CN108033575A - 一种黑臭水体底泥修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了黑臭水体底泥修复方法。所述黑臭水体底泥修复方法包括如下步骤：S1：利用底泥制备陶粒；S2：将包膜二氧化钙，陶粒以及微生物菌剂按质量份数比为20～30:50～60:20～30均匀混合后，按每立方米100~150颗投放至黑臭水体中进行底泥修复。本发明利用河涌底泥制备陶粒，实现了固体废物资源化，能有效解决污泥堆积和处理带来的问题，将陶粒与包膜二氧化钙、微生物菌剂相结合制备成一种水处理剂，用于黑臭水体治理能有效改善水质质量，降低有机物含量提升水体氧溶解量，并且制备方法简单，成本低。

Description

一种黑臭水体底泥修复方法
技术领域
本发明涉及污染水体处理技术领域，具体地，涉及一种黑臭水体底泥修复方法。
背景技术
黑臭水体的产生是由于工业废水、生活污水和农田集水的大量排放，河流中有机碳污染物、有机氮污染物以及含磷化合物不断加大导致的。在河道里底泥是接纳和分解有机物的“沉积库”，也是向上覆水释放有机污染物和营养盐的“源头”。当河道底泥过多时，底泥中的大量的有机物经微生物氧化分解会消耗大量氧，这样就使得河道下层原本就不多的氧消耗殆尽，造成缺氧甚至无氧状态，导致大量水生生物死亡。另外，底泥中的有机物经过微生物分解会产生大量有毒的中间产物如甲烷、硫化氢、氨、亚硝酸盐、有机酸等。这些物质不仅使水体发黑发臭，而且对河道及周围的水生动植物具有很强的毒害作用，它们在水体中不断积累不仅危害人类健康而且阻碍社会经济的发展。
大量研究表明，河道底泥增多，底质恶化是导致有毒物质和有害微生物增加的罪魁祸首，也是造成水质恶化的的重要原因。因此，如何有效改善和处理河涌底泥已经成为河道综合整治的重要部分，也是治理黑臭水体的关键步骤。
目前常见的黑臭水体底泥处理方法有原位和异位两种处理方式。异位处理技术是将受污染的底泥挖掘出来，转移到专门的场所进行相应处理，目前这种方式应用的较为广泛，虽然能有效去除河道污染底泥，快速恢复河水水质，但也存在人力消耗大，费用昂贵，而且存在黑臭水体反弹性较大的问题。与异位处理技术相比，原位处理技术可就地解决污染底泥，避免了底泥的转移产生的经济费用，以及处理后的底泥堆放问题。现有的关于原位处理技术主要是向底泥中投加化学药剂和底泥改良剂，这种方式对于改善底泥污染效果显著，而且化学药剂的过多使用必将对河道产生二次污染。有研究表明，河涌底泥中含有丰富的植物所需的有机质和矿物质，因此如何有效利用河涌底泥中的有益成分，实现“经济”和“环保”共存是解决黑臭水体污染问题的关键。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术的不足，提供了一种黑臭水体底泥修复方法，合理利用河底底泥实现黑臭水体底泥的原位修复，实现经济与环保共存。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种黑臭水体底泥修复的方法，包括如下步骤：
S1：利用河涌底泥制备陶粒，所述陶粒的直径为1～2 cm，干基重量1～3 g；
S2：将包膜二氧化钙，陶粒以及微生物菌剂按质量份数比为20～30:50～60: 20～30均匀混合后，按每立方米100~150颗投放至黑臭水体中进行底泥修复。
添加二氧化钙可以显著提高水体中溶解氧的浓度，高溶解氧可以激活原有的土著微生物及微生物菌剂，降低厌氧发酵产生的恶臭，充分提高微生物对污水的降解效率，从而达到水体修复的目的。二氧化钙对于调节废水的pH，改良水质，消灭病原菌也具有一定的作用，二氧化钙包膜是为了防止潮解和缓解释放。陶粒还可以吸附水体中的重金属，也可以去除水中的氨氮。相对于小粒径的陶粒，颗粒较大的陶粒可以增加微生物的负载量和保持。且因为陶粒具有吸附水体中的有害元素，细菌，矿化水质，同时具有多孔、质轻、表面强度高的特殊构造，适合水体修复。此方法不仅有助于实现固体废物资源化利用，而且能提升河流湖泊的水体治理。
优选地，所述陶粒的孔隙率为72%~80%。
优选地，所述陶粒的堆积密度为0.7~0.8g/cm3。
优选地，所述陶粒的吸附率为78%~85%。
添加陶粒作为微生物的培养床，使微生物在陶粒的多孔结构力附着生存，使用时利用陶粒的堆积密度沉降到河道水体中，陶粒的多孔性结构还可以将水中的有机物吸收分解掉。
优选地，所述S1中所述陶粒的制备步骤为：
S11：将河涌底泥干燥至水分含量为5%，过60-80目筛；
S12：将上述S11的河涌底泥与粉煤灰和沸石粉以质量比1.5~2:1~1.5:1~1.5混合均匀，加水至稳定成型后搅拌均匀进行造粒得到生料球；
S13：将S12中的生料球在≤120℃下干燥2~4h，在60~100℃下预热1~2h后转入300~500℃下焙烧3~5h，冷却得到陶粒。
以黑臭水体底泥为原料制备陶粒可以实现底泥资源化利用，在原位修复黑臭水体的同时经济利用河底底泥，经济环保。
优选地，S2中所述微生物菌剂由河涌底泥中筛选出的土著微生物制备。
更优选地，所述微生物菌剂活性生物量≥106CFU/g。微生物菌剂的蛋白含量≥10%。
所述微生物菌剂包括沼泽红假单胞菌、不动杆菌、放线菌和芽孢杆菌。
从河涌底泥中筛选出的土著微生物可以更好地适应黑臭水体环境，这些微生物能快速分解和消化河道和池塘内的生物质并消耗硝酸盐、磷酸盐在内的过剩营养盐。生物制剂中包含多种兼性微生物，与二氧化钙一起附着在陶粒孔隙中，通过二氧化钙作用产生的氧气能够快速降解河道水体中的COD和BOD，极大地改善了水质质量。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明利用河涌底泥制备陶粒，实现了固体废物资源化，能有效解决污泥堆积和处理带来的问题，将陶粒与包膜二氧化钙、微生物菌剂相结合制备成一种水处理剂，用于黑臭水体治理能有效改善水质质量，降低有机物含量提升水体氧溶解量，并且制备方法简单，成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1~6
S1：利用河涌底泥制备陶粒；
S11：将河涌底泥干燥至水分含量为5%，过60-80目筛；
S12：将上述S11的河涌底泥与粉煤灰和沸石粉混合均匀，加水至稳定成型后搅拌均匀进行造粒得到生料球；
S13：将S12中的生料球在120℃下干燥3h，在80℃下预热1.5h后转入400℃下焙烧4h，冷却得到陶粒；
S2：将包膜二氧化钙，陶粒以及微生物菌剂按质量比均匀混合后投放至黑臭水体中进行底泥修复。
河涌底泥来源于广州市车陂涌河道清淤产生的底泥，其中底泥、粉煤灰和沸石的具体化学成分见表1。
各实施例的具体参数如表2。
对比例1~6
根据表3的相关参数设置各对比例。
表3：
对上述实施例和对比例处理的黑臭水体中的pH值、氨氮、总磷、CODCr、BOD5、DO含量进行了检测，处理效果如表4所示：
从实施例和对比例数据对比可以看出，本发明的方法能显著降低黑臭水体中的氨氮含量和磷含量，减少水体的富营养化和臭气物质的产生，对水体的COD和BOD也有显著的降低改善，减少了黑臭水体的生物需氧量和化学需氧量，有利于水体含氧量的提升，水体溶解氧的含量有明显的提高。且本发明的实施例均已达到地表水环境质量标准Ⅳ类标准，充分证明本发明的黑臭水体处理方法具有显著的水体处理效果。

