CN106830365A - 一种生物清污净化水质方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物清污净化水质方法：首先，污泥搅拌分离：采用移动式曝泥设备，使治理河、湖底污泥重新沉淀；然后，建立微生物生存载体系统：在治理河、湖中投放碳源和微生物菌床，为优势菌群提供繁殖、寄生、生长的环境；培养投放优势菌群：提取治理河、湖水体中有净化水质功能的微生物，形成优势菌群投入污染水体工程段中；安装水体曝气设备；最后，提升水体自净功能：优势菌群在曝气作用下快速繁殖，就地硝化降解污泥及水体中的有机物，降解、转化氨、氮和磷污染物质。本发明可就地硝化降解污泥，治理效果好，投资省、工期短，维护保养方便，可长期保持水体治理效果，彻底解决整治‑污染‑再整治‑再污染的难题。

Description

一种生物清污净化水质方法

技术领域

本发明涉及污水治理，特别涉及一种见效快、易操作、无二次污染、标本兼治的生物清污净化水质方法。

背景技术

目前国内城市湖泊、河道大部分承担着城市蓄洪、滞洪功能，遇到大雨，排入的雨水挟带大量的生活垃圾和泥尘形成淤积，淤积物厌氧发酵变成黑臭污泥，严重污染水体，无法长期保持水质洁净。

城市基础设施、地下排水管网比较老化，有机污染物的排入和沉积造成河涌氧平衡体系失衡。污水对城市湖泊、河道污染加重。水质恶化后，水体的菌群结构发生变异，水体自净功能严重退化，致使水质污染逐年加重。

目前常规采用的主要可行方案有人工清污、机械清污。其中人工清污，是将水体的水放干，将污泥袋装，在湖泊、河道底晾晒一段时间，然后再运上岸装车运出，然后填埋。人工清污彻底，但工期长，一方面在晾晒、运输及填埋过程中会造成对项目区、沿路及填埋区的二次污染。另一方面较长期的晾晒影响湖泊、河道的观感。且费用相对较高；机械清污采用挖泥船或吸泥泵将泥浆吸出，在岸边脱水后，将污泥运到堆泥厂填埋。机械清污无法彻底清除水体中的有机污染物，只能部分减少内源污染物，但不会显著改变水质。而且人工机械清污法不能根本解决湖泊、河道淤积问题，一定周期后，清淤后的水体重新积满污泥，从而造成人力和物力的浪费，还会彻底破坏河道的生态环境，短时间难以恢复。

目前人们也注意到传统方法清除污泥的不便，发明了生物清淤技术。但是在现有专利中，生物技术清淤的过程中要在水体中添加复合微生物菌剂、增氧剂等材料。某种程度上影响河涌的泄洪能力以及湖泊观感。本发明旨在提供一种操作简单，无二次污染，治理效果好且可以长期保持的微生物清淤技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种生物清污净化水质方法。该方法可就地硝化降解污泥，治理效果好，投资省、工期短，维护保养方便，可长期保持水体治理效果，彻底解决整治-污染-再整治-再污染的难题；同时，湖泊、河涌水质得到改善，氨氮等主要指标可达到地表水Ⅴ类标准；为众多城镇湖泊、河道黑臭污泥的治理提供了一种经济方便、切实可行的方法。

本发明所采用的技术方案是：一种生物清污净化水质方法，包括以下步骤：

首先，污泥搅拌分离：采用移动式曝泥设备，在治理河、湖底污泥进行搅拌作业，使污泥重新沉淀；

然后，建立微生物生存载体系统，培养投放优势菌群，并且，安装水体曝气设备；其中，所述的建立微生物生存载体系统为：在治理河、湖中投放碳源和微生物菌床，使得水体中的溶解氧浓度控制在2.0mg/L以上，为优势菌群提供繁殖、寄生、生长的环境；所述的培养投放优势菌群为：提取治理河、湖水体中有净化水质功能的微生物，经过筛选、提纯、驯化、扩配后，形成优势菌群，配合水体曝气装置投入治理河、湖中的污染水体工程段中；

最后，提升水体自净功能：启功移动式曝泥设备和水体曝气设备，优势菌群在曝气作用下快速繁殖，就地硝化降解污泥及水体中的有机物，降解、转化氨、氮和磷污染物质，使水体的生态系统逐步得到修复，提升水体的自净功能。

