CN103570136A - 一种生物浓缩去除水体污染物、产生能源的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物浓缩去除水体污染物、产生能源的方法，在大面积、大水量低浓度污染物 COD 为 50~500mg/L 的水体中放养漂浮植物，以浓缩水体污染物；定期打捞水体中的水生植物，并将其压滤液进行厌氧发酵，产生沼气生物能源。本发明污染物浓缩的主要动力为太阳能，处理污染物的过程不使用化学产品，管理、运行费用低，不会对水体造成二次污染；本发明的方法将大面积、大水量低浓度污染物水体（ COD50~500mg/L ）浓缩成小水量、高浓度污染物浓度的水生植物压滤液（ COD10000~100000mg/L ），采用厌氧发酵将其转化为生物能源——沼气，加以利用。

Description

一种生物浓缩去除水体污染物、产生能源的方法
技术领域
本发明涉及生物化学技术领域，具体涉及生物法治理污水的方法。
背景技术
水体具有一定的自净能力，若排入水体的污染物量超过水体的环境容量，则耗氧速度超过富氧速度，水体出现缺氧甚至无氧，使水质恶化、黑臭。近年来，由于工农业的迅速发展，人口城镇化速度剧增，大量含污染物的污水未经处理排放至河、湖等水体中，导致水体污染程度加剧。
治理水体污染的常用方法主要有，1）物理方法；2）化学方法；3）生物方法；4）化学与生物组合方法。
物理方法是通过沉淀、过滤等方法去除水体中的污染物，去除效率不高，处理污染物不彻底。
化学方法是通过投放化学药剂，发生氧化还原、沉淀、中和等化学反应以去除污染物；该方法投放药剂量大，处理成本高，残余药剂对下游水体微生物会产生危害。
生物方法主要有厌氧和好氧生物处理两种。厌氧生物处理是指在一定水温及厌氧情况下，通过微生物降解水体中的污染物，净化水体。该处理方法要求待处理水体水温保持在30~38℃，且处理后水体仍含有一定量污染物，处理不彻底，不适宜处理量大、常温、低污染物浓度的河流和湖泊等水体。好氧生物处理是指通过人工方法形成厌氧—缺氧—好氧环境，将水体中污染物加以降解。去除1公斤化学需氧量（COD）需消耗电能约0.5度电。故不适宜处理面积大、水量大的河流和湖泊等水体。
河流和湖泊等常温、低浓度、大面积水体，上述几种方法都不适宜，本发明正是在现有技术存在缺陷的情况下提出的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对常温、低污染物浓度的水体，采用生物浓缩的方法，将大面积、大水量低浓度污染物水体（COD50~500mg/L）浓缩成小水量、高浓度污染物浓度的水生植物压滤液（COD10000~100000mg/L），采用厌氧发酵将其转化为生物能源——沼气，加以利用。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是，一种生物浓缩去除水体污染物、产生能源的方法，其特征在于，在大面积、大水量低浓度污染物COD为50~500mg/L的水体中放养漂浮植物，以浓缩水体污染物；定期打捞水体中的水生植物，并将其压滤液进行厌氧发酵，产生沼气生物能源。
本发明一技术方案中，所述水体为河流和湖泊。
本发明一技术方案中，所述漂浮植物包括浮萍、水葫芦和水花生。
本发明一技术方案中，所述漂浮植物占整个水体面积的60-80%，浮萍占放养面积50-60%，其余为水葫芦和水花生，两者比例任意。
本发明一技术方案中，漂浮植物每10天打捞一次，浮萍每次打捞量为其总量的20%。水葫芦、水花生的打捞量为其各自总量40%。
本发明一技术方案中，漂浮植物放养密度为浮萍0.3-0.5kg/m 2 ，水花生0.9 kg/m 2 ，水葫芦1.5 kg/m 2 。
本发明的主要优点如下：
1. 污染物浓缩的主要动力为太阳能，处理污染物的过程不使用化学产品，管理、运行费用低，不会对水体造成二次污染；
2. 浮萍等水生植物的繁殖速度快, 吸收有机物、氮和磷含量高，对水体污染物净化效果明显；
3. 对水体进行处理的同时，还进行光合作用，固定太阳能，转化为生物能源：浮萍拥有较高的淀粉积累能力，其含量最高可达52%。浮萍产量可达3吨/亩.年，淀粉产量800公斤/（亩.年）以上，每亩浮萍经压滤后厌氧发酵可产沼气500~1000立方米。
对水体污染物的高度浓缩，100亩水体面积，水深为2m 的污染水体，其污染水体为133200立方米，通过水生植物的生物浓缩后，转化为4000立方米左右的高污染物浓度的水生植物压滤液，将压滤液进行中温厌氧发酵，所产生物能源——沼气作为气体能源进行发电、产蒸汽等用途。
本方法适用于低污染物浓度的河流、湖泊等自然水体，还可以适用于经常规好氧处理后的常温、低浓度工业废水，去除水体中的有机物、氮和磷，以达到相应的排放标准。冬季在水温低的区域停止打捞，并改放养耐寒植物，替代浮萍、水葫芦及水花生的作用。
本方法中未提及的具有光和作用的光合细菌或藻类，其功能类似浮萍、水葫芦及水花生等水生植物，也适用于本方法。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体地区条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规生产中的条件。
年7月~9月，在苏州胥口镇某小区旁一河流边设置敞口碳钢水箱（长3米，宽1米）两个，用泵抽取该河流水，水箱水深0.7米，顶部有溢流口，河水在水箱内停留时间为30天，一个水箱水体作为试验对照组，不放养水生植物，另一水箱水体均匀放养1公斤新鲜浮萍。每隔7天打捞一次浮萍，每次打捞约为总量的20%。经过两个月的取样分析结果，放养浮萍的水箱出水COD为未放养浮萍水箱出水COD的20%，氨氮为后者的16%，总磷为后者的10%，即浮萍对COD去除率为80%，氨氮去除率84%，总磷去除率90%。浮萍压滤液COD平均浓度为50000毫克/升，厌氧发酵产沼气能力为305毫升/克总固体。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物浓缩去除水体污染物、产生能源的方法，其特征在于，在大面积、大水量低浓度污染物COD为50~500mg/L的水体中放养漂浮植物，以浓缩水体污染物；定期打捞水体中的水生植物，并将其压滤液进行厌氧发酵，产生沼气生物能源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水体为河流和湖泊。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述漂浮植物包括浮萍、水葫芦和水花生。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述漂浮植物占整个水体面积的60-80%，浮萍占放养面积50-60%，其余为水葫芦和水花生，两者比例任意。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，漂浮植物每10天打捞一次，浮萍每次打捞量为其总量的20%。
6.水葫芦、水花生的打捞量为其各自总量40%。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，漂浮植物放养密度为浮萍0.3-0.5kg/m2，水花生0.9 kg/m2，水葫芦1.5 kg/m2。
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