CN109455822A - 一种用于黑臭村塘生态恢复的菌株及恢复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于黑臭村塘生态恢复的菌株及恢复方法，属于生态与环境保护领域。针对南方乡村黑臭村塘点多、面广，难以采用污水收集处理、垃圾回收处理等方法进行治理这一难题，基于原位生物‑生态耦合技术，以村塘水为载体，采用添加底泥改良剂(造纸白泥和钢渣粉末)、投加反硝化聚磷菌剂B8、种植耐污挺水植物等手段，通过植物截流及植物根系吸收和生物菌剂降解水体污染物，提升村塘净化能力，恢复黑臭村塘生态系统，实现塘村“水清、塘绿、景美”的目的。本发明具有治理成本低，施工简便，不用专门施工队伍，村庄居民亦可施工。

Description

一种用于黑臭村塘生态恢复的菌株及恢复方法
技术领域
本发明属于生态与环境保护领域，具体涉及一种黑臭村塘生态恢复方法。
背景技术
“村村有塘，塘连村，村连塘。”是我国南方地区村落特色。南方地区居民大多都围绕塘或河浜建房而居，这种空间上的民居、村塘景观是我国南方分布极为常见的一种景观类型。民居、村塘景观作为我国南方地区一种传统的人居聚落形态，在维护区域生态系统稳定和人类经济文化活动中扮演着重要的促进人与自然和谐的角色。但是，随着生产、生活方式的变化以及外来人口的增加，一些经济发达地区的小村落也聚集着大量的人口，从而带来污水和垃圾排放量成倍增加，同时，由于租住的外来人口大多几人住一户，租户使用痰盂等，再加上农村养殖鸡、鸭、狗等家禽较多，形成村庄面源污染，家禽产生的粪便不经处理排入水体，导致水体中含氮、磷、腐殖酸的有机物含量大大增加。上世纪80年代时，塘底中堆积的淤泥被村民们当作肥料撒入农田；现今，随着工业的发展，农户外出打工，淤泥沉在塘底，污染水体，营造了一种黑臭现象。可以说，村塘已成为农村氮、磷等养分污染的关键源汇区，尤其是城市周边的塘已成为城市扩张用地的牺牲品和人类生活生产污染物排放累积的场所，一些原本清澈的村塘现在变成了臭水塘，常年散发着难闻的臭味，严重影响了村民的正常生活和身心健康，也破坏了原本美丽的村塘景观。
对于上述这些村塘，传统的做法是通过化粪池收集对粪便和污水，建垃圾池收集垃圾和秸秆，同时建造污水收集管网将生活污水集中处理以后排放，这种做法能有效地解决垃圾到处堆放导致地表水将有毒有害物质带入到水体以及生活污水中极高含量的有机物直接排放的问题，但是，这种做法由于投资大，运行费用高，维修困难等问题，一般比较适合在经济条件较好的城镇地区，对于广大农村村落来说，由于缺乏足够资金，难以大量推广应用。
发明内容
本发明的目的：针对南方乡村黑臭村塘点多、面广，难以采用污水收集处理、垃圾回收处理等方法进行治理这一难题，基于原位生物-生态耦合技术，以村塘水为载体，采用添加底泥改良剂(造纸白泥和钢渣粉末)、投加反硝化聚磷菌剂B8、种植耐污挺水植物等手段，通过植物截流及植物根系吸收和生物菌剂降解水体污染物，提升村塘净化能力，恢复黑臭村塘生态系统，实现塘村“水清、塘绿、景美”的目的。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于黑臭村塘生态恢复的菌株，该菌株现已2014年05月16日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC NO.9168，建议的分类命名为恶臭假单胞菌，Pseudomonas putida。
利用上述菌株用于黑臭村塘生态的恢复方法，按照下述步骤进行：
(1)黑臭村塘中均匀投加造纸白泥和钢渣粉末，造纸白泥投加量为30g/m2，钢渣粉末投加量为20g/m2。
(2)黑臭村塘中投加上述用于黑臭村塘生态恢复的菌株恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)干粉菌剂，投加量为2.50g/m2(活菌数109/g)。其恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)为反硝化聚磷菌B8。
(3)村塘岸边每个雨污排水口处设置一个半径为R(按每500m2村塘每个排污口半圆形围隔半径2.0m)、面积为S(按每500m2村塘每个排污口半圆形围隔面积6.15m2)的半圆形生态围隔，围隔内分别种植不同种类的挺水植物(一个围隔内种植一种类型)，如芦苇、观赏荷花、茭白、美人蕉、再力花和花叶芦竹等，种植密度为10-25芽/m2；除此之外，每100m2村塘中央放置1盆睡莲。
本发明的原理是：村塘水中的有机物含量处于比较高的水平，底泥中多含Cu2+、Fe3 +、Zn2+等离子，水体中好氧微生物分解有机物并且消耗大量氧气，塘水慢慢处于厌氧或缺氧状态。水中的有机物腐化分解，产生氨、有机酸等恶臭物质，水体变黑变臭。投加底泥改良剂对底泥改性，去除H2S等有毒物质，碱性环境下形成CaS、Cu(OH)2、Fe(OH)2和Zn(OH)2等化合物沉淀，固化氮、磷等元素，同时调节水体pH。投加反硝化聚磷干粉菌剂B8，可使其在村塘中繁殖，强化生物脱氮除磷效率。设置生态围隔及种植耐污挺水植物，有助于拦截大量的水体污染物，植物强大的根际通过吸收、吸附作用，将水中溶解的污染物和悬浮微粒中的污染物富集起来，且转入细胞内部，水体中的N元素部分被植物根部还原，转换成氨基酸和含氮有机物，植物根部还吸收水体中的磷酸根离子，转化成含磷有机物，用于其自身的生长繁殖，植物的这种直接作用起到了标本兼治的效果；同时，挺水植物通过根茎输送氧气至根部，根部形成好氧环境，利于好氧微生物生长繁殖，促进了氮、磷等有机物的分解，进一步净化黑臭村塘中的污染物。
