CN105621629A - 一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，属于环境工程、生态工程以及水利工程设计领域。本发明的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，主要包括以下步骤：（1）导流坝设置，（2）进水堰构建，（3）曝气装置设置，（4）微生物附着基模块构建及固定，（5）微生物制剂投放。本发明通过划定驯化区，改变水流梯度和溶解氧梯度，逐步对河水微生物进行预先原位驯化，使得移植到同一河道进行生态修复时减少了微生物的适应时间，并且有利于微生物的成活率，增强微生物净化效果。

Description

一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法
技术领域
本发明涉及环境工程、生态工程以及水利工程设计领域，具体地说，涉及一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法。
背景技术
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。
目前，国内外河道生态修复面临的最主要问题之一是河道水污染严重，生态系统退化，只靠河道本身自净能力不足以保持河道水质。大多采用仿生植物或者组合填料作为微生物附着基来增强微生物附着，进而增强河道的自身净化能力。但大部分微生物附着基未经过专门的微生物驯化培养阶段，直接放置于河道中，自身需要经过漫长的过程才能完成微生物挂膜，大大影响了河道净化的效率。
一种针对黑臭河道水体修复的方法（CN102603078A）公开了采用仿生水草-微生物制剂-鲢鱼-河蚌-蚯蚓的复合体系，利用生物富氧技术，采用原位治理的方式进行黑臭河道进行水体修复，该方法采用了仿生水草作为微生物附着基，但并未对微生物进行驯化，微生物挂膜时间较长。
一种河道生态构建与水体修复系统（CN102276068A），公布了一种用于对河道环境的治理的生态构建与水体修复系统。设备房内设置有生物菌种箱、生物菌输送泵、供氧风机；生物菌输送泵分别经生物菌输送管道与生物菌种箱、生物菌箱连接，生物菌箱放置在河道内；供氧风机经管道分别与生物菌种箱、生物菌箱、空气管道连接，空气管道上通过支管连接器装有膜片曝气管，空气管道及膜片曝气管放置在河道内；河道内有生物菌填料。该方法并未考虑到微生物驯化后直接用于原河道，而是一直输送微生物和氧气，能耗和造价都较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，包括以下步骤：
（1）导流坝设置：所述的导流坝设置于河道边侧，隔离出驯化区，引部分河水进入驯化区；
（2）进水堰构建：所述的进水堰设置于驯化区最上游，控制驯化区进水量，用于实现驯化区水流梯度变化；
（3）曝气装置设置：所述的曝气装置设置在进水堰下游，用于控制驯化区河流溶解氧，用于实现驯化区河水溶解氧梯度变化；
（4）微生物附着基模块构建及固定：所述的微生物附着基模块固定于曝气装置下游，用于为微生物提供载体；
（5）微生物制剂投放：所述的微生物制剂投放于微生物附着基模块的上游和中下游，增强微生物挂膜速率。
更进一步地，所述的导流坝高出水面0.2-0.3m，顶宽0.5-1.0m，长度为30m，所述的导流坝包括导流坝基础和导流坝坝体；所述的导流坝基础由混凝土浇灌构成；所述的导流坝坝体由砖混、钢混或沙袋构成。
更进一步地，所述的进水堰的堰高出水面0.2-0.3m，长度为驯化区的宽度，所述的进水堰包括水泥基础和上部百叶窗式钢板；所述的上部百叶窗式钢板可调节闭合度。
更进一步地，所述的曝气装置包括鼓风机、输气管线和曝气管线；所述的鼓风机后设置开关，可调节开关控制风量；所述的输气管线连接鼓风机和曝气管线。
更进一步地，所述的曝气管线为一端封闭的PC管，设置于河道底部，通过输气管线与河岸风机相连接，每隔5cm设置一个直径为0.2cm的出气孔。
更进一步地，所述的微生物附着基模块通过框架式微生物附着基固定装置固定在驯化区的中部，所述的框架式微生物附着基固定装置的框架宽为进水堰的2/3，长度为20m。
