CN107445432A - 一种河湖底泥处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河湖水生态修复方法，通过曝气增氧、投放微生物及种植水生植物，对污染的河湖进行修复，通过曝气增氧的不仅能够产生气泡或将氧气注入水体中，提高水体的溶氧量，还能通过曝气使得水体翻转循环，水底的水被转移到水面，促进有害气体的排出抑制底部有害微生物的生长，改善水质条件；另外，投放微生物与曝气相结合，促进有机底泥的降解，平均每月可以清除有机底泥达8厘米,持续运行一年可达一米左右；最后，通过生态浮岛技术的应用，利用生态工学原理，可以有效降解水中增氧和微生物强化后的残留营养物质，使水体透明度大幅度提高。上述操作能有效的对污染的河湖水体进行快速有效的生态修复，确保河湖的可持续发展。

Description

一种河湖底泥处理方法

技术领域

本发明属于河湖水生态修复领域，涉及一种河湖水生态修复方法。

背景技术

近三十年,随着区域气候环境变化和人类活动干扰加剧,我国的大多数湖泊、河流不仅在数量、形态和分布发生了巨大变化,更多是湖泊河流的水量、水质以及水生生物种群与数量也发生了显著变化。生态系统退化、水体富营养化、洪水调蓄能力降低和受人类活动干扰强烈等成为中国湖泊普遍面临的重大问题，严重影响流域经济社会可持续发展和居民生活安定，湖泊、河流的修复治理，保护本就匮乏的水资源成为我国从中央到地方各级政府的工作重点之一。

自然健康的水体是由很多鲜活生物组成的生态系统。这些鲜活生物相互依赖且处在一个平衡的“生命网”环境中。这种平衡可能因为一些生物的过度增长或减少而破坏，也可能是自然的原因或人为的因素(比如污染)而破坏。不管何种原因，一旦这种生态平衡被打破，原来自然健康的湖泊就会开始走向死亡。具体表现为水质浑浊、杂草及藻类生物多、湖底有机物沉淀物多、湖水散发坏鸡蛋似恶臭的有毒气味、鱼类大面积死亡、鱼类生长缓慢、不利健康的细菌过多等一系列症状。富营养化水体的典型特征，水面漂浮着活的或死的海藻，氧气受热而蒸发到大气中，而湖底由于缺氧剩下有毒气体、死鱼、溶化后的有机物和其它分解物等，鱼类只能生活在水体中的狭小区域而得不到底部食品。将快要“死亡”或已经“死亡”的水体恢复到自然状态的过程称为水体修复。

对污染湖泊河流的治理，使其修复到合格的状态直至恢复到自然状态的过程存在很多的技术难题。

发明内容

本发明的目的提供一种河湖水生态修复方法，其能有效的对污染的河湖水体进行快速有效的生态修复，确保河湖的可持续发展。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种河湖底泥处理方法，包括以下步骤：

1)曝气增氧在待修复的水体岸边设置曝气设备，然后通过管线连接到河湖底部，在底部设置曝气头进行曝气增氧，确保水体内的溶氧量达到5mg/L以上；

2)投放微生物向水体中投放复合微生物菌剂，使其对底泥中的有机物进行降解；

3)种植水生植物在河湖水体的水面上设置生态浮岛，种植水生植物；

通过上述操作的持续进行，能够对河湖底泥进行降解。

进一步地，所述曝气头为纳米微孔陶瓷散气盘。

进一步地，所述复合微生物菌剂中包括按重量份计的以下成分：沸石和/或活性炭30-40 份、微生物菌剂40-60份、聚丙烯酰胺5-10份。

优选的方案中，所述的微生物菌剂为光合细菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硫化细菌、酵母菌、乳酸菌中的一种或者几种。

进一步地，所述的微生物菌剂为光合细菌、地衣芽孢杆菌、硝化细菌、硫化细菌、酵母菌和乳酸菌按重量比35-45：20-25：20-25：10-20：10-20：10-20。