本发明的有益成果：
(1)本发明进行投加底泥改良剂，调节水体pH，去除有毒有害物质，为水体中各种生物提供了安全的生存环境。
(2)本发明采用生物-生态耦合技术，利用水生植物及药剂等生物手段净化黑臭村塘，大大降低了成本。
(3)本发明种设置生态围隔植及种植耐污挺水植物，拦截排水沟带入的漂浮污染物，依靠耐污挺水植物根系吸收、吸附转化污染物，不存在产生二次污染，可以实现真正的生态化治理。
(4)本发明所需的造纸白泥、钢渣粉末、生物菌剂及耐污挺水植物，来源丰富，获取方便，节约了劳动力。
(5)本发明施工简便，不用专门施工队伍，村庄居民亦可施工。
附图说明
图1是黑臭村塘生态恢复方法的平面布置示意图。
图1中：Ⅰ—芦苇种植区域；Ⅱ—观赏荷花种植区域；Ⅲ—美人蕉种植区域；Ⅳ—再力花种植区域；Ⅴ—茭白种植区域；Ⅵ—花叶芦竹种植区域；Ⅶ—睡莲；Ⅷ—雨污水排水口；Ⅸ—生态围隔；X—居民住房。
具体的实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
附图1所示，本发明向村塘中均匀投加造纸白泥和钢渣粉末，造纸白泥投加量为30g/m2，钢渣粉末投加量为20g/m2，然后按照2.50g/m2的量向村塘中均匀投加活菌数为109/g的反硝化聚磷干粉菌剂B8(本发明的反硝化聚磷菌B8为恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)，由本课题组筛选，其制备方法见申请号为CN201410472759.X、CN201410476644.8的专利和陈晶等2017年在期刊《环境化学》第36卷第5期第1148～1155页上发表的论文《反硝化聚磷菌B8干粉菌剂的制备及应用》)；与此同时，在村塘每个雨污水排水口Ⅷ处设置半径为R(按每500m2村塘每个排污口半圆形围隔半径2.0m)、面积为S(按每500m2村塘每个排污口半圆形围隔面积6.3m2)的半圆形生态围隔Ⅸ，围隔内种植耐污挺水植物，种植区域为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ，分别是芦苇、观赏荷花、美人蕉、再力花、茭白和花叶芦竹，种植密度为10-25芽/m2；除此之外，每100m2村塘中央放置1盆睡莲Ⅶ。
附图1所示，本发明半圆形生态围隔Ⅸ具体做法如下：将长L的塑料彩布两端作成长l、宽m的袋子(其中，L>l>m)，内部填装粗沙,放置在雨污排水口Ⅷ两端的适当位置；以排水口Ⅷ为圆心，用木桩做成两排半径为R(按每500m2村塘每个排污口用木桩围半径是2.0m的半圆形)和R1(按每500m2村塘每个排污口用木桩围半径是2.5m的半圆形)的半圆形区域，塑料彩布从两排木桩中间穿过，塑料彩布上每间隔距离a做一个环扣，用鱼漂串与环扣相连，依靠浮力鱼漂串浮出水面，形成生态围隔Ⅸ，拦截通过雨污水排水口Ⅷ进入水体的漂浮污染物，为挺水植物的生长设置边界。
以下提供5个实施例进一步说明本发明。
实施例1
村塘1面积为506m2，平均深度1.25m，周长78m。向村塘中均匀投加造纸白泥15.18kg，钢渣粉末10.12kg，投加反硝化聚磷干粉菌剂B8(活菌数109/g)1.27kg，每个雨污排水口处设置半径为2.26m、面积为8m2的半圆形生态围隔，围隔内种植不同种类的耐污挺水植物(一个围隔种一种类型)，种植密度为10-25芽/m2，村塘中间放置睡莲5盆。经过上述措施，水体中COD含量从47.9mg/L降至28.4mg/L，总磷含量从0.51mg/L降至0.25mg/L，总氮含量从2.7mg/L降至1.2mg/L，村塘黑臭现象明显改善，参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，其水质由劣Ⅴ类水变成Ⅳ类水。
实施例2～5
实施例2、3、4、5与实施例1相比，各种物质单位投加量不变，实施方式及条件与例1也相同，均设置生态围隔、种植耐污挺水植物；不同之处在于各种投加物投加总量随村塘面积增大而有所增加，围隔面积及耐污挺水植物的种植量和睡莲数量也相应成倍增长、种植的植物种类多少根据雨污水排水口的数量而定。具体做法及指标见表1。
表1

Claims (1)

1.一种用于黑臭村塘生态恢复的菌株及恢复方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)黑臭村塘中均匀投加造纸白泥和钢渣粉末，造纸白泥投加量为30g/m2，钢渣粉末投加量为20g/m2；
(2)黑臭村塘中投加上述用于黑臭村塘生态恢复的菌株恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)干粉菌剂，投加量为2.50g/m2(活菌数109/g)；
(3)村塘岸边每个雨污排水口处设置一个半径为R(按每500m2村塘每个排污口半圆形围隔半径2.0m)、面积为S(按每500m2村塘每个排污口半圆形围隔面积6.15m2)的半圆形生态围隔，围隔内分别种植不同种类的挺水植物(一个围隔内种植一种类型)，如芦苇、观赏荷花、茭白、美人蕉、再力花和花叶芦竹等，种植密度为10-25芽/m2；除此之外，每100m2村塘中央放置1盆睡莲。
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