更进一步地，所述的框架式微生物附着基固定装置包括框架式固定模块、附着基固定吊环、模块连接装置与固定装置；所述的框架式固定模块通过模块连接装置相连成框架，所述的附着基固定吊环设于框架式固定模块的横梁中央，用于固定附着基，所述的固定装置用于固定框架。
更进一步地，所述的框架式固定模块为长方体不锈钢框架，其四个侧梁向上伸出0.5m，所述的框架式固定模块的截面为1000*1000mm的正方形。所述的模块连接装置采用不锈钢套环固定于各框架式固定模块侧梁的伸出部位。所述的框架的高度低于水面0.5m。所述的附着基固定吊环的直径为5cm。所述的附着基为组合填料，由生物绳连接。所述的生物绳的材料为聚丙烯和维尼纶，其比重为1.09，外径为100mm，比表面积为2.4m2/m。
更进一步地，所述的微生物制剂包括硝化细菌制剂和反硝化细菌制剂，硝化细菌制剂的投放位置为微生物附着基模块的前端，反硝化细菌制剂的投放位置为距前端2/3处，投放时间为第1、3、5、10、20、30天。
更进一步地，所述的驯化区长30m，宽为河道水面1/4。
驯化方法的操作步骤如下：
（1）构建导流坝、进水堰、曝气装置、微生物附着基模块；
（2）逐渐增大进水速率，减少曝气量，30天内逐步调节为：进水速率为河道水流速率，曝气量为0；同时投放微生物制剂。
（3）吊出微生物附着基模块，检验微生物挂膜情况，若挂膜成功则移植于同一河道净化系统，若不成功重复步骤。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下的显著优点：
1、本发明通过划定驯化区，改变水流梯度和溶解氧梯度，逐步对河水微生物进行预先原位驯化，使得移植到同一河道进行生态修复时减少了微生物的适应时间，并且有利于微生物的成活率，增强微生物净化效果。
2、本发明利用进水堰和曝气装置控制水流和溶解氧梯度，逐步改善河流的水速和溶解氧，增强了微生物的成活率。
3、本发明中使用框架式固定装置固定微生物附着基模块，便于安装和拆卸。
4、本发明中进行微生物制剂投放可以大大缩短了驯化时间。
附图说明
图1是本发明一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法的示意图；
图2是本发明中的框架式微生物附着基固定装置的结构示意图；
图中标号说明：
1、导流坝，2、进水堰，3、曝气装置，4、微生物附着基模块，4-1、框架式固定模块，4-2、附着基固定吊环,4-3、模块连接装置，4-4、固定装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1和2所示，一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，包括以下步骤：
（1）导流坝设置：所述的导流坝1设置于河道边侧，隔离出驯化区，引部分河水进入驯化区；
（2）进水堰构建：所述的进水堰2设置于驯化区最上游，控制驯化区进水量；
（3）曝气装置设置：所述的曝气装置3设置在进水堰下游，用于控制驯化区河流溶解氧；
（4）微生物附着基模块构建及固定：所述的微生物附着基模块4固定于曝气装置3下游，用于为微生物提供载体；
（5）微生物制剂投放：所述的微生物制剂投放于微生物附着基模块4的上游和中下游，增强微生物挂膜速率。
所述的导流坝1高出水面0.2-0.3m，顶宽0.5-1.0m，长度为30m，所述的导流坝包括导流坝基础和导流坝坝体；所述的导流坝基础由混凝土浇灌构成；所述的导流坝坝体由砖混、钢混或沙袋构成。
所述的进水堰2的堰高出水面0.2-0.3m，长度为驯化区的宽度，所述的进水堰包括水泥基础和上部百叶窗式钢板；所述的上部百叶窗式钢板可调节闭合度。
所述的曝气装置3包括鼓风机、输气管线和曝气管线；所述的鼓风机后设置开关，可调节开关控制风量；所述的输气管线连接鼓风机和曝气管线。
所述的曝气管线为一端封闭的PC管，设置于河道底部，通过输气管线与河岸风机相连接，每隔5cm设置一个直径为0.2cm的出气孔。
所述的微生物附着基模块4通过框架式微生物附着基固定装置固定在驯化区的中部，所述的框架式微生物附着基固定装置的框架宽为进水堰的2/3，长度为20m。
