合進(jìn)行，其中，生物化學(xué)過程和物理過程常常發(fā)揮著主要作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種能提升受污染水體的凈化污染物的能力，逐步凈化水體，恢復(fù)水體良性水生態(tài)環(huán)境效果，可顯著降低水中污染物的含量，并能提升水體的環(huán)境容量，在運(yùn)行過程中，不會(huì)形成二次污染的河流、湖泊、景觀水水體污染物生物方式強(qiáng)化削減方法。
[0009]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為提供一種景觀水體生物強(qiáng)化削減方法，具體方法如下:
[0010]1)采用微生物分離、純化、馴化、擴(kuò)大培養(yǎng)等生物技術(shù)方法獲取特定高性能活菌烴類降解菌、木質(zhì)素降解菌或硝化菌群，經(jīng)快速篩選擴(kuò)大培養(yǎng)，在較短時(shí)間內(nèi)對部分具備可生物降解的水污染物獲得相應(yīng)的降解微生物進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，用凍干干燥技術(shù)將擴(kuò)大培養(yǎng)形成的菌液附著載體進(jìn)一步加工成菌劑，直接投加至目標(biāo)水體中實(shí)施生化化學(xué)過程，
[0011]2)在河道內(nèi)布置柔性微生物菌群載體，為河道水體內(nèi)的微生物菌群提供附著場所，使其在載體上增殖，形成以微生物菌群為主體的生物膜，并逐步形成以化能異養(yǎng)菌群、化能自養(yǎng)菌群、原生生物群、低等、高等水生生物等為主的生態(tài)體系，
[0012]3)人工復(fù)氧，利用水下部分和水外部分復(fù)氧，水下部分設(shè)計(jì)有曝氣器、水下支風(fēng)管、固定裝置，水外部分設(shè)鼓風(fēng)設(shè)備和主風(fēng)管，主風(fēng)管與曝氣器、水下支風(fēng)管連通，
[0013]4)水體推流技術(shù)，利用水體的水流模型，在水下多點(diǎn)分布架設(shè)液下推流設(shè)施，推動(dòng)水體水流良性流動(dòng)。
[0014]本發(fā)明以生物技術(shù)為主體，結(jié)合新型的污水處理設(shè)備材料和方法，形的強(qiáng)化水體生物化學(xué)凈化污染物過程的的污水治理技術(shù)，應(yīng)用于超量受納城鎮(zhèn)污水等導(dǎo)致嚴(yán)重污染的河流、湖泊、景觀水水體的污水治理，提升這類型水體的污染物自身凈化能力，達(dá)到逐步凈化水體，恢復(fù)水體良性水生態(tài)環(huán)境的目的，同時(shí)可提高水體的環(huán)境容量，加強(qiáng)水體的抗污染沖擊能力。本發(fā)明具備以下顯著的特點(diǎn):
[0015]①采用微生物分離、純化、馴化、擴(kuò)大培養(yǎng)等生物技術(shù)方法形成一定數(shù)量的微生物群體施加到目標(biāo)水體中，不僅可以快速形成良性的微生態(tài)體系，形成高效的生物化學(xué)凈化過程，而且，對于部分受某些工業(yè)廢水污染的水體，有助于建立起降解這些污水中不易被原自然凈化過程凈化的污染物；
[0016]②采用生物量擴(kuò)增技術(shù)，在水體中布設(shè)微生物菌群載體，載體上增殖形成的以微生物為主形成的群體，一定程度的消耗了水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，降低了水中藻類增殖的營養(yǎng)底物濃度，同時(shí)部分增殖的微生物對部分藻類具有一定的拮抗功能；
[0017]③可根據(jù)水體的污染狀況采用不同的人工復(fù)氧方式、采用人工推流等技術(shù)；
