CN101139120A - 一种净化富营养化水体的方法 - Google Patents

Abstract

一种净化富营养化水体的方法，主要通过微气泡气浮与生物接触氧化的组合工艺净化富营养化水体。其特征在于在湖泊、池塘等较封闭的水体中，注入直径在80nm～500μm范围内、可在水体中停留2～10min的微气泡，并将装有螺旋型填料的生物反应器设置在微气泡出口处。由于生物反应器中含有硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌的混合菌体，不仅起到去污脱氮目的，微气泡还能够作为微生物的载体，使混合菌体浮至水面，利用同样被附着在微气泡上的藻类、悬浮性微粒子、水溶性污染物等形成的絮体作为营养源，以降解水中污染物，从而达到高效净化水体的目的。

Description

一种净化富营养化水体的方法

技术领域：

本发明属于水处理技术领域，涉及一种微气泡气浮与生物接触氧化组合工艺净化富营养化水体的方法及装置。

背景技术：

富营养化是水体衰老的一种现象，它通常是指湖泊、池塘等较封闭水体内的氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于水体中氮磷等营养物质的富集，引起某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻)及其他浮游生物的迅速繁殖，水体生产能力提高，使水体溶解氧含量下降，造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的水质恶化污染现象。富营养化具有缓慢、难以逆转的特点，因此水体富营养化问题是当今世界面临的最主要水污染问题之一。

富营养化水体的净化方法大致分为物理法、化学法、生物法三种。物理方法是用疏浚、过滤、沉淀、搅拌等从被污染的水域里捕捉、回收污染物的方法，其设备规模大，其投资也较大，且净化处理产生的污泥等须二次处理；化学法是用药剂、电、光、热等使污染物沉淀、分解的方法，其投加的药剂，可能产生二次污染。为了产生持续性效果需要多次频繁处理，成本较高；生物法中一类是根据栽培像凤眼兰等植物，使微生物繁殖，吸收、降解有机污染物(碳水化合物和引起富营养化的氮、磷化合物等)的方法，需要去除茂盛生长的吸收了污染物的植物，否则植物的残骸将形成二次污染。另一类是利用藻类病原菌、细菌、病毒的抑藻作用、真菌裂解作用来去除藻类，但此类方法大部分还处于实验室研究阶段，即使可以应用也因成本很高、菌体培养过程复杂等原因没有得到广泛应用。

气浮法是一种很好的除藻技术，在实际应用中，多采用传统的微孔布气和加压布气的方式。微孔布气方式所产生的气泡粒径较大，一般都大于几百微米甚至超过1毫米，造成溶气效率低，藻类不能很好地被气浮除去。加压布气则需要加压设备，且需要在处理厂修建气浮池，并配以投药设备、高压气浮设备等，具有占地面积广，投资成本大，动力消耗高，溶气罐和管道容易腐蚀，处理方式不够灵活等缺点。近年来，新型微气泡气浮装置不断发展，由于能够产生较传统气浮装置更小的气泡，气浮效率大大提高，处理方式也更加灵活，其应用前景很好。

发明内容：

本发明的任务，是在湖泊、池塘等较封闭的水体中，组合运用微气泡气浮的物理法和具有持续性效果的生物法，即将物理法捕捉到的污染物、悬浮性微粒子、水溶性污染物等有机物不转移到其它场所，在污染现场利用微生物降解、消耗，达到把污染物降解为气态小分子最后排放到大气中的目的。

本发明特点是在被处理水体中，注入直径在80nm～500μm范围内、可在水体中停留2～10min的微气泡，将装有螺旋型填料的生物反应器，设置在微气泡与污水混合物的喷出口附近。由于生物反应器中含有硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌的混合菌体，不仅起到去污脱氮目的，而且在水中流出的这些微生物，一遇到微气泡就被捕捉到微气泡和水的交界面上，与微气泡一起扩散。在微气泡界面，被捕捉到的微生物一边处理微气泡周围的水溶性污染物一边进行增殖。在池水中雾状漂浮的微气泡消失的瞬间，作为载体起作用，即使消失也有别的微气泡替代作为载体起作用。另一方面，微气泡附着的藻类以及其残骸等受到浮力浮到水面，集中形成絮体。这些絮体也能为微生物形成菌丛提供载体，同时，作为营养源被利用。因为这些絮体由充分吸收池子中的氮磷等而生长的浮游植物、藻类以及它们的残骸所组成，很适于作为微生物的营养源。另外，这些絮体是在微小固体污染物上附有微气泡，其表面凹凸不平，表面积很大，适合作为微生物载体。因此，本发明所述微气泡，可提供富集微生物的载体，并同时提供营养源，以达到高效净化水体的目的。

