CN102010071A - 一种组合式高效河道水质净化工艺 - Google Patents

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何淑英
李俊英
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Abstract

本发明提供一种组合式高效河道水质净化工艺，该工艺包括：同时采用浸没式生物滤床、生物菌剂法、建立水生植物浮岛以及放养滤食性鱼类和底栖动物来净化所述河道中水质的步骤。本发明充分利用系统中的微生物、水生植物及动物来净化水质，改善河道中水生生物的生存条件，同时达到优化景观的效果。

Description

一种组合式高效河道水质净化工艺
技术领域
本发明属于水环境生态修复领域，具体而言，涉及一种水体净化工艺，尤其涉及一种组合式高效河道水质净化工艺。
背景技术
随着工业化的发展和人民物质生活水平的提高，大量工业废水和生活污水等的排入对水环境造成了不同程度的污染，水体富营养化是目前全国性的水环境问题，因此，江河湖库的水体净化也成为了近年来的研究热点。
生物膜法是指使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化，从而使污水得到净化。当前，国外常用此法净化水体水质，国内在此方面也展开了大量的研究。浸没式生物滤床是生物膜法的主要工艺形式之一，具有所需基建投资少、能耗及运行成本低、操作简单、维护简便等特点，该法对水体中的有机物、氨氮、悬浮颗粒等物质均有较好的去除效果，但除磷效果较差，需结合其他方法共同净化水体水质。
生物菌剂法是采用生物菌剂来净化水的，生物菌剂中含有各种菌群及降解污染物的酶及促进微生物生长的营养成分，可加速水体净化过程中微生物的生长及生物的演替，促进水体中有机物的降解，可显著去除氨氮、磷等污染物，并可显著提升水体溶解氧，提高水体透明度，但在水体中容易流失，如单独使用生物菌剂净化效果不尽理想，也需结合其他方法净化水体水质。
水生植物浮岛是借助浮体上栽培的水生植物，通过植物、根系上的微生物等的作用，直接从水体中吸收营养物质及其它污染物，对去除水体中的氮、磷等富营养成分及降低水体多种污染物含量具有重要的作用，达到净水的目的，同时，水生植物和藻类的生长形成竞争，抑制藻类进行光合作用等，从而抑制或减少“水华”发生的概率，但浮岛净化效果有限，且对于较深水域水体的净化效果具有局限性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述方法的不足，以各种方法结合的方式，充分利用水生态系统中的微生物、水生植物及动物来削减水体的污染物，以实现河道水质的高效净化。本发明提供一种高效的水体净化工艺，该工艺能够达到有效改善并维持水体水质，优化水生生态系统，同时达到优化景观的效果。
本发明为实现上述目的采用的技术方案如下：
一种组合式高效河道水质净化工艺，该工艺包括：同时采用浸没式生物滤床法、生物菌剂法、建立水生植物浮岛以及放养滤食性鱼类和底栖动物来净化所述河道中水质的步骤。
上述工艺中，所述浸没式生物滤床采用弹性立体填料，设置密度为25～35条弹性立体填料/m3，优选为30条弹性立体填料/m3。在一个具体实施方案中，所述的浸没式生物滤床是将绑扎有弹性立体填料的聚乙烯绳系于竹桩，并于河道两岸打桩以固定滤床。至于滤床的大小可以根据河道宽度以及污染程度等来定。
上述工艺中，所述生物菌剂法中采用的菌剂为厌氧型清淤剂和好氧型清淤剂，优选为酶可邦的厌氧增强型清淤剂BIOGAS PASTIGLIE和好氧型清淤剂MICROPAN AQUA P.E.，所述厌氧型清淤剂和所述好氧型清淤剂之间的质量比为1.5～3.0，优选为2∶1。
所述的生物菌剂法是将复配的生物菌剂投加于水体。在一个具体实施方案中，所述的生物菌剂法采用的菌剂为酶可邦的厌氧增强型清淤剂(BIOGASPASTIGLIE)与好氧型清淤剂(MICROPAN AQUA P.E.)按照2∶1的比例复配，一次的投放量为60～100g/m3，前三个月每月施用一次，系统稳定以后每三个月施用一次。
上述工艺中，所述水生植物浮岛中使用的植物品种选自美人蕉、旱伞草、黄菖蒲、芦苇、水葱和千屈菜中的一种或多种，密度为8～12株/m2，优选为10株/m2。所述水生植物浮岛水下采用重量式、锚固式或驳岸牵拉形式固定，优选采用驳岸牵拉形式固定。所述水生植物浮岛占水域面积的20～30％。所述的水生植物浮岛是于独立注塑成型的浮床载体上种植挺水植物，单元间可自由拼接且随需要放置。
上述工艺中，所述放养滤食性鱼类和底栖动物是向所述河道的水体中投放鱼和底栖动物，形成良性的水生生态循环。
优选地，所述滤食性鱼类为鲢鱼和鳙鱼，二者的质量比为8∶2，投放总量为800～1500kg/万方，优选为1000kg/万方。
优选地，所述底栖动物为螺蛳、河蚬或蚌，投放量为8000～10000个/方。
本发明的组合式高效河道水质净化工艺，充分利用系统中的微生物、水生植物及动物来净化水质，改善河道中水生生物的生存条件，同时达到优化景观的效果，总体的优点如下：
1、水体生态系统中形成一整条食物链，河水中污染物得到彻底的分解和转化；
2、浸没式生物滤床在不同水深能发挥其水质净化功能，水生植物浮岛可在水域表面自由放置，吸收水体中的氮磷，生物菌剂对底泥矿化有一定作用，可实现河道空间上的全方位净化；
3、无动力消耗，运行费用低，无需后期管理，管理维护方便；
4、本发明将生物滤床、生物菌剂、水生植物浮床与水生动物生态构建结合在一起，利用了各自的水质净化功能和特点，达到高效净化的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
实施例1
1、浸没式生物滤床法
浸没式生物滤床，可以通过填料挂膜，使水体中的微生物数量大幅提高，达到污染物加速分解的目的。
生物滤床以毛竹为框架，设置密度为30条弹性立体填料/m3，采用聚乙烯绳进行绑扎固定。滤床下水后用重物铆定，并在河岸打桩，避免滤床在引排水时发生移位。
弹性立体填料的参数如下表：
Figure BSA00000326087900031
2、生物菌剂法
生物菌剂法是在水体中投放好氧、兼氧和厌氧微生物菌群，补充或激活水体中的微生物群落，将有机物等污染物质迅速分解，使污染的水体得以净化。
选用酶可邦系列生物环保产品：厌氧增强型清淤剂(BIOGASPASTIGLIE)和好氧型清淤剂(MICROPANAQUA P.E.)，以2∶1比例复配，可有效减少淤泥量，清洁水环境。一次的投放量为60～100g/m3，初期的前三个月每月施用一次，系统稳定以后三个月施用一次。
3、建立水生植物浮岛
建立水生植物浮岛可解决水体中营养盐过剩问题，延长水生生态生物链，加强污染物的转化。
将一次注塑成型的浮岛单元铺设于水面，浮岛单元间可自由拼接，可根据需求拼接成适当的图案。浮岛上种植美人蕉、旱伞草、黄菖蒲、芦苇、水葱、千屈菜，这些水生植物有自身的生物特性，根系发达，水下部分长达0.2～0.6m，对水体中的污染物有很好的吸附、吸收和降解作用。水生植物浮岛占水域面积的20～30％左右，可达到水上绿化的目的。生态浮床的水下固定采用驳岸牵拉形式，便于水生植物种植和收割。
4、放养滤食性鱼类和底栖动物
水生生态系统中栖息着自养生物(藻类、水草等)、异养生物(各种无脊椎和脊椎动物)和分解者生物(各种微生物)群落，是人类赖以生存的重要环境条件之一，可通过投放滤食性鱼类，形成良性的生态循环。
采用非经典的“鱼控藻”生物操纵技术，投放滤食性鲢鱼、鳙鱼，通过鲢鳙的生长摄食有效减小了水体中的藻类水华，鲢鱼与鳙鱼比例约为8∶2，约1000kg/万方，底栖动物如螺蛳、河蚬和蚌的投放量为8000～10000个/方。
5、净化效果检测
选择系统外对照点的水样记为X，将浸没式生物滤床中部、水生植物浮岛中部的水样1∶1混合记为Y，现场测定DO、透明度，实验室测定五日生物耗氧量(BOD5)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)五项主要水质指标。
通过系统的强化净化作用，水体透明度在70cm以上，DO大于1.0mg/L，上述5项水质指标的平均去除率如下：
Figure BSA00000326087900051
实施例2
河道长约100m，水量1.2万方，采用浸没式生物滤床300m3，生物菌剂共4000kg，水生植物浮岛800m2，投放鲢鱼鳙鱼各960kg、240kg。通过系统一年的净化期，水体的透明度明显提高，由40cm提高到70～80cm，DO可维持在2.0mg/L以上。主要污染物质的去除率如下：
Figure BSA00000326087900052
实施例3
河道长约150m，水量1.8万方，采用浸没式生物滤床500m3，生物菌剂共6000kg，水生植物浮岛1500m2，投放鲢鱼鳙鱼各1600kg、400kg，中华环棱螺200kg。通过系统一年的净化期，水体的透明度明显提高，由40cm提高到90～120cm，DO可维持在2.0mg/L以上。主要污染物质的去除率如下：
Figure BSA00000326087900053
实施例4
河道长约150m，水量1.2万方，采用浸没式生物滤床300m3，生物菌剂共5000kg，水生植物浮岛1000m2，投放鲢鱼、鳙鱼分别为1000kg、250kg。通过系统一年的净化期，水体的透明度明显提高，由20cm提高到60～80cm，DO可维持在1.0mg/L以上。主要污染物质的去除率如下：
Figure BSA00000326087900054

