CN108751648A - 一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法 - Google Patents

一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及黑臭水体的生物处理技术领域，具体涉及一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法。本发明将复合芽孢杆菌分别投加至底泥、泥‑水界面、水体中。根据相关指标得出，芽孢杆菌投加至泥‑水界面对底泥降解效果最佳，30d后底泥中的氨氮、总氮、TP和有机质去最佳除率分别为59.88％、65.99％、59.07％和57.07％，底泥颜色由黑变黄，厚度下降18％，底泥生物降解能力增加。本发明中用复合芽孢杆菌降解黑臭底泥，能够同步脱氮除磷，并降解有机质。将复合芽孢杆菌投加至泥‑水界面，对底泥的降解效果优于其他的投加方式。

Description

一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的 方法
技术领域
本发明涉及黑臭水体的生物处理技术领域，具体涉及一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法。
背景技术
随着经济发展和人口的不断增加，工业废水、生活污水的排放量不断增加，大量未经有效处理的污水直接排放入河流，致使不少河流，尤其是中小型河流长期处于黑臭状态。黑臭河道中有机碳污染物、N、P含量严重超标。河道底泥是导致黑臭的重要原因。底泥接纳和分解有机物，也向上覆水释放有机污染物和营养盐。当河道底泥过多时，底泥中大量的有机物经微生物氧化分解会消耗大量氧，造成河道缺氧甚至无氧状态，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甲烷、硫化氢、氨、亚硝酸盐、有机酸等有毒物质，使水体发黑发臭。因此，如何有效处理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，这种方式应用的较为广泛，虽然能有效去除河道污染底泥，但也存在成本高、黑臭水体反弹性较大等问题。原位处理技术可就地降解污染底泥，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，常见的药剂有氧化硝酸钙、氧化钙等和还原零价剂铁等。这种方式对于改善底泥污染效果显著，但是过多的使用化学药剂会对河道产生二次污染。微生物原位处理技术因成本低、便捷高效、不会造成二次污染而受关注。底泥中投加微生物能够改善生物群落结构，提高水体自净能力，改善黑臭情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法。此方法操作过程简单，效果显著、无二次污染。
本发明的技术方案是：在5000mL烧杯底部装填1500mL底泥，并用虹吸法加入3000mL黑臭废水，将复合芽孢杆菌分别投加至底泥与水体不同的介质中，定期检测底泥中的氨氮、TN、TP、COD、有机质、底泥厚度及G值，并比较复合芽孢杆菌投加至不同介质中对黑臭底泥的降解效果。
所述复合芽孢杆菌投加至不同位置，指投加至底泥中、到底泥与水体两相的界面、水体中。
所述实验开始时曝气至溶解氧充足，使底泥呈好氧状态。
所述复合芽孢杆菌的投加量为0.3g/m3。
所述实验时间为30d，每隔三天检测底泥中的氨氮、TN、TP、COD、有机质含量、底泥厚度及G值。
本发明中复合芽孢杆菌降解黑臭底泥的原理是：首先在好氧条件下，芽孢杆菌以底泥有机质为电子受体，NH4 +为电子供体，将NH4 +氧化为NO2 -或NO3 -。随着反应的进行，底泥中氧气消耗，底泥呈厌氧状态。在此状态下，芽孢杆菌以有机质为电子供体，NO2 -或NO3 -为电子受体，将其还原为氮气释放出去，从而达到脱氮的目的；芽孢杆菌还能吸收底泥和水体中的氮合成自身所需物质。芽抱杆菌可以将底泥中难溶性磷转化为可溶性磷，并且底泥有机质为芽孢杆菌及其他的微生物提供电子受体，促进这些微生物对磷的降解作用，从而达到除磷的目的。芽孢杆菌能利用有机质作碳源，氧化分解有机质获得能量，降解底泥有机质，底泥有机质浓度越低，底泥的矿化程度越高，厚度越小。泥-水界面是微生物最活跃的地方，因此将芽孢杆菌投加至泥-水界面时，对黑臭底泥的降解效果最佳。