Claims (7)

1.一种黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用河涌底泥制备陶粒，所述陶粒的直径为1～2 cm，干基重量1～3 g；
S2：将包膜二氧化钙，陶粒以及微生物菌剂按质量份数比为20～30:50～60:20～30均匀混合后，按每立方米100~150颗投放至黑臭水体中进行底泥修复。
2.如权利要求1所述黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，S1中所述陶粒的孔隙率为72%~80%。
3.如权利要求1所述黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，S1中所述陶粒的堆积密度为0.7~0.8g/cm3。
4.如权利要求1所述黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，S1中所述陶粒的制备步骤为：
S11：将河涌底泥干燥后过60~80目筛；
S12：将上述S11的底泥与粉煤灰和沸石粉以质量比1.5~2:1~1.5:1~1.5混合均匀，加水至稳定成型后搅拌均匀进行造粒得到生料球；
S13：将S12中的生料球在≤120℃下干燥2~4h，在60~100℃下预热1~2h后转入300~500℃下焙烧3~5h，冷却得到陶粒。
5.如权利要求1所述黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，S2中所述微生物菌剂活性生物量≥106CFU/g。
6.如权利要求1所述黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，S2中所述微生物菌剂由河涌底泥中筛选出的土著微生物制备。
7.如权利要求6所述黑臭水体底泥修复方法，其特征在于，所述微生物复合菌剂包括沼泽红假单胞菌、不动杆菌、放线菌、芽孢杆菌。
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