CN103102047A

CN103102047A - 一种复合水生态修复方法

Info

Publication number: CN103102047A
Application number: CN2013100490044A
Authority: CN
Inventors: 郑益群; 邱丽娟
Original assignee: GUANGZHOU DAYU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangdong litejing disinfection products Co.,Ltd.
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: CN103102047B

Abstract

本发明属于环境保护领域，涉及一种修复水生态的方法，尤其涉及一种复合水生态修复方法。复合水生态修复方法包括使用浸没式光电催化反应装置及水生态修复制剂。本发明采用的设备简单，使用方便，水生态修复制剂结合浸没式光电催化反应装置及生态滤床，可以极大的延长生态滤床和浸没式光电催化反应装置的有效使用时间和使用效果，使得生态滤床使用周期长，不需经常更换，而且三种方式结合采用，使得水处理的效果极大地提高，明显优于各自独立使用三种方式的效果之和，成效显著，并且成本低微，具有很高的经济利益和环境效益。

Description

一种复合水生态修复方法

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种修复水生态的方法，尤其涉及一种复合水生态修复方法。

背景技术

目前，我国的城市景观水、生态湖泊、河涌水环境、农村生活污水、水产养殖循环水等方面的污染及防治情况不容乐观。由于城市建设的加强，城市景观水的需求增加，对其水环境的治理要求进一步加剧。目前我国对于这些水环境的治理，经常采用的方法包括循环过滤法、跌水曝气法、气浮生化法等方法，这些方法在水环境生态修复治理方面取得了一定的效果，但是这些方法都各自具有一些难以克服的缺点。

循环过滤法是根据水体大小，设计配套的过滤砂缸和循环水泵并铺设用以循环景观水的管路的方法。该方法需安放大量水泵和过滤设备，同时要进行土建施工，前期投资成本较高；后期设备运行阶段，水体循环耗电量大，维修与更换过滤设备费用高昂；施工时间较长，占地面积较大，过滤装置涉及到很多机械电器设备，需要专业人员进行操作和养护管理；系统使用寿命短；需要定期进行反冲洗；操作复杂。

跌水曝气法是采用喷泉或其他曝气装置向水体中充入氧气，来增加水体溶解氧的含量，从而达到水体净化目的的方法。该方法依靠水泵实现跌水曝气，或用喷泉曝气，设计与施工较易进行，曝气装置较易操作，前期投资不高，但是，该方法无法保持水体清洁，需定期对水面藻类进行清理打捞和和换水，需要消耗大量财力和人力。

气浮生化法是通过向水中加压充氧及絮凝剂絮凝，使藻类颗粒和悬浮物浮至水面，然后用刮板刮去，实现治水的方法。气浮产生的浮渣是高浓度垃圾，会影响小区生活环境并添负荷。该方法需要气浮设备、加药设备等水处理设备；需要建设地下防水钢筋混凝土设备机房，循环管道，由于本身都是钢制和进口产品，前期投资成本较高，运行费用也较高。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种复合水生态修复方法，该方法投资低、耗电少无需人工操作、且杀菌除藻净水效果好且持久。

本发明通过以下方案达到上述目的：

一种复合水生态修复方法，包括使用浸没式光电催化反应装置及水生态修复制剂。

优选的，上述浸没式光电催化反应装置包括多根光电催化管，光电催化管分别与出水管和进水管相连，所述光电催化管由管体及管体内的紫外灯和钛矿型TiO₂薄膜构成。锐钛矿型TiO₂薄膜作为光敏材料，采用波长λ=380nm左右的近紫外光照射，由于紫外光的催化作用，使锐钛矿相TiO₂激发，具有很强的氧化还原电位，导致细菌和藻类细胞壁或者活性酶发生蛋白质变性，并改变水体中有机污染物的分子特性，使得有机污染物变得更加容易分解。污染水体中的有机物随即被氧化，最终得到无机小分子产物如二氧化碳和水等，达到杀菌除藻、净化水质的目的。

优选的，上述水生态修复制剂是由氨氧化细菌、氮氧化细菌和反硝化细菌组成的组合物，其中所述各组分的重量百分比为氨氧化细菌48-55%，氮氧化细菌33-40%，反硝化细菌5-15%。

进一步优选的，上述所述各组分的重量百分比为氨氧化细菌53%、氮氧化细菌37%和反硝化细菌10%。

进一步优选的，上述氨氧化细菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属中的一种或多种；所述氮氧化细菌包括硝酸菌属、硝化螺旋菌属中的一种或多种；所述反硝化细菌包括铜绿假单胞菌P. Aeruginosa、丁香假单胞菌P. syringae、恶臭假单胞菌P. putida、荧光假单胞菌P. fluorescens.中的一种或多种。

