CN102557365A - 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法 - Google Patents

受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102557365A
CN102557365A CN2011104553344A CN201110455334A CN102557365A CN 102557365 A CN102557365 A CN 102557365A CN 2011104553344 A CN2011104553344 A CN 2011104553344A CN 201110455334 A CN201110455334 A CN 201110455334A CN 102557365 A CN102557365 A CN 102557365A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bed mud
water body
biological
denitrifying bacteria
aerobic denitrifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104553344A
Other languages
English (en)
Inventor
孙井梅
李阳
王小慧
郑毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN2011104553344A priority Critical patent/CN102557365A/zh
Publication of CN102557365A publication Critical patent/CN102557365A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20—Sludge processing

Landscapes

  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法。采用喷枪或注射的方式向待修复河道底泥的泥水界面下5～20cm处注入Ca(NO3)2溶液；2～4周后向河道水体和底泥中同时投加微生物菌剂；微生物菌剂投加组合方式为以下三种的任意一种：1)好氧反硝化细菌和酵母菌、2)土著优势菌群、3)好氧反硝化细菌和土著优势菌群；3～5周后进行第二轮Ca(NO3)2、菌剂和生物促生剂的投加，三者投加量均为第一轮的一半，间隔期保持不变。与传统的修复方法相比，本发明极大地降低了修复难度，操作简单，便于施工，十分适于实际工程的应用，有着良好的推广价值。