所述的框架式微生物附着基固定装置包括框架式固定模块4-1、附着基固定吊环4-2、模块连接装置4-3与固定装置4-4；所述的框架式固定模块4-1通过模块连接装置4-3相连成框架，所述的附着基固定吊环4-2设于框架式固定模块4-1的横梁中央，用于固定附着基，所述的固定装置4-4用于固定框架。
所述的框架式固定模块为长方体不锈钢框架，其四个侧梁向上伸出0.5m，所述的框架式固定模块的截面为1000*1000mm的正方形。所述的模块连接装置采用不锈钢套环固定于各框架式固定模块侧梁的伸出部位。所述的框架的高度低于水面0.5m。所述的附着基固定吊环的直径为5cm。所述的附着基为组合填料，由生物绳连接。所述的生物绳的材料为聚丙烯和维尼纶，其比重为1.09，外径为100mm，比表面积为2.4m2/m。
所述的微生物制剂包括硝化细菌制剂和反硝化细菌制剂，硝化细菌制剂的投放位置为微生物附着基模块的前端，反硝化细菌制剂的投放位置为距前端2/3处，投放时间为第1、3、5、10、20、30天。
所述的驯化区长30m，宽为河道水面1/4。

Claims (9)

1.一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）导流坝设置：所述的导流坝设置于河道边侧，隔离出驯化区，引部分河水进入驯化区；
（2）进水堰构建：所述的进水堰设置于驯化区最上游，控制驯化区进水量；
（3）曝气装置设置：所述的曝气装置设置在进水堰下游，用于控制驯化区河流溶解氧；
（4）微生物附着基模块构建及固定：所述的微生物附着基模块固定于曝气装置下游，用于为微生物提供载体；
（5）微生物制剂投放：所述的微生物制剂投放于微生物附着基模块的上游和中下游，增强微生物挂膜速率。
2.根据权利要求1所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的导流坝高出水面0.2-0.3m，顶宽0.5-1.0m，长度为30m，所述的导流坝包括导流坝基础和导流坝坝体；所述的导流坝基础由混凝土浇灌构成；所述的导流坝坝体由砖混、钢混或沙袋构成。
3.根据权利要求1所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的进水堰的堰高出水面0.2-0.3m，长度为驯化区的宽度，所述的进水堰包括水泥基础和上部百叶窗式钢板；所述的上部百叶窗式钢板可调节闭合度。
4.根据权利要求1所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的曝气装置包括鼓风机、输气管线和曝气管线；所述的鼓风机后设置开关，可调节开关控制风量；所述的输气管线连接鼓风机和曝气管线。
5.根据权利要求4所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的曝气管线为一端封闭的PC管，设置于河道底部，通过输气管线与河岸风机相连接，每隔5cm设置一个直径为0.2cm的出气孔。
6.根据权利要求1所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的微生物附着基模块通过框架式微生物附着基固定装置固定在驯化区的中部，所述的框架式微生物附着基固定装置的框架宽为进水堰的2/3，长度为20m。
7.根据权利要求6所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的框架式微生物附着基固定装置包括框架式固定模块、附着基固定吊环、模块连接装置与固定装置；所述的框架式固定模块通过模块连接装置相连成框架，所述的附着基固定吊环设于框架式固定模块的横梁中央，用于固定附着基，所述的固定装置用于固定框架。
8.根据权利要求1所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的微生物制剂包括硝化细菌制剂和反硝化细菌制剂，硝化细菌制剂的投放位置为微生物附着基模块的前端，反硝化细菌制剂的投放位置为距前端2/3处，投放时间为第1、3、5、10、20、30天。
9.根据权利要求1所述的一种适应快速水流模块化微生物原位驯化方法，其特征在于，所述的驯化区长30m，宽为河道水面1/4。
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