CN105399209A - 一种黑臭河道水体原位修复方法 - Google Patents

Abstract

一种黑臭河道水体原位修复方法，包括以下步骤：(1)检测河流水体的污染指标；(2)对河道进行预处理；采用生物富氧的方式，对黑臭河道进行水体增氧，保持河道水生系统中溶解氧的浓度在2mg/L～8mg/L；(3)在黑臭河道中顺水流方向铺设碳纤维生态草，其中碳纤维生态草的一端固定在铁制框架上，铁制框架采用附加重物或锚的方式固定在河道底部。铺设密度按照挂膜后碳纤维生态草的40cm²/L计量；(4)3~5天后，待碳纤维生态草初步挂膜，向黑臭河道不同水域段的开始端采用液体水面喷洒的方式喷洒经培养后的土著微生物，微生物投加区域面积按照水域面积的41%，根据不同水质的水域，投放比例按照区域水量的2~5：10⁴；解决日益严重的河流黑臭问题，而开发的低成本、低运行费用、安全的水体修复方法。

Description

一种黑臭河道水体原位修复方法

技术领域

本发明涉及一种黑臭河道水体修复的方法。

背景技术

随着国民经济不断增长，工业规模不断扩大，城镇人口不断增加，工业废水、生活污水的排放量日益增加，大量污染物质未经过处理流入江河、湖泊，造成大量的水资源受到污染，河流是重要的淡水资源之一，同时也是水源地的重要组成。它与人民的生产、生活以及经济的可持续发展休戚相关。河流有丰富的水量、水利和水产资源，又具有维持生物多样性、调节气候、蓄纳洪水、调节地表径流、生态修复水质等功能。但是，随着我国工农业的迅速发展、城市化进程加快和低级、粗放的经济发展模式，工业废水和生活污水排放量日益增加，大量营养物不断流入河流，给诸多河流造成了不良影响，其中河流黑臭已成为我国城市中小型河道共同存在的污染问题，河流黑臭对城市的环境造成极其严重的影响，不但影响城市容貌，更是影响周边居民的生活和健康。

发明内容

本发明的目的是为了解决日益严重的河流黑臭问题，而开发的低成本、低运行费

用、安全的水体修复方法的黑臭河道水体原位修复方法。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案:一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）检测河流水体的污染指标；

（2）对河道进行预处理；采用生物富氧的方式，对黑臭河道进行水体增氧，保持河道水生系统中溶解氧的浓度在2mg/L～8mg/L；

（3）在黑臭河道中顺水流方向铺设碳纤维生态草，，其中碳纤维生态草的一端固定在铁制框架上，铁制框架采用附加重物或锚的方式固定在河道底部，铺设密度按照挂膜后碳纤维生态草的40cm²/L计量；

（4）3~5天后，待碳纤维生态草初步挂膜，向黑臭河道不同水域段的开始端采用液体水面喷洒的方式喷洒经培养后的土著微生物，微生物投加区域面积按照水域面积的41%，根据不同水质的水域，投放比例按照区域水量的2~5：10⁴；

（5）10天后，土著微生物集聚体达到稳定状态，污染物、溶解氧、分解代谢产物以及各种营养元素首先经过液相扩散到生物膜的表面，再在浓度差及微生物吸收等因素的作用下进入生物膜和活性污泥团内部，进而有机物、氮磷营养物被微生物利用和分解氧化，最终形成各种代谢产物：H₂O、CO₂、NH₄ ⁺、SO₄ ^2-、CH₄、H₂S。

作为优选，碳纤维生态草是把用于衣服原料的丙烯酸树脂、石油、碳中取得的沥青等有机物纤维化，然后再经过特殊的热处理而产生的直径为7微米的12000根长丝集合而成的具有微细石墨结晶结构的纤维状碳物质，含碳量高于90%-98%，且化学十分稳定，具有含氧官能团。

作为优选，土著微生物为以兼性微生物菌群为主的枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、真菌。等数十种不同类型的、具有降解污水中的污染物的特殊功能的不含致病菌，不含重金属和有毒有害化学物质的微生物菌群。

作为优选，土著微生物是经过实地调研、水体原位多点采样、菌株分离筛选、菌剂效果验证、优化工艺参数、菌剂现场扩培培养而成。

作为优选，碳纤维材料具有导电性，让其直接接触金属铁，可直接分解水污浊源中的含磷化合物及含氮化合物。

本发明有益效果：本发明方法尤其针对以城市内河形式存在的黑臭河道水体修复具有显著的积极意义。碳纤维主要是由80％以上碳元素组成的一种特种纤维，通过改性处理提高含氧官能团和比表面积，它具有耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特点，与微生物一起可形成黑臭河道水处理工艺。

碳纤维水质净化原理可以分为三个阶段。第一阶段主要是微生物吸附阶段，形成动态生物膜和活性污泥团；第二阶段是在水体水质情况明显改善后，长出大型丝状绿藻，丝状绿藻具有强大吸附水体污染物和空气CO₂的能力，同时具有很高的生物质利用价值；第三阶段原位恢复本土沉水植物，由于碳纤维吸附污染物一方面改善水体透明度和光照条件，调节水体PH值，另一方面其吸附的营养物通过缓释作用补充给水生植物的特殊功能，促进了水体沉水植物的原位修复。