其中，所述的有净化水质功能的微生物为光合细菌、硝化反硝化细菌和酵母菌。

其中，所述优势菌群的总数≥4.8×10⁹pic/ml。

其中，所述的水体曝气设备可为固定式曝气设备，在治理河、湖水体中每50米安装一台所述固定式曝气设备，所述固定式曝气设备的管道覆盖治理河、湖底50米。

其中，所述的水体曝气设备可为移动式曝气设备。

其中，所述的提升水体自净功能中，根据测量淤泥降解的速度，增加优势菌群的投入量。

本发明的有益效果是：

本发明生物清污净化水质方法原位除污泥快，消除造成河涌黑臭的主要污染源(上层浮泥)；无需机械清淤，没有二次污染，节省大量处理底泥的土地。且本发明无需在河道中兴建构筑物或将河涌水引出河道外处理，河涌水质明显好转，水体透明度高，可以做到清澈见底，达到景观水的标准。本发明操作简单，管理方便；在河涌内没有添加生物菌剂、增氧剂等材料，不影响河涌泄洪功能；而且安全性高，所有投放到水体的优势菌群，全部来自该水体的“土著微生物”。对应沿涌两岸污水排放点投放由移动式曝泥设备、天然载体(碳源)和微生物菌床、优势菌群、以及水体曝气设备等组成的微型污水处理系统，达到近似于截污效果，确保河涌水体和底泥不黑不臭，及时消除新产生的底泥，打破了传统的“清淤-污泥沉积-清淤-污泥沉积”怪圈，以后每年排入的有机污染物(污泥)、污水可在20天内得到治理，结合日常养护，彻底解决了河涌、湖泊污泥和水体反应黑臭难题。

本发明生物清污净化水质方法采用国内外领先的生物技术，就地降解污泥、净化水体。该方法对环境影响小，工期短、维持时间长、见效快，安全性高，管理简单、维护保养方便。可以一次性清除水体中多年淤积的有机污染物，消除内源污染，达到净化水体的目的。且费用较人工或机械清污低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

一种生物清污净化水质方法，包括以下步骤：

首先，污泥搅拌分离：采用移动式曝泥设备，在治理河、湖底污泥进行搅拌作业，使污泥重新沉淀，使无机物(泥沙)因其质量重而沉淀到底部，使有机污染物、氧化硫化物等致黑臭物质因其质量轻而沉淀在上层，污泥分离后，能有效减少治理周期。

然后，建立微生物生存载体系统，培养投放优势菌群，并且，安装水体曝气设备。

其中，所述的建立微生物生存载体系统为：在治理河、湖中投放碳源和微生物菌床，通过碳源和微生物菌床的共同作用，使得水体中的溶解氧浓度控制在2.0mg/L以上，基本可以满足好氧微生物降解有机污染物的需要，水体中污染物有一定的去除率，水体的臭味基本可以消除。通过合理操作曝气装置，为优势菌群提供繁殖、寄生、生长的环境。

其中，所述的培养投放优势菌群为：提取治理河、湖水体中由光合细菌、硝化反硝化细菌、酵母菌等细菌组成的有净化水质功能的微生物，经过筛选、提纯、驯化、扩配后，形成优势菌群，配合水体曝气装置投入治理河、湖中的污染水体工程段中。优势菌群由光合细菌、硝化反硝化细菌、酵母菌等细菌组成，其来源于污染水体中的“土著微生物”，不会带来生物安全问题。优势菌群总数≥4.8×10⁹pic/ml，优势菌群在水体曝气设备和移动式曝泥设备的辅助下，可就地硝化降解污泥及水体中的有机物，降解、转化氨、氮、磷等污染物质。根据水体的实际情况，定期对河水进行检测，例如淤泥厚度、水深、水体交换量、投放效果等数据，根据水质和清淤情况不断补充生物菌。

其中，所述的安装水体曝气设备：所述水体曝气设备可采用固定式曝气设备或移动式曝气设备；若采用固定式曝气设备，则需在治理河、湖水体中每50米安装一台所述固定式曝气设备，所述固定式曝气设备的管道覆盖治理河、湖底50米。优势菌群投入后，启动移动式曝泥设备以及水体曝气设备，使优势菌群与染物融合，就地消化降解。

以上所述的建立微生物生存载体系统，培养投放优势菌群，和安装水体曝气设备可根据实际操作需求调整安装或投放顺序。

最后，提升水体自净功能：优势菌群投入水体后，启动移动式曝泥设备以及水体曝气设备，优势菌群在曝气等人工辅助手段的作用下快速繁殖，就地硝化降解污泥及水体中的有机物，降解、转化氨、氮和磷等污染物质；根据测量淤泥降解的速度，增加优势菌群的投入量，调整移动式曝泥设备及水体曝气设备的工作强度，使水体的生态系统逐步得到修复，提升水体的自净功能。

治理的预期效果：治理措施实施1个月，黑臭基本逐渐消除。经过3个月左右的治理，原来多年淤积的黑臭污泥由平均30-40cm，消化降解为5cm左右的淡黄色细泥沙，黑臭消除，水体得到改善。与治理前相比COD降低50-60％，NH-N降低75-85％，H S降低90％以上；总氮由处理前的20-30mg/L变成小于2.0mg/L；原来黑臭的河水变得干净清澈，水体透明度增加2倍以上。水体底污泥中的有机污染物得到基本消除。处理6个月，沉水植物生长和鱼类可在水体中生存。

优势菌群针对性强、活菌率高、降解速度快，在专用培养基的作用下，形成相对稳定的生态系统和平衡的食物链，在生物代谢过程中相互依托，又相互抑制，能自动调节代谢速度。当废水中有机物浓度下降时，菌群会处于休眠状态；当废水浓度升高时，菌群会自动增值扩培，确保水质净化效果。优势菌群是由多种微生物按比例组成的，它们各司其职，相互配合，一种微生物降解的产物恰好是其他微生物的食物源，形成了一条净水“生态链”。