进一步地，所述的复合微生物菌剂分多次投放。一般前一次投放的量多于后一次的投放量，每次投放的时间间隔逐渐增长。

进一步地，在种植水生植物2个月后，放入水生动物控制水体表面的浮游生物。

进一步地，所述的水生植物为水芹或茭白。

本发明有益效果如下：

1、采用自沉式连续层流爆气技术，氧气传递效率高。一般在系统安装运行两周后，即可在处理区域达到从底部到表面的温度和溶解氧的均匀分布。爆气头采用纳米微孔陶瓷散气盘，与薄膜或穿孔空气软管散气装置相比，其曝气效率高，系统稳定，适用范围广，在浅水和深水区均可使用。而且该曝气增氧的有效性不仅仅在于产生气泡或将氧气注入水体中，更重要的环节是而通过曝气使得水体翻转循环，形成旋转及上下对流，水底的水被转移到水面，促进有害气体的排出抑制底部有害微生物的生长，改善水质条件，减少了病害的发生。

2、河湖底泥淤积是水质变差的根本原因，通过挖掘输运来清除淤积的传统方法存在很多问题。首先是费用问题，挖掘费用和淤积处理费用高昂，而且需要大的地方来存放和晒干淤积，更有害的是，这些淤积往往含有毒物质，容易诱发二次环境污染。其次，挖掘本身并不能改善水质和清除藻类植物，对鱼类生长没有帮助。挖掘治表不治本，淤积问题过一段时间会重新出现。本发明通过增氧与投放微生物，促进有机底泥的降解，有很好的效果。投放的有益微生物以有机沉淀物为食物，水中各类昆虫以微生物为食物，而昆虫最终又成了鱼类的食物。鱼类氧气多、低毒气、且昆虫多的水中更健康，有活力，生长速度会加快。通过生态链控制促使河流、湖泊的生态平衡和生物生长的良性循环。本发明通过曝气增氧与投放微生物相结合，平均每月可以清除有机底泥达8厘米,持续运行一年可达一米左右。

3、通过生态浮岛技术的应用，利用生态工学原理，可以有效降解水中增氧和微生物强化后的残留营养物质，使水体透明度大幅度提高。生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。另外，生态浮岛既可以改善水质，还可以美化环境。种植经济作物可以获得经济效益，保证系统的可持续运行。

4、在复合微生物菌剂中加入沸石和/或活性炭，通过其多孔结构为微生物菌提供附着的空间，另外还能起到一定的缓释作用。同时向其中加入一定的聚丙烯酰胺作为絮凝剂，湖泊水体污染的主要根源是水中含有大量化学类、蛋白类、纤维素类等有机物质，通过絮凝剂使导致水体污染的物质絮凝下来沉积到水底。通过微生物菌的强烈分解作用分解底泥中的絮凝物，从而改善水体底泥质量，具有生物分解性和安全性且高效、无毒、无二次污染的特点。复合微生物菌剂投入水中后，其中大量的微生物能够快速与水及底泥中的进行充分的反应，削减底泥厚度。

5、复合微生物菌剂经多次投放，使得底泥无机化程度增加，微生物菌剂不断的将氨氮进行降解，同时，配合持续的曝气，一方面能够搅动水体及底泥，防止下层的底泥被隔绝，另一方面高强度的曝气，能够快速向河水中提供溶解氧，促进河湖水质净化及生态修复。

6、在水体进行曝气及微生物降解一段时间之后，配合种植水生植物，通过其根系对水中的氮、磷吸收，能够快速生长，又能够大量吸收水体中的营养物质，为水中营养物质提供了输出的渠道。特别是种植水芹时，其具有发达的根系，为微生物的附着、栖生、繁殖提供了场所,而且还能分泌一些有机物促进微生物的代谢。微生物能将污水中的有机态氮、磷和非溶解性氮、磷降解成溶解性小分子,继续被植物体吸收利用；另一方面,由于在水生高等植物根系存在富氧与缺氧区,为微生物脱氮过程提供了良好的微环境条件；一部分氨氮和硝态氮直接通过硝化-反硝化过程得以去除。另外，水生植物对藻类具有克制效应, 可以抑制藻类的生长,起到改善水质的作用。

7、在底泥降解一段时间后，会激活繁衍大量的浮游生物，而根据需要养殖水生动物如鱼、虾、蟹等，可以去除浮游生物作为活性饵料利用掉。增加系统的生物多样性,提高了系统抗干扰能力,使水生生态系统结构更加稳定；而且还能通过种植水生植物及养殖水生动物增加经济收益。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

湖北宜都某池塘，长30m，宽10米，深度为2.5m。治理前底泥厚度为0.5-0.7m，水质黑臭，鱼类基本灭绝，藻类大量繁殖，水体中的COD为：96mg/L,氨氮为：4.57mg/L。