本发明脱氮效果较好。这是因为装有螺旋型填料的生物反应器中含有硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌的混合菌体。氨态氮在硝化菌的作用下转化成硝态氮，硝态氮在反硝化菌作用下转化成氮气。硝化菌是好氧微生物，在水环境中需要充足的溶解氧。微气泡粒径小，在水中停留时间长，可大大增加水体中的溶解氧量。反硝化菌在螺旋填料形成的局部缺氧环境下能利用硝酸盐进行呼吸作用，利用有机物将硝酸还原成氮气并排放到大气中。

附图说明

图1：本发明所述净化富营养化废水现场处理示意图；

1-水池；2-微气泡发生装置；3-喷出口；4-取水口；5-生物反应器

图2：生物反应器填料结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1是本发明的富营养化水体净化方法示意图。在污染了的水池1中，选定一个循环较差容易形成死水的地方，在池底附近设置微气泡发生装置2的喷出口3。为了促进微气泡的扩散，偏离喷出口3设置微气泡发生装置2的取水口4，在喷出口3的附近安置装有螺旋填料的生物反应器5。图2是装有螺旋填料的生物反应器示意图。填料中附着有硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌的混合菌体。

实施例2：

对于面积大约5m×20m，水深2m的水池1，用1台微气泡发生装置2进行净化处理。装置2开始运行后，确认从喷出口3能看见乳白色的微气泡以雾状进行扩散，在喷出口3的附近装有含硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌等微生物的生物反应器5。在微气泡发生装置2开始运行后，看不见的微生物从生物反应器5中流出，被捕捉到微气泡界面，扩散到整个池子。微生物和微气泡遇到藻类和悬浮物就被吸附，并集合形成絮体而覆盖整个水面。由于水中的藻类和悬浮物等作为絮体被物理性去除和生物降解，水池1的水透明度大大得到改善。

Claims (6)

1.一种净化富营养化水体的方法，其特征在于通过微气泡气浮与生物接触氧化的组合工艺净化富营养化水体，从受污染的湖泊、池塘封闭的水体中，汲取污染水并导入微气泡发生装置，形成的微气泡与污水的混合物经导流管回到污染池；在水体底部设置微气泡发生装置的气水混合物喷出口，在喷出口设置装有螺旋型填料的生物反应器，在远离喷出口的地方设置微气泡发生装置的取水口；装置开始运行后，生物反应器中含有硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌的混合菌体可以起到去污脱氮目的，产生的微气泡与水的混合物以雾状形式在上浮过程中与藻类、悬浮性微粒子、水溶性污染物结合，浮至水面，并在污染现场被生物反应器中的微生物降解、消耗，达到把污染物降解为气态小分子最后排放到大气中的目的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于产生的微气泡直径在80nm～500μm范围内，微气泡在水体中停留2～10min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于微气泡能够作为微生物的载体，生物反应器中的微生物能随微气泡浮至水面，利用同样被附着在微气泡上的藻类、悬浮性微粒子、水溶性污染物等形成的絮体作为营养源，以降解水中污染物。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于生物反应器中含有硝化菌、亚硝化菌及反硝化菌的混合菌体，通过硝化和反硝化作用一系列反应把氨态氮转化为氮气释放到大气中。

5.根据权利要1所述的方法，其特征在于生物反应器由20～100个填料单元组成，每个填料单元包括30～100根螺旋填料。

6.根据权利要求1、5所述的方法，其特征在于生物反应器每个填料单元长、宽、高各为1m，支架部分为0.3～0.6m。

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