本发明采用原位清淤：通过优势菌群快速降解底泥中的有机污染物、氧化硫化物等致黑臭物质，使底泥有机物降解为CO2、H2O、N2等无害物质，由于污泥的沉降性很高，有机物降解率达75％，底泥原位消除70％左右，余下的少量污泥很快沉降到底部，透明度高，适合沉水植物生长；沉水植物的光合作用，释放氧气，可以保持水体的高溶解氧，为鱼虾生长提供合适的条件；在净化的水体中生长的鱼虾是安全无害的，从而恢复了污染前河涌原有的生态链。

实施例1

西安护城河围绕城墙一周，长14.7公里，平均水深1.5米，底部淤泥平均厚度在30-40厘米，最深达60-70厘米。

护城河承担城市的蓄洪滞洪功能，每年雨季34条雨水管道携带大量生活垃圾、污水流入河道，在全长14.7公里的护城河河床形成厚达10厘米～15厘米、约3万立方米的淤泥，遇到适宜温度,污泥中的有机物腐烂变成黑臭的淤泥，向水体释放氮、磷等污染物，散发出恶臭气味。环境监测站连续5年在护城河尚武门监测点的监测数据显示，护城河石油类、大肠杆菌群、亚硝酸盐等均超标100％，水质为劣V类水质，属典型的生活污水污染类型。

治理具体办法如下：

1、在护城河作业2公里河道内，共50台移动式曝泥设备，在河面作业。将河底淤泥进行搅拌分离，有机物与无机物充分分离，有机物质量较轻，漂浮在上面，而无机物则由于质量较重，重新进行沉淀。

2、将护城河水体当中的有益微生物菌群进行提取、驯化、扩培，首先对水体进行取样，在实验室进行化验、提取，结合光合菌、好氧菌等菌种，形成优势菌群。然后再投放进入工程段，定期对河水进行检测，根据水质和清淤情况不断补充生物菌。

3、投放微生物菌床和碳源，水体中溶解氧浓度(DO)控制在2.0mg/L以上。

4、安装固定式曝气设备，50米安装一台，管道覆盖50米，投放优势菌种后，配合移动式曝泥设备，以及两岸共计40台固定式曝气设备，使优势菌种充分与污染物融合，就地消化降解。

5、经过90天的施工，河底淤泥就地降解效果明显，由原来的平均30-40厘米变成了只有10厘米左右的沙石，黑臭消除，水体得到有效改善，达到景观水标准。建立水体循环系统，提升水体自净功能，菌群在河底生存，起到持续净化淤泥的效果。

治理时间2-3个月。治理措施实施1个月，黑臭基本逐渐减弱。2-3个月黑臭基本消除，淤泥90％以上被就地降解，河底挖不出黑泥，水质得到明显改善，达到景观水标准。与治理前相比COD降低50-60％，NH-N降低75-85％，HS降低90％以上，达到预定验收标准。菌群在河底持续起到净化水体功能，自动增值扩培，建立良好的水体生态结构，增强水体自净功能。

Claims (6)

1.一种生物清污净化水质方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，污泥搅拌分离：采用移动式曝泥设备，在治理河、湖底污泥进行搅拌作业，使污泥重新沉淀；

然后，建立微生物生存载体系统，培养投放优势菌群，并且，安装水体曝气设备；其中，所述的建立微生物生存载体系统为：在治理河、湖中投放碳源和微生物菌床，使得水体中的溶解氧浓度控制在2.0mg/L以上，为优势菌群提供繁殖、寄生、生长的环境；所述的培养投放优势菌群为：提取治理河、湖水体中有净化水质功能的微生物，经过筛选、提纯、驯化、扩配后，形成优势菌群，配合水体曝气装置投入治理河、湖中的污染水体工程段中；

最后，提升水体自净功能：启功移动式曝泥设备和水体曝气设备，优势菌群在曝气作用下快速繁殖，就地硝化降解污泥及水体中的有机物，降解、转化氨、氮和磷污染物质，使水体的生态系统逐步得到修复，提升水体的自净功能。

2.根据权利要求1所述的生物清污净化水质方法，其特征在于，所述的有净化水质功能的微生物为光合细菌、硝化反硝化细菌和酵母菌。

3.根据权利要求1所述的生物清污净化水质方法，其特征在于，所述优势菌群的总数≥4.8×10⁹pic/ml。

4.根据权利要求1所述的生物清污净化水质方法，其特征在于，所述的水体曝气设备为固定式曝气设备，在治理河、湖水体中每50米安装一台所述固定式曝气设备，所述固定式曝气设备的管道覆盖治理河、湖底50米。

5.根据权利要求1所述的生物清污净化水质方法，其特征在于，所述的水体曝气设备为移动式曝气设备。

6.根据权利要求1所述的生物清污净化水质方法，其特征在于，所述的提升水体自净功能中，根据测量淤泥降解的速度，增加优势菌群的投入量。