具体治理步骤：

1)曝气增氧在待修复的水体岸边设置曝气设备，然后通过管线连接到河湖底部，在底部设置纳米微孔陶瓷散气盘进行曝气增氧，确保水体内的溶氧量达到5mg/L以上；

2)投放微生物向水体中投放复合微生物菌剂，使其对底泥中的有机物进行降解；

3)种植水生植物在河湖水体的水面上设置人工生态浮岛，

种植水生植物；

通过上述操作的持续进行，能够对河湖底泥进行降解。

具体所用的复合微生物菌剂中包括按重量份计的以下成分：沸石40份、微生物菌剂 55份和聚丙烯酰胺10份。其中微生物菌由光合细菌、地衣芽孢杆菌、硝化细菌、硫化细菌、酵母菌和乳酸菌按重量比20：10：10：5：5：5配制得到。具体投放时，第一次投放时3kg，用300L水进行稀释后投放到修复的水体中；10天后进行第二次投放，投放量为 2kg，同样稀释后进行投放；后面每2月投放一次。

投放复合微生物菌剂时，优选在浮岛或者曝气盘附近均匀投放混合微生物。

具体检测结果见表1

表1

	底泥平均厚度/cm	COD/mg·L-1	氨氮/mg·L-1
				10天后	68	90	4.3
1月后	53	79	3.96
				2月后	47	65	3.15
4月后	30	52	2.37
				6月后	14	40	1.86
1年后	4	22	0.44

通过1年的持续处理，池塘的底泥基本消除，池塘水体符合渔业相关的水质要求。

实施例2：

湖北宜都清江某尾水部位，因长期进行网箱养殖，水体严重污染，底泥平均厚度为2m。

具体治理步骤：

1)曝气增氧在待修复的水体岸边设置曝气设备，然后通过管线连接到河湖底部，在底部设置纳米微孔陶瓷散气盘进行曝气增氧，确保水体内的溶氧量达到5mg/L以上；

2)投放微生物向水体中投放复合微生物菌剂，使其对底泥中的有机物进行降解；复合微生物菌剂由沸石30份、微生物菌剂60份和聚丙烯酰胺8份。其中微生物菌由光合细菌、地衣芽孢杆菌、硝化细菌、硫化细菌、酵母菌和乳酸菌按重量比25：10：10：5：5： 5配制得到。投放时，第一次投放时5kg，5天后进行第二次投放，投放量为4kg，后面每月投放一次，具体投放量根据水体情况调整。复合微生物菌剂投放前先用水稀释约100倍后进行投放。

3)步骤2)中进行6个月后，开始在水面设置人工生态浮岛，种植水生植物；

通过上述操作的持续进行，1年后底泥的厚度减少1m，2年后几乎完全消除。

实施例3：

某池塘底泥平均厚度为50cm；治理步骤同实施例1，但所使用的复合微生物菌剂为市售，生产厂家为山东中农化工有限公司。6个月后底泥厚度减少20cm，1年后底泥共减少45cm。

Claims (8)

1.一种河湖底泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）曝气增氧 在待修复的水体岸边设置曝气设备，然后通过管线连接到河湖底部，在底部设置曝气头进行曝气增氧，确保水体内的溶氧量达到5mg/L以上；

2）投放微生物 向水体中投放复合微生物菌剂，使其对底泥中的有机物进行降解；

3）种植水生植物 在河湖水体的水面上设置生态浮岛，种植水生植物；

通过上述操作的持续进行，能够对河湖底泥进行降解。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述曝气头为纳米微孔陶瓷散气盘。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合微生物菌剂中包括按重量份计的以下成分：沸石和/或活性炭30-40份、微生物菌剂40-60份、聚丙烯酰胺5-10份。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的微生物菌剂为光合细菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、硫化细菌、酵母菌、乳酸菌中的一种或者几种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的微生物菌剂为光合细菌、地衣芽孢杆菌、硝化细菌、硫化细菌、酵母菌和乳酸菌按重量比35-45：20-25：20-25：10-20：10-20：10-20。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的复合微生物菌剂分多次投放。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于：在种植水生植物2个月后，放入水生动物控制水体表面的浮游生物。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于：所述的水生植物为水芹或茭白。