Description

受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法
技术领域
本发明涉及水污染控制与治理的方法，具体的说，涉及一种受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法。属于水污染控制及环境修复技术领域。
背景技术
底泥是水体生态系统的重要组成部分，主要由无机矿物、有机物和流动相组成。当河流受污染后，一方面，河流底泥与上覆水之间不停地进行着物质交换和能量交换，底泥中的各种污染物质也与上覆水保持着一种沉淀吸附与释放的动态平衡，一旦环境条件发生改变污染物质就会通过解吸、扩散等方式重新释放污染上覆水水质，从污染物的“汇”变成污染物的“源”，对城市河道水体的水质产生重大影响；另一方面，底泥是底栖生物的主要生活场所和食物来源，污染物质可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生毒害作用，进一步影响陆地生物和人类的健康。因此，河流底泥污染的研究和治理，是城市河流污染综合整治的重要内容，也是从根本上解决河流污染问题的重要途径之一。
底泥修复的形式主要有原位修复和异位修复两大类，前者是指在污染现场就地修复，后者是指将污泥疏浚移出后再进行修复。由于疏浚底泥有着作业量大、含水率高而难处理以及易引发二次污染等诸多问题，使得原位修复逐渐成为一大研究应用趋势，特别是对于淤泥量少、污染程度并不十分严重的城市水体有着良好的综合处理效果。原位修复可大致分为物理修复、化学修复、生物修复三类，三者中以治理费用相对较低、对生态环境干扰最小的生物修复最为符合我国国情，而其自身亦有着明显局限性，主要有修复周期较长、受不可控环境因素影响较大、水生植物与微生物的腐败分解可能会重新污染水体等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，利用化学-生物生态协同修复技术，提供一种可应用于实际工程的受污染底泥的原位修复方法，以有效改善水环境，强化水体自净能力。
本发明采用化学制剂(Ca(NO3)2)和微生物菌剂(好氧反硝化细菌、酵母菌、土著优势菌群)的组合，并辅之生物促生剂的使用，通过多点注射的方式投加到底泥中，有效的提高底泥的氧化还原电位(ORP)和水体溶解氧浓度，并在底泥中形成氧化层，促使底泥膨胀，最终实现污染底泥微生态环境的改善和水体的净化，同时强化了污染底泥持久的自净能力，保持水体良好的修复效果。
本发明具体是这样实现的：
一种受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法，包括如下步骤：
(1)采用喷枪或注射的方式向待修复河道底泥的泥水界面下5～20cm处注入Ca(NO3)2溶液，以底泥体积为基准，Ca(NO3)2的最终固体投放量应为1.2～2g/L。
(2)2～4周后向河道水体和底泥中同时投加微生物菌剂；微生物菌剂投加组合方式为以下三种的任意一种：
①好氧反硝化细菌和酵母菌，
②土著优势菌群，
③好氧反硝化细菌和土著优势菌群；
菌剂浓度为5×107～5×108cfu/ml，水体中体积投加比例为0.1‰～0.4‰，底泥中体积投加比例为0.5‰～2.4‰；且投加微生物菌剂的同时向水体投入生物促生剂，以水体体积为基准，生物促生剂投放比例为0.03‰～0.07‰；
(3)在完成第(2)步的3～5周后进行第二轮Ca(NO3)2、菌剂和生物促生剂的投加，三者投加量均为第一轮的一半，间隔期保持不变。
所述的微生物菌剂均是实验室条件下经常规方法自行培养制得，其中好氧反硝化细菌来源于污水处理厂的活性污泥中，酵母菌和土著优势菌群则均是取自于河道底泥中。
所述的菌剂投加组合方式，其中①好氧反硝化细菌和酵母菌和③好氧反硝化细菌和土著优势菌群的两种菌剂组合适用于以氮污染或有机物污染为主的河道；②土著优势菌群适用于以磷污染为主的河道。
所述的生物促生剂为市购制剂，主要成分为加酶的小分子腐植酸溶液。
上述步骤(1)所述的向底泥中投放Ca(NO3)2，主要功能在于一方面其NO3 -离子有较高的氧化还原电位，具备良好的迁移渗透能力，且NO3 -可作为电子受体而参与微生物的生理活动，这使得原本作为电子受体的溶解氧的消耗量得以间接减少，因此Ca(NO3)2的投放可改善水体微生态环境；另一方面，投加Ca(NO3)2后，Ca2+能与PO4 3+生成稳定的Ca3(PO4)2，进一步降低了水体中的磷浓度。