本发明有益效果：解决日益严重的河流黑臭问题，而开发的低成本、低运行费

用、安全的水体修复方法的黑臭河道水体原位修复方法。

附图说明

图1的本发明示意图。

具体实施方式

实施例1:一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于包括以下步骤：

检测河流水体的污染指标；对河道进行预处理；采用生物富氧的方式，对黑臭河道进行水体增氧，保持河道水生系统中溶解氧的浓度在2mg/L～8mg/L；在黑臭河道中顺水流方向铺设碳纤维生态草，，其中碳纤维生态草的一端固定在铁制框架上，铁制框架采用附加重物或锚的方式固定在河道底部，铺设密度按照挂膜后碳纤维生态草的40cm²/L计量；3~5天后，待碳纤维生态草初步挂膜，向黑臭河道不同水域段的开始端采用液体水面喷洒的方式喷洒经培养后的土著微生物，土著微生物为以兼性微生物菌群为主的枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、真菌。微生物投加区域面积按照水域面积的41%，根据不同水质的水域，投放比例按照区域水量的2~5：10⁴；10天后，土著微生物集聚体达到稳定状态，污染物、溶解氧、分解代谢产物以及各种营养元素首先经过液相扩散到生物膜的表面，再在浓度差及微生物吸收等因素的作用下进入生物膜和活性污泥团内部，进而有机物、氮磷营养物被微生物利用和分解氧化，最终形成各种代谢产物：H₂O、CO₂、NH₄ ⁺、SO₄ ^2-、CH₄、H₂S。经过一段时间的处理后，黑臭水体的水质情况会有明显的改善，水体透明度增加，光照条件改善，同时水体中会长出大量丝状藻类，在光合作用下，藻类细胞能吸收利用水体中的无机氮和有机氮化合物作为氮源，利用CO₂和碳酸盐作为碳源，进行光自养生长代谢，被吸收的硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐合成藻细胞氨基酸和蛋白质等物质。水体中的磷酸盐在有氧的条件下，能直接被藻细胞所吸收，并通过多种磷酸化途径转化成ATP、磷脂等有机物；在无氧的条件，形成磷酸盐，并且藻类在光合作用下吸收二氧化碳的同时释放出氧气，提高水体中的溶解氧。

碳纤维生态草是把用于衣服原料的丙烯酸树脂、石油、碳中取得的沥青等有机物纤维化，然后再经过特殊的热处理而产生的直径为7微米的12000根长丝集合而成的具有微细石墨结晶结构的纤维状碳物质，含碳量高于90%-98%，且化学十分稳定，具有含氧官能团。

土著微生物是经过实地调研、水体原位多点采样、菌株分离筛选、菌剂效果验证、优化工艺参数、菌剂现场扩培培养而成。

碳纤维材料具有导电性，让其直接接触金属铁，可直接分解水污浊源中的含磷化合物及含氮化合物。

采用土著微生物治理前后水体污染物去除率对比：

表2-1碳素纤维水质净化对各类污染物的去除率（%）

表2-1碳素纤维水质净化对各类污染物的去除率（%）

Claims (5)

1.一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于包括以下步骤：

检测河流水体的污染指标；

对河道进行预处理；采用生物富氧的方式，对黑臭河道进行水体增氧，保持河道水生系统中溶解氧的浓度在2mg/L～8mg/L；

在黑臭河道中顺水流方向铺设碳纤维生态草，其中碳纤维生态草的一端固定在铁制框架上，铁制框架采用附加重物或锚的方式固定在河道底部，铺设密度按照挂膜后碳纤维生态草的40cm²/L计量；

3~5天后，待碳纤维生态草初步挂膜，向黑臭河道不同水域段的开始端采用液体水面喷洒的方式喷洒经培养后的土著微生物，微生物投加区域面积按照水域面积的41%，根据不同水质的水域，投放比例按照区域水量的2~5：10⁴；

10天后，土著微生物集聚体达到稳定状态，污染物、溶解氧、分解代谢产物以及各种营养元素首先经过液相扩散到生物膜的表面，再在浓度差及微生物吸收等因素的作用下进入生物膜和活性污泥团内部，进而有机物、氮磷营养物被微生物利用和分解氧化，最终形成各种代谢产物：H₂O、CO₂、NH₄ ⁺、SO₄ ^2-、CH₄、H₂S。

2.根据权利要求1所述的一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于碳纤维生态草是把用于衣服原料的丙烯酸树脂、石油、碳中取得的沥青等有机物纤维化，然后再经过特殊的热处理而产生的直径为7微米的12000根长丝集合而成的具有微细石墨结晶结构的纤维状碳物质，含碳量高于90%-98%，且化学十分稳定，具有含氧官能团。

3.根据权利要求1所述的一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于土著微生物为以兼性微生物菌群为主的枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、真菌。

4.根据权利要求1所述的一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于土著微生物是经过实地调研、水体原位多点采样、菌株分离筛选、菌剂效果验证、优化工艺参数、菌剂现场扩培培养而成。

5.根据权利要求1所述的一种黑臭河道水体原位修复方法，其特征在于碳纤维材料具有导电性，让其直接接触金属铁，可直接分解水污浊源中的含磷化合物及含氮化合物。