CN102320698A - 浅池水体原位富营养化控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种浅池水体原位富营养化控制方法：取浅池水体水样，测定水样浊度，藻类和总磷的含量；以浊度、藻类和总磷的去除率为指标选定混凝剂最佳投量，以1.5～2.0×BRD为实际投量将混凝剂投加到水体中，在G值100～250S-1条件下搅拌1～3min，G值30～100S-1条件下搅拌15～30min；投加粒度为40～60目的过氧化钙，调节水体pH至中性。本发明兼具除浊、灭藻、除藻、除磷、控磷等功能，使用过程中对藻类去除效率高，除浊效率高，水体透明度提高显著，有利于沉水植物生长，除磷、控磷效果好，广泛适用于污废水、地表水处理，且工艺简洁、成本低廉、性能稳定，易于实施。

Description

浅池水体原位富营养化控制方法
技术领域
本发明涉及水环境修复方法，具体是一种浅池水体原位富营养化控制方法。
背景技术
水体富营养化日益严重，越来越多的水体遭受藻类污染；近年来富营养化导致的藻类污染已成为一个全球性的问题。藻类引发臭味、色度以及对溶解氧大幅波动等问题严重影响水质和水生生物安全。某些藻类在一定条件下产生毒素，会引起消化道疾病，可能有致畸、致突变的作用。富营养化的危害和控制技术日益受到人们的关注。
现有的治理富营养化技术主要集中在污染源控制、关键性营养限制因子控制、湖底清淤、生态养殖和生态治理、藻类控制等方面。
1)      污染源控制主要是控制湖泊进水污染源排污入湖，采用的方法是限制湖泊功能，减少周边企业不合理排污入湖，强化入湖水治理等。
2)      关键营养限制因子控制主要集中在控制磷、氮等主要营养限制因素的含量；主要的方法有限制磷、氮排放，加强对入湖水质的控制，降低氮、磷含量。
但上述两方法控制难度大、效果不明显，且内源性污染无法有效控制。
3)      湖底清淤通过对湖泊底泥的定期采挖，减少底泥中营养元素对湖泊营养状况的贡献，降低富营养化程度；工程量大，对一般湖泊尤其是具备养殖、观光等功能的湖泊效果不显著。
4)      生态养殖和生态治理通过对养殖规模、养殖品种匹配、养殖规模等的控制，发挥生态控制中生物链的作用，合理控制营养物质的总量和物质循环、传输方式，减少污染物的输入，降低污染物含量。从局部上看，生态治理法不失一类比较好的治理方法；然而生物自身的生命特征和代谢比例等均难以控制，难以实现真正的物质理想循环，收效有限，且对现有功能影响较大，投资较高。
5)      藻类控制从去除富营养化主要参与者藻类入手，采用气浮、混凝沉淀除藻等方法，减少藻类密度，改善湖泊水质和功能；效果往往是局部的、暂时的，无法克服底泥营养物质释放、藻类再繁殖，富营养化再现等问题。
因此尽管各国政府和机构都对富营养化治理投入了大量的精力和财力，科技人员及其他相关人员尝试了多种方法，富营养化问题和藻类污染问题依然严峻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅池水体原位富营养化控制方法，该方法具有除浊、除藻、除磷、控磷等功能，能有效控制水体的富营养化及内源性污染，且方法简单、成本低廉、易于实施。
本发明提供的一种浅池水体原位富营养化控制方法，包括如下步骤：
1）取浅池水体水样，测定水样浊度，藻类和总磷的含量；
2）以浊度、藻类和总磷的去除率为指标选定混凝剂最佳投量（BRD，Best Removal Dosage），以1.5～2.0×BRD为实际投量将混凝剂投加到水体中，在G值100～250S-1条件下搅拌1～3min，G值30～100S-1条件下搅拌15～30min；
3）投加粒度为40～60目的过氧化钙，调节水体pH至中性。过氧化钙沉降后可防止絮体及底泥层中磷的释放。
所述的浅池水体为水深在0.5～10米的地表水体。
所述的混凝剂采用铝系列混凝剂，优选碱化度为B<1.0的PACl(聚合氯化铝)或PAS(聚合硫酸铝)。
该方法主要是控制浮游藻类过度生长,处理时间最好为浮游藻类开始繁盛的春夏两季。期间最好配合沉水植物投放，沉水植物最好选取当地适宜的品种。经本方法处理后，水底照度得到大幅度提升，如实例3中水底照度由807～1630lux升高到4500～7720lux，底层光照强度得到明显改善，有利于沉水植物生长，进一步强化底泥磷的控制效果。
本发明所述浅池水体原位控制富营养化方法属于物理化学方法和生态方法治理富营养化的综合方法，兼具除浊、除藻、除磷、控磷等功能。使用过程中对藻类去除效率高，除浊效率高，水体透明度提高显著，有利于沉水植物生长，除磷、控磷效果好，广泛适用于污废水、地表水处理。
与现有技术相比本发明具有以下优点和效果：
1、本发明在充分研究富营养化成因及控制机理、水处理机理和除磷、控磷原理的基础上，采用混凝除磷、除藻、除浊，有效去除水中的磷、浮游藻类和浊度，流程合理、简捷，工况稳定。藻类是水体富营养化过程的重要参与者，对水质、水处理过程和效果影响深远；而磷是引起水体富营养化的关键性限制因素之一。有效控制水体中的磷，切断藻类生存的营养来源，是防治水体富营养化的重要手段。目前国内外除磷主要有生物法和化学法两大类，混凝是水处理中颗粒物和藻类控制的重要方法，是常用的化学除磷方法，在除磷技术中占有重要地位。本发明通过混凝强化除磷，有效控制溶解态生物可利用磷（AAP）；可以有效地形成对颗粒磷、溶解态磷的去除并且固定，减少底泥磷的释放。