在步骤(2)中，对于第一和第三种投菌组合方式，上述的水体中体积投加比例0.1‰～0.4‰、底泥中体积投加比例0.5‰～2.4‰均为两种菌剂投加量的总和，且两种菌剂投加量均相等。此外，因酵母菌(或土著优势菌群)和好氧反硝化细菌均为异养菌，都要消耗有机物碳源，若先投加酵母菌(或土著优势菌群)则会消耗底泥中易降解的有机物，不利于反硝化脱氮作用，且大量积累的硝态氮会抑制硝化作用，导致水体氨氮浓度偏高。因此投菌先后顺序应为好氧反硝化细菌在前，酵母菌(或土著优势菌群)在后，期间要有2～3周间隔期。若考虑时间成本和其他经济因素，两者同时投加亦可。
与传统的修复方法相比，本发明极大地降低了修复难度，操作简单，便于施工。投加化学药剂Ca(NO3)2于受污染的河道水体及底泥中能够明显改善底泥内部低氧等微生态环境，为微生物的新陈代谢提供电子受体，促进有机物的降解，并且由于Ca2+能与PO4 3+生成稳定的Ca3(PO4)2，因此可以有效抑制底泥中磷的释放。此外，微生物促生剂的作用有效强化了好氧反硝化菌对水体和底泥中总氮的降解效果、酵母菌对水体及底泥中有机物和总氮的降解效果以及土著菌群对有机物和总氮的降解效果，且由于土著菌群分离方法简单、生态安全性高，因此本发明十分适于实际工程的应用，有着良好的推广价值。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。
实施例所使用的好氧反硝化细菌是从污水处理厂的活性污泥中经分离、提纯、驯化、高密度培养得到，酵母菌是从河道底泥中经分离、提纯、驯化、高密度培养得到，土著优势菌群则是从河道底泥中经分离、增富、高密度培养制得。培养条件均为实验室条件。
实施例1：氮污染较重河道
利用注射喷枪将Ca(NO3)2以1.6g/L(相对于底泥体积)的投加量直接均匀注入底泥中(泥水界面下10厘米左右)。
四周后以多点注射投放的方式，向河道中投放好氧反硝化细菌菌剂。水体和底泥中投菌比例分别为0.15‰和0.45‰(菌剂浓度为108cfu/ml)。投菌同时向水体加入生物促生剂(购于普罗生物技术公司，下同)，投放比例为0.018‰。
两周后进行第二次投菌，投放酵母菌菌剂，投放方式与第一次投菌相同，水体和底泥中投菌比例分别为0.15‰和0.45‰(菌剂浓度为108cfu/ml)。投菌同时向水体加入生物促生剂，投放比例为0.018‰。
四周后进行第二轮投药与投菌，投药量、投菌量和生物促生剂投加量均为第一轮的一半。
经治理后，底泥变得膨胀并上浮，水体变得澄清透明，在底泥微生态环境得到改善的同时，水体自身净化能力也得到了加强。
实施例2：磷污染较重河道
利用注射喷枪将Ca(NO3)2以1.8g/L(相对于底泥体积)的投加量直接均匀注入底泥中(泥水界面下5cm左右)。
四周后以多点注射投放的方式，向河道中投放土著优势菌群菌剂。水体和底泥中投菌比例分别为0.1‰和0.5‰(菌剂浓度为108cfu/ml)。投菌同时向水体加入生物促生剂，投放比例为0.07‰。
四周后进行第二轮投药与投菌，投药量、投菌量和生物促生剂投加量均为第一轮的一半。
经治理后，底泥变得膨胀并上浮，水体变得澄清透明，在底泥微生态环境得到改善的同时，水体自身净化能力也得到了加强。
实施例3：有机物污染较重河道
利用注射喷枪将Ca(NO3)2以1.7g/L(相对于底泥体积)的投加量直接均匀注入底泥中(泥水界面下10cm左右)。
四周后以多点注射投放的方式，向河道中同时投放好氧反硝化细菌菌剂和土著优势菌群菌剂。二者投放量相等，各自在水体和底泥中投菌比例均分别为0.15‰和0.45‰(菌剂浓度为108cfu/ml)。投菌同时向水体加入生物促生剂，投放比例为0.035‰。
五周后进行第二轮投药与投菌，投药量、投菌量和生物促生剂投加量均为第一轮一半。
经治理后，底泥变得膨胀并上浮，水体变得澄清透明，在底泥微生态环境得到改善的同时，水体自身净化能力也得到了加强。
如上所述通过相应的具体实施方式描述本发明。但应理解的是，其中在实例中关于化学制剂、微生物菌剂及参数的描述并不意味着将本发明限定在所公开的特定形式，本实例仅仅是以示例的方式公开，除非另有特别说明。