本发明的有益效果是：本发明的复合芽孢杆菌对黑臭底泥的降解效果显著。三种投加方式中，投加至泥-水界面效果最佳，30d后黑臭底泥中的氨氮、总氮、TP和有机质去除率为59.88％、65.99％、59.07％和57.07％，底泥颜色由黑变黄，厚度下降18％，底泥生物降解能力增加。该发明能改善黑臭底泥微生物群落结构，提高水体自净能力，从而改善黑臭污染情况，而且成本低，操作简便，不会产生二次污染。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1
(1)实验装置：取5000mL的烧杯，底部填有1500mL底泥，并用虹吸法加入3000mL黑臭废水，。
(2)应用方法：实验开始时先曝气鼓氧，保证溶解氧充足后停止曝气。投加0.3g/m3芽孢杆菌于泥-水界面，每隔三天检测底泥中的氨氮、TN、TP、COD、有机质含量及底泥厚度、G值，持续30d。
实验所用原水和底泥均采取自某黑臭河道，底泥初始指标见表1，水体属劣Ⅴ类。
表1底泥中各指标初始值
经实施例1治理后相关指标见表2：
表2实施例1治理后底泥中相关指标浓度和去除率
由表2可知，芽孢杆菌投加至泥-水界面，30d后底泥中氨氮、总氮、TP和有机质去除率为59.88％、65.99％、59.07％和57.07％，厚度下降18％。
实施例2
(1)实验装置：取5000mL的烧杯，底部填有1500mL底泥，并用虹吸法加入3000mL黑臭废水。
(2)应用方法：实验开始时先曝气鼓氧，保证溶解氧充足后停止曝气。投加0.3g/m3芽孢杆菌于底泥中，每隔三天检测底泥中的氨氮、TN、TP、COD、有机质含量及底泥厚度、G值，持续30d。
实验所用原水和底泥同实施案例1。
经实施例2治理后相关指标见表3：
表3实施例2治理后底泥中相关指标浓度和去除率
由表3可知，芽孢杆菌投加至底泥中，30d后底泥中氨氮、总氮、TP和有机质去除率为47.59％、54.51％、51.13％和44.48％，厚度下降15.3％。
实施例3
(1)实验装置：取5000mL的烧杯，底部填有1500mL底泥，并用虹吸法加入3000mL黑臭废水。
(2)应用方法：实验开始时先曝气鼓氧，保证溶解氧充足后停止曝气。投加0.3g/m3芽孢杆菌于水体中，每隔三天检测底泥中的氨氮、TN、TP、COD、有机质含量及底泥厚度、G值，持续30d。
实验所用原水和底泥同实施案例1。
经实施例3治理后相关指标见表4：
表4实施例3治理后底泥中相关指标浓度和去除率
由表4可知，芽孢杆菌投加至水体中，30d后底泥中氨氮、总氮、TP和有机质去除率为41.61％、45.38％、33.11％和34.26％，厚度下降11.3％。

Claims (5)

1.一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法，其特征在于在5000mL烧杯底部装填1500mL底泥，并用虹吸法加入3000mL黑臭废水，将复合芽孢杆菌分别投加至底泥与水体不同的介质中，定期检测底泥中的氨氮、TN、TP、COD、有机质、底泥厚度及G值，并比较复合芽孢杆菌投加至不同介质中对黑臭底泥的降解效果。
2.根据权利要求1所述的一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法，其特征在于，实验开始时曝气至溶解氧充足，使底泥呈好氧状态。
3.根据权利要求1所述的一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法，其特征在于，所述复合芽孢杆菌投加量为0.3g/m3。
4.根据权利要求1所述的一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法，其特征在于，复合芽孢杆菌投加到泥与水不同的介质，指投加至底泥中、到底泥与水体两相的界面、水体中。
5.根据权利要求1所述的一种将复合芽孢杆菌投加至不同位置降解黑臭河道底泥的方法，其特征在于，将复合芽孢杆菌至泥-水分界面时对底泥的降解效果最佳，30d后黑臭底泥中的氨氮、总氮、TP和有机质去除率为59.88％、65.99％、59.07％和57.07％，底泥颜色由黑变黄，厚度下降18％，底泥生物降解能力增加。
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