[0018]④受污染水體的底泥一般是以有機(jī)質(zhì)為主的黑色淤泥，采用本發(fā)明，底泥表層附近的溶氧水平會(huì)獲得明顯提升，同時(shí)在水流帶動(dòng)的情況下，底泥表層將一點(diǎn)點(diǎn)擴(kuò)散至水體中，進(jìn)入溶氧充足的水體層后，底泥顏色逐漸由黑色轉(zhuǎn)化為泥灰色，其中的有機(jī)質(zhì)將進(jìn)入水體的污染物降解過程，最終得到降解，形式上為生物清淤的方式，這種清淤方法相對于傳統(tǒng)的方式，形式更為簡單、費(fèi)用支出少；
[0019]⑤在運(yùn)行過程中，幾乎不會(huì)形成二次污染。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明采用以下的生物方式強(qiáng)化削減河流、湖泊、景觀水水體中的污染物:
[0021]1)外源微生物調(diào)控水體生物化學(xué)過程技術(shù)
[0022]微生物形成的微生態(tài)體系是水體中污染物自然削減的主要作用源，微生態(tài)體系是由一群微生物為主體形成，產(chǎn)生的胞外酶體系配合胞內(nèi)酶利用水中污染物作為底物進(jìn)行生化反應(yīng)，完成代謝活動(dòng)，在代謝活動(dòng)的生化反應(yīng)過程中，絕大多數(shù)常見污染物得以不同形式及不同級別的降解，大分子物質(zhì)得以逐步降解為小分子物質(zhì)，以C、N、H、0等為主要組成元素的多數(shù)有機(jī)污染物，最終被轉(zhuǎn)化為C02、n2、h2o等形式得以削減。
[0023]2)水體污染物自然削減的主要過程是以微生物菌群為主體表現(xiàn)的生物化學(xué)反應(yīng)，各類微生物的數(shù)量及性能對整個(gè)生物化學(xué)過程有著直接的影響，本發(fā)明采用通常的微生物分離、純化、馴化、擴(kuò)大培養(yǎng)等生物技術(shù)方法形成一定數(shù)量的微生物群體。在河道的水體下布置柔性微生物菌群載體，為河道水體內(nèi)的微生物菌群提供附著場所，使其在載體上增殖和進(jìn)行生物化學(xué)代謝過程，形成以微生物菌群為主體的生物膜，極大的擴(kuò)增了水體中的生物量，一定程度的消耗了水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，降低了水中藻類增殖的營養(yǎng)底物濃度，同時(shí)部分增殖的微生物對部分藻類具有一定的拮抗功能，直接提升水體空間的污染物削減能力。
[0024]3)人工復(fù)氧技術(shù)
[0025]河道水體由于受水流速度、水流形態(tài)等多種因素限制，自身復(fù)氧的速率是有限的，如果受納污染物的水體在較長時(shí)間內(nèi)復(fù)氧速率低于耗氧速率，水體將呈現(xiàn)水質(zhì)惡化的趨勢，故采用人工復(fù)氧的方式大幅度提升水體的復(fù)氧速度，可以直接控制水體水質(zhì)的變化。
[0026]本發(fā)明采用人工復(fù)氧設(shè)施實(shí)施復(fù)氧。人工復(fù)氧設(shè)施安在水底。人工復(fù)氧設(shè)施由風(fēng)機(jī)房及與之相連的主風(fēng)管組成，主風(fēng)管接支風(fēng)管，支風(fēng)管上連有軟性微孔曝氣管或膜片式微孔曝氣管。
[0027]支風(fēng)管一般采用U-PVC或PPR管材，風(fēng)機(jī)房內(nèi)的鼓風(fēng)設(shè)備一般采用羅茨風(fēng)機(jī)，部分特別的情況下采用空氣壓縮機(jī)以獲得較高的出風(fēng)壓力，主風(fēng)管一般為鑄鐵管，支風(fēng)管按樹干式方式布設(shè)。
[0028]4)采用水體推流技術(shù)
[0029]部分水體受自身水環(huán)境具體特征、來水水流流量等因素的影響，如河岸中的水體流動(dòng)性較差，在溫差對流強(qiáng)度相對較小時(shí)，水體基本處于相對靜止的狀態(tài)，這樣的水體不易更新、自然復(fù)氧強(qiáng)度低、污染物不易擴(kuò)散稀釋、微生態(tài)形式穩(wěn)定性差。