其中亚硝化单胞菌属包括Nitrosomonas aestuarii, N. communis, N. cryotolerans, N. europaea, N. eutropha, N. halophila, N. marina, N. nitrosa, N. oligotropha, N. ureae, N. sp.等，亚硝化球菌属包括Nitrosococcus oceanus, Nitrosococcus oceani, N. halophilus等。

其中，硝酸菌属包括维氏硝化杆菌，维氏硝酸杆菌等，硝化螺旋菌属包括Nitrospira marina, N. moscoviensis, N. sp.等。

一种优选的复合水生态修复方法，包括使用浸没式光电催化反应装置及水生态修复制剂及生态滤床。

优选的，上述生态滤床包括集水管、床体、出水管及杀菌设备，所述集水管一侧与床体相连，集水管另一侧与杀菌设备相连，杀菌设备另一侧与出水管相连。水经床体过滤后进入集水管，集水管收集的水经杀菌设备后，再从出水管流出，从而达到洁净水体的目的。

进一步优选的，上述生态滤床还包括水泵，所述水泵与集水管相连，用于为收集床体过滤后的水提供动力，还包括设置在床体上的水生植物。

进一步优选的，上述床体包括鹅卵石、陶粒、多孔介质。

一种优选的复合水生态修复方法，包括使用浸没式光电催化反应装置及水生态修复制剂并在水体中种植沉水和浮叶植物。

一种优选的复合水生态修复方法，包括使用浸没式光电催化反应装置及水生态修复制剂及生态滤床并在水体中种植沉水和浮叶植物。

进一步优选的，上述沉水和浮叶植物的品种的选择可综合岸线景观和湖面倒影及其项目区域特性来具体确定，使其景观形成优美的水面画卷。沉水植物一般选择苦草、伊乐藻、金鱼藻、轮叶黑藻等，浮叶植物的选择以狐尾草、睡莲为主。这些沉水植物与水体中的藻类存在营养竞争作用，能通过分泌化学物质来抑制藻类的生长繁殖，因而可以利用沉水植物降低水体中的各种污染物（如N、P、CODcr等）的含量，抑制藻类的生长繁殖，解决水体的富营养化问题。

本发明通过通过修复制剂、水生植物、动物共同作用，促进自然界中的土著微生物生长繁殖，为受污染水体创造一个能顺利完成污染物自然降解功能的环境。通过原位培育，增加微生物活性，通过微生物生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而促进水体向洁净好氧水生态系统演变，使食物链延长并稳定系统，提高耐冲击力，逐渐恢复水生生态系统和水体的自净功能。此外，结合使用浸没式光电催化反应装置，采用锐钛矿型TiO₂薄膜为光敏材料，采用波长λ=380nm左右的近紫外光照射，由于紫外光的催化作用，使锐钛矿相TiO₂激发，具有很强的氧化还原电位，导致细菌和藻类细胞壁或者活性酶发生蛋白质变性，并改变水体中有机污染物的分子特性，使得有机污染物变得更加容易分解。污染水体中的有机物随即被氧化，最终得到无机小分子产物如二氧化碳和水等，达到进一步杀菌除藻、净化水质的目的。本发明进一步结合复合生态滤床，通过床体的吸附过滤除菌除藻作用，结合使用杀菌设备对床体过滤后水再进行除菌除藻作用，从而能有效洁净水体，且延长复合生态滤床的使用周期和增强其使用效果。

本发明采用的设备简单，使用方便，水生态修复制剂结合浸没式光电催化反应装置及生态滤床，可以极大的延长生态滤床和浸没式光电催化反应装置的有效使用时间和使用效果，使得生态滤床使用周期长，不需经常更换，而且三种方式结合采用，使得水处理的效果极大地提高，明显优于各自独立使用三种方式的效果之和，成效显著，并且成本低微，具有很高的经济利益和环境效益。

附图说明

图1所示为本发明中浸没式光电催化反应装置的立体结构示意图。

其中，1-光电催化管，2-进水管，3-出水管，4-紫外灯，5-TiO₂薄膜。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1：

一种复合水生态修复方法，包括在水底放入浸没式光电催化反应装置，在水中投放水生态修复制剂，在水体中修建生态滤床，并在水中栽培沉水植物和浮叶植物。

如图1所示的浸没式光电催化反应装置，包括4根光电催化管1，每根光电催化管1分别与出水管2和进水管3相连，光电催化管为圆柱形，光电催化管的管体内的设置有紫外灯4和钛矿型TiO₂薄膜5构成，紫外灯可发射出发射波长为380nm左右的紫外光。