Claims (6)

1.一种受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法，其特征是包括如下步骤：
(1)采用喷枪或注射的方式向待修复河道底泥的泥水界面下5～20cm处注入Ca(NO3)2溶液，以底泥体积为基准，Ca(NO3)2的最终固体投放量应为1.2～2g/L。
(2)2～4周后向河道水体和底泥中同时投加微生物菌剂；微生物菌剂投加组合方式为以下三种的任意一种：
①好氧反硝化细菌和酵母菌，
②土著优势菌群，
③好氧反硝化细菌和土著优势菌群；
菌剂浓度为5×107～5×108cfu/ml，水体中体积投加比例为0.1‰～0.4‰，底泥中体积投加比例为0.5‰～2.4‰；且投加微生物菌剂的同时向水体投入生物促生剂，以水体体积为基准，生物促进剂投放比例为0.03‰～0.07‰；
(3)在完成第(2)步的3～5周后进行第二轮Ca(NO3)2、菌剂和生物促进剂的投加，三者投加量均为第一轮的一半，间隔期保持不变。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的微生物菌剂，其中①好氧反硝化细菌和酵母菌和③好氧反硝化细菌和土著优势菌群的两种菌剂组合适用于以氮污染或有机物污染为主的河道；②土著优势菌群适用于以磷污染为主的河道。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的生物促生剂为加酶的小分子腐植酸溶液。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的①和③两种投菌组合方式中，两种菌剂的投加量在水体和底泥中均相等，且皆为要求1中(2)所述的水体和底泥中体积投加比例值的一半。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征是在菌剂投加阶段，好氧反硝化细菌第一个投放。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征是不同菌剂的投放有2～3周时间间隔期。
CN2011104553344A 2011-12-30 2011-12-30 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法 Pending CN102557365A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104553344A CN102557365A (zh) 2011-12-30 2011-12-30 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104553344A CN102557365A (zh) 2011-12-30 2011-12-30 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102557365A true CN102557365A (zh) 2012-07-11