[0030]對這樣的水體，按水體環(huán)境，在水下分布架設(shè)多點(diǎn)液下推流設(shè)施，推動(dòng)水體按水流方向流動(dòng)。液下推流設(shè)施依據(jù)實(shí)際情況一般選擇污水潛水栗或液下推流器。水體推流技術(shù)作為水體污染物生物方式強(qiáng)化削減技術(shù)的補(bǔ)充部分，通常在河道水體水質(zhì)恢復(fù)期和相對穩(wěn)定期采用，不僅可以有效消除水體水質(zhì)的穩(wěn)定性，同時(shí)可以一定程度的減少這類流動(dòng)性差的水體藻類滋生的可能性，另外，也是促進(jìn)水體水流與擴(kuò)增的微生物群體接觸的方式之一。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.景觀水體生物強(qiáng)化削減方法，其特征在于具體方法如下: 1)采用微生物分離、純化、馴化、擴(kuò)大培養(yǎng)相結(jié)合的生物技術(shù)方法，獲取具備高性能去除水體污染物的微生物菌劑產(chǎn)品，直接投加至目標(biāo)水體中加強(qiáng)水體凈化污染物的生物化學(xué)過程， 2)在河道內(nèi)布置柔性微生物菌群附著載體，為河道水體內(nèi)的微生物菌群(以投加的微生物菌劑產(chǎn)品中含有的菌群為主)提供附著場所，使其在載體上增殖，形成以微生物菌群為主體的生物膜，并逐步形成以化能異養(yǎng)菌群、化能自養(yǎng)菌群、原生生物群、低等、高等水生生物為主的生態(tài)體系， 3)人工復(fù)氧，利用水下部分和水外部分復(fù)氧，水下部分設(shè)計(jì)有曝氣器、水下支風(fēng)管、固定裝置，水外部分設(shè)鼓風(fēng)設(shè)備和主風(fēng)管，主風(fēng)管與曝氣器、水下支風(fēng)管連通， 4)水體推流技術(shù)，利用水體的水流模型，在水下多點(diǎn)分布架設(shè)液下推流設(shè)施，推動(dòng)水體水流良性流動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的景觀水水體污染物生物方式強(qiáng)化削減方法，其特征在于人工復(fù)氧設(shè)施安在水底，人工復(fù)氧設(shè)施由風(fēng)機(jī)房及與之相連的主風(fēng)管組成，主風(fēng)管接支風(fēng)管，支風(fēng)管上連有軟性微孔曝氣管或膜片式微孔曝氣管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的景觀水水體污染物生物方式強(qiáng)化削減方法，其特征在于水體推流是在水下分布架設(shè)多點(diǎn)液下推流設(shè)施，推動(dòng)水體流動(dòng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種景觀水體生物強(qiáng)化削減方法，采用微生物分離、純化、馴化、擴(kuò)大培養(yǎng)等生物技術(shù)方法，獲取具備高性能去除水體污染物的微生物菌劑產(chǎn)品，投加至受污染水體中實(shí)施生物化學(xué)凈化水體污染物的過程，同時(shí)在水體內(nèi)布置柔性附著載體，為微生物菌群提供附著場所，使其在載體上增殖，形成以微生物菌群為主體的生物膜，配合人工復(fù)氧及水體推流技術(shù)，強(qiáng)化水體凈化污染物的能力，達(dá)到治理受污染的河流、湖泊、景觀水等目標(biāo)水體，并恢復(fù)水體良性水生態(tài)環(huán)境的目的。采用本發(fā)明，可以顯著降低水中污染物的含量，達(dá)到凈化水體的目的，并提升水體的環(huán)境容量，使之保持長期的抗污染沖擊的能力。在運(yùn)行過程中，不會(huì)形成二次污染。
【IPC分類】C02F3/34, C02F11/02
【公開號】CN105417723
【申請?zhí)枴緾N201510808608
【發(fā)明人】何海量, 曾俊生
【申請人】湖北科亮生物環(huán)?？萍加邢薰? 何海量
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月20日