水生态修复制剂各组分的重量百分比为： Nitrosomonas aestuarii 53%、维氏硝化杆菌37%和铜绿假单胞菌P. Aeruginosa 10%。

生态滤床包括集水管、床体、杀菌设备、出水管、水生植物及水泵，床体与集水管一侧相连，集水管另一侧与杀菌设备相连，杀菌设备另一侧与出水管相连，床体上设置有水生植物，集水管还连接有水泵，水经床体过滤后在水泵提供的动力的驱动下进入集水管，集水管收集的水经杀菌设备后，再从出水管流出，从而达到洁净水体的目的。可以理解，滤床的床体可以是包括鹅卵石、陶粒、多孔介质。滤床的集水管是排列整齐的穿孔的塑料管道。

水体中栽培的沉水和浮叶植物的品种的选择可综合岸线景观和湖面倒影及其项目区域特性来具体确定，使其景观形成优美的水面画卷。在本实施例中，沉水植物选择苦草、伊乐藻，浮叶植物选择狐尾草、睡莲。

实施例2：

一种复合水生态修复方法，包括在水底放入浸没式光电催化反应装置，在水中投放水生态修复制剂，在水体中修建生态滤床。

浸没式光电催化反应装置，包括4根光电催化管1，每根光电催化管1分别与出水管2和进水管3相连，光电催化管为圆柱形，光电催化管的管体内的设置有紫外灯4和钛矿型TiO₂薄膜5构成，紫外灯可发射出发射波长为380nm左右的紫外光。

水生态修复制剂各组分的重量百分比为：Nitrosococcus oceanus 48%、维氏硝酸杆菌37%和丁香假单胞菌P. syringae 15%。

生态滤床包括集水管、床体、杀菌设备、出水管、水生植物及水泵，床体与集水管一侧相连，集水管另一侧与杀菌设备相连，杀菌设备另一侧与出水管相连，床体上设置有水生植物，集水管还连接有水泵，水经床体过滤后在水泵提供的动力的驱动下进入集水管，集水管收集的水经杀菌设备后，再从出水管流出，从而达到洁净水体的目的。

实施例3：

一种复合水生态修复方法，包括在水底放入浸没式光电催化反应装置，在水中投放水生态修复制剂。

水生态修复制剂各组分的重量百分比为： N. communis 55%、Nitrospira marina 40%和恶臭假单胞菌P. putida 5%。

实施例4：

一种复合水生态修复方法，包括在水底放入浸没式光电催化反应装置，在水中投放水生态修复制剂，并在水中栽培沉水植物和浮叶植物。

水生态修复制剂各组分的重量百分比为：N. halophilus 52%、N. moscoviensis 33%和荧光假单胞菌P. fluorescens. 15%。

水体中栽培的沉水和浮叶植物的品种的选择可综合岸线景观和湖面倒影及其项目区域特性来具体确定，使其景观形成优美的水面画卷。在本实施例中，沉水植物选择金鱼藻、轮叶黑藻，浮叶植物选择睡莲。

实施例5：

水生态修复制剂各组分的重量百分比为：N. halophila 54%、N. sp. 38%和丁香假单胞菌P. syringae 8%。

水体中栽培的沉水和浮叶植物的品种的选择可综合岸线景观和湖面倒影及其项目区域特性来具体确定，使其景观形成优美的水面画卷。在本实施例中，沉水植物选择苦草、金鱼藻、轮叶黑藻，浮叶植物选择狐尾草。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种复合水生态修复方法，其特征在于，包括使用浸没式光电催化反应装置及水生态修复制剂。

2.如权利要求1所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，浸没式光电催化反应装置包括多根光电催化管，光电催化管分别与出水管和进水管相连，所述光电催化管由管体及管体内的紫外灯和钛矿型TiO₂薄膜构成。

3.如权利要求1或2所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，所述水生态修复制剂是由氨氧化细菌、氮氧化细菌和反硝化细菌组成的组合物，其中所述各组分的重量百分比为氨氧化细菌48-55%，氮氧化细菌33-40%，反硝化细菌5-15%。

4.如权利要求3所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，所述各组分的重量百分比为氨氧化细菌53%、氮氧化细菌37%和反硝化细菌10%。

5.如权利要求4所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，所述氨氧化细菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属中的一种或多种；所述氮氧化细菌包括硝酸菌属、硝化螺旋菌属中的一种或多种；所述反硝化细菌包括恶臭假单胞菌、铜绿假单胞菌、丁香假单胞菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌中的一种或多种。

6.如权利要求1或5所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，还包括使用生态滤床。

7.如权利要求6所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，所述生态滤床包括集水管、床体、出水管及杀菌设备，所述集水管一侧与床体相连，集水管另一侧与杀菌设备相连，杀菌设备另一侧与出水管相连。

8.如权利要求7所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，还包括水泵，所述水泵与集水管相连，用于为收集床体过滤后的水提供动力，还包括设置在床体上的水生植物。

9.如权利要求8所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，所述床体包括鹅卵石、陶粒、多孔介质。

10.如权利要求1或5或8所述的一种复合水生态修复方法，其特征在于，还包括在水体中种植沉水和浮叶植物。