Family

ID=46404184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104553344A Pending CN102557365A (zh) 2011-12-30 2011-12-30 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102557365A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102815794A (zh) * 2012-08-28 2012-12-12 环境保护部华南环境科学研究所 一种用于污染河涌沉积物原位生态修复的复合生物促生剂
CN104030449A (zh) * 2014-05-19 2014-09-10 广西益江环保科技有限责任公司 一种封闭半封闭型景观水体治理方法
CN105016480A (zh) * 2015-06-30 2015-11-04 湖北省水利水电规划勘测设计院 一种湖泊清淤后的水体稳定化控制方法
CN106554141A (zh) * 2016-11-02 2017-04-05 河海大学 一种污染底泥原位修复的方法
CN106745762A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一种区域养殖水体微型生物养护剂及其制备方法
CN108128995A (zh) * 2018-01-31 2018-06-08 北京万润华夏环境技术有限公司 一种底泥改良与原位消减技术
CN108467168A (zh) * 2018-05-30 2018-08-31 山东绿之行环境工程有限公司 一种用于开放式水体底泥生物质原位修复与利用的方法
CN108529759A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 北京华景山水生态科技有限公司 一种水污染底泥原位生物强化处理与底栖生态修复方法
CN109607940A (zh) * 2018-12-12 2019-04-12 广州市水电建设工程有限公司 一种河道修复方法
CN110240371A (zh) * 2019-07-15 2019-09-17 北京万水净水剂有限公司 一种黑臭水体底泥原位改良方法
CN115353197A (zh) * 2022-06-27 2022-11-18 临清三和纺织集团有限公司 一种去除污水总氮的反硝化处理工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000218296A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Ebara Corp 底質の改善処理方法
CN101224940A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 广州市污水治理有限责任公司 一种河道底泥原位修复方法
CN101941786A (zh) * 2010-08-31 2011-01-12 徐克义 一种原位污泥除臭剂及其除臭方法和设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000218296A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Ebara Corp 底質の改善処理方法
CN101224940A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 广州市污水治理有限责任公司 一种河道底泥原位修复方法
CN101941786A (zh) * 2010-08-31 2011-01-12 徐克义 一种原位污泥除臭剂及其除臭方法和设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宗栋良等: "硝酸钙在底泥修复中的作用机理及应用现状", 《中国农村水利水电》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102815794A (zh) * 2012-08-28 2012-12-12 环境保护部华南环境科学研究所 一种用于污染河涌沉积物原位生态修复的复合生物促生剂
CN102815794B (zh) * 2012-08-28 2013-10-30 环境保护部华南环境科学研究所 一种用于污染河涌沉积物原位生态修复的复合生物促生剂
CN104030449A (zh) * 2014-05-19 2014-09-10 广西益江环保科技有限责任公司 一种封闭半封闭型景观水体治理方法
CN104030449B (zh) * 2014-05-19 2016-07-13 广西益江环保科技有限责任公司 一种封闭半封闭型景观水体治理方法
CN105016480A (zh) * 2015-06-30 2015-11-04 湖北省水利水电规划勘测设计院 一种湖泊清淤后的水体稳定化控制方法
CN106554141A (zh) * 2016-11-02 2017-04-05 河海大学 一种污染底泥原位修复的方法
CN106745762A (zh) * 2016-11-28 2017-05-31 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一种区域养殖水体微型生物养护剂及其制备方法
CN106745762B (zh) * 2016-11-28 2019-09-17 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一种区域养殖水体微型生物养护剂及其制备方法
CN108128995A (zh) * 2018-01-31 2018-06-08 北京万润华夏环境技术有限公司 一种底泥改良与原位消减技术
CN108529759A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 北京华景山水生态科技有限公司 一种水污染底泥原位生物强化处理与底栖生态修复方法
CN108467168A (zh) * 2018-05-30 2018-08-31 山东绿之行环境工程有限公司 一种用于开放式水体底泥生物质原位修复与利用的方法
CN109607940A (zh) * 2018-12-12 2019-04-12 广州市水电建设工程有限公司 一种河道修复方法
CN109607940B (zh) * 2018-12-12 2021-08-24 广州市水电建设工程有限公司 一种河道修复方法
CN110240371A (zh) * 2019-07-15 2019-09-17 北京万水净水剂有限公司 一种黑臭水体底泥原位改良方法
CN115353197A (zh) * 2022-06-27 2022-11-18 临清三和纺织集团有限公司 一种去除污水总氮的反硝化处理工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102557365A (zh) 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法
Li et al. Evidence of nitrogen loss from anaerobic ammonium oxidation coupled with ferric iron reduction in an intertidal wetland
Zhi et al. Enhanced long-term nitrogen removal and its quantitative molecular mechanism in tidal flow constructed wetlands
Virdis et al. Electron fluxes in a microbial fuel cell performing carbon and nitrogen removal
Wang et al. Nitrogen removal enhanced by shunt distributing wastewater in a subsurface wastewater infiltration system
Liu et al. Removal of nitrogen from low pollution water by long-term operation of an integrated vertical-flow constructed wetland: Performance and mechanism
CN103373759B (zh) 一种fcc催化剂生产废水的脱氮方法
CN105565498B (zh) 一种并联水平潜流人工湿地强化脱氮除磷系统及方法
Zhou et al. Enhanced reduction of Fe (II) EDTA-NO/Fe (III) EDTA in NO x scrubber solution using a three-dimensional biofilm-electrode reactor
CN104232546A (zh) 一种微污染水源固定化生物菌剂的构建方法及其应用
Zhang et al. Enhanced nitrogen removal from municipal wastewater via a novel combined process driven by partial nitrification/anammox (PN/A) and partial denitrification/anammox (PD/A) with an ultra-low hydraulic retention time (HRT)
Wang et al. Enhancing nitrogen removal via the complete autotrophic nitrogen removal over nitrite process in a modified single-stage tidal flow constructed wetland
CN108128995A (zh) 一种底泥改良与原位消减技术
Tao et al. A novel filter-type constructed wetland for secondary effluent treatment: Performance and its microbial mechanism
Wang et al. Impact of periodic polarization on groundwater denitrification in bioelectrochemical systems
CN105753154B (zh) 一种基于海绵铁-氨氧化微生物系统同步去除抗炎药与氨氮的方法
CN103342440B (zh) 一种煤制气废水高效生物处理方法
Zhang et al. Effects of deoxygenation pretreatment and dissolved oxygen adjustment on performance of double-layer-packed sequencing biofilm batch reactor treating secondary effluent under low temperature
Ma et al. Treatment of farmer household tourism wastewater using iron-carbon micro-electrolysis and horizontal subsurface flow constructed wetlands: A full-scale study
Kiskira et al. Evaluation of Fe (II)-driven autotrophic denitrification in packed-bed reactors at different nitrate loading rates
Zou et al. Effect of steel slag on ammonia removal and ammonia-oxidizing microorganisms in zeolite-based tidal flow constructed wetlands
Ye et al. Simultaneous desalination and ammonia recovery using microbial electrolysis desalination and chemical-production cell: a feasibility study of alkaline soil washing wastewater
Hu et al. Novel biological nitrogen removal process for the treatment of wastewater with low carbon to nitrogen ratio: a review
Wang et al. Anodic ammonium oxidation in microbial electrolysis cell: Towards nitrogen removal in low C/N environment
Lin et al. Agricultural runoff treatment by constructed wetlands filled with iron-carbon composites in winter: Performance augmentation by organic solids and denitrifying bacteria addition

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120711