2、本发明在有效除浊基础上，水体透明度提高显著，有利于沉水植物生长，改善水体底部沉水植物生存条件，改善光照和溶氧条件，有利于底泥中磷的合理分布和控制。从富营养化形成的根源入手，研究水质及生态系统对环境条件的适应性，本发明降低水体浊度，提高水体透明度，增进浅池水体光照，改善底栖植物及生态群落生存状况，改善水质及其功能。
3、本发明通过对混凝剂和剂量、工艺的等混凝条件的选择和控制，以及后期投入过氧化钙有效对絮体磷及底泥磷实现固定，长期有效控制内源磷的释放。本发明属于具备强化除磷、底泥沉积物限磷的控制方法，采用混凝除磷、抑磷技术，降低底泥磷的释放，并投加过氧化钙强化底泥控磷效果，从根本上解决营养元素再释放的关键性技术问题。
4、工艺流程简单，投资省，原料成本低、工序的能耗低，有较好的社会效益和综合经济效益，有利于推广应用。
具体实施方式
实施例1
采用春季太原市晋阳湖水作原水，水质指标为浊度17.2NTU、TP0.557mg/L、藻类2.76*107个/L、pH7.13。
以浊度、藻类和总磷的去除率为指标通过混凝剂量筛选试验选定混凝剂PACl（碱化度0.5）最佳投量BRD为15-18mg/L，以实际混凝剂投量30mgAl2O3/L投药，混凝条件：250rpm（转/分钟，相当于G值145s-1）1min、40rpm（相当于G值35s-1）20min、静置沉淀20min；水样沉后水残余浊度可达到0.58～0.82NTU，TP0.008～0.012mg/L。取出沉淀絮体，测定其磷溶出率为4.5～7.1%。
该水样中混凝后投入过氧化钙（40～60目）中和pH至约7.09，待沉淀后取出底泥，测定其磷溶出率为3.2～5.1%。
实施例2
以太原市晋阳湖水为原水，水质指标为浊度17.2NTU、TP0.557mg/L、藻类2.76*107个/L、pH7.13。
加入磷酸氢二钠至TP浓度4.01mg/L。以浊度、藻类和总磷的去除率为指标通过混凝剂量筛选试验选定混凝剂PACl（碱化度0.5）最佳投量BRD为20-25mg/L，以实际混凝剂投量42mgAl2O3/L投药，混凝条件：250rpm（转/分钟，相当于G值145s-1）1min、40rpm（相当于G值35s-1）20min、静置沉淀20min；水样沉后水残余浊度可达到0.428～0.52NTU，TP0.019～0.022mg/L。取出沉淀絮体，测定其磷溶出率为3.1～6.7%。
该水样中混凝后投入过氧化钙（40～60目）中和pH至约7.11，待沉淀后取出底泥，测定其磷溶出率为2.4～4.5%。
实施例3
太原市晋阳湖水，水质指标为浊度27.3NTU、TOC/DOC 2.73mg/L、藻类4.74*107个/L、TP0.371mg/L、pH7.26。处理过程：以浊度、藻类和总磷的去除率为指标通过混凝剂量筛选试验选定混凝剂PAS（碱化度0.5）最佳投量BRD为15-20mg/L，实际混凝剂投量定为32mgAl2O3/L；将水样置于0.6m×0.6m×1.5m水箱中，有效水深1.1m；混凝剂PAS投量32mgAl2O3/L；由搅拌器提供混凝水力条件：搅拌桨10cm×20cm，桨叶下边水深30cm， G值150s-1搅拌1min、随之以G值30s-1搅拌20min、静置沉淀20min；水样沉后由0.5m处采样水残余浊度可达到0.85～1.12NTU，TP0.019～0.026mg/L。在同样光照条件（照度35630lux）下，底部照度由807～1630lux升高到4500～7720lux，底部光照得到明显改善，有利于沉水植物生长。取出沉淀絮体，测定其磷溶出率为2.5～3.7%。
该水样中混凝后投入过氧化钙（40～60目）中和pH至约7.13，待沉淀后取出底泥，测定其磷溶出率为2.2～3.1%。

Claims (4)

1.一种浅池水体原位富营养化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）取浅池水体水样，测定水样浊度，藻类和总磷的含量； 
2）以浊度、藻类和总磷的去除率为指标选定混凝剂最佳投量BRD，以1.5～2.0×BRD为实际投量将混凝剂投加到水体中，在G值100～250S-1条件下搅拌1～3min，G值30～100S-1条件下搅拌15～30min；
3）投加粒度为40～60目的过氧化钙，调节水体pH至中性即可。
2.如权利书1所述的浅池水体原位富营养化控制方法，其特征在于，所述的浅池水体为水深在0.5～10米的地表水体。
3.如权利书1所述的浅池水体原位富营养化控制方法，其特征在于，所述的混凝剂采用铝系列混凝剂。
4.如权利书3所述的浅池水体原位富营养化控制方法，其特征在于，所述的铝系列混凝剂是碱化度为B<1.0的聚合氯化铝或聚合硫酸铝。
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