Claims (8)

1.一种组合式高效河道水质净化工艺，该工艺包括：同时采用浸没式生物滤床、生物菌剂法、建立水生植物浮岛以及放养滤食性鱼类和底栖动物来净化所述河道中水质的步骤。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述浸没式生物滤床采用弹性立体填料，所述弹性立体填料的设置密度为25～35条弹性立体填料/m3，优选为30条弹性立体填料/m3。
3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，所述生物菌剂法中采用的菌剂为厌氧型清淤剂和好氧型清淤剂，优选为酶可邦的厌氧增强型清淤剂BIOGAS PASTIGLIE和好氧型清淤剂MICROPAN AQUA P.E.，所述厌氧型清淤剂和所述好氧型清淤剂之间的质量比为1.5～3.0，优选为2∶1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其特征在于，所述水生植物浮岛中使用的植物品种选自美人蕉、旱伞草、黄菖蒲、芦苇、水葱和千屈菜中的一种或多种，密度为8～12株/m2，优选为10株/m2。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的工艺，其特征在于，所述水生植物浮岛水下采用重量式、锚固式或驳岸牵拉形式固定，优选采用驳岸牵拉形式固定。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的工艺，其特征在于，所述水生植物浮岛占水域面积的20～30％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的工艺，其特征在于，所述滤食性鱼类为鲢鱼和鳙鱼，二者的质量比为8∶2，投放总量为800～1500kg/万方，优选为1000kg/万方。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的工艺，其特征在于，所述底栖动物为螺蛳、河蚬或蚌，投放量为8000～10000个/方。
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