CN109607940A - 一种河道修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种河道修复方法，所述方法包括以下步骤：(1)抽取河道底泥表层2‑10cm的底泥；(2)将蜂窝状填料安放于河道底泥中，蜂窝状填料上端高出河道底泥平面5‑10cm；(3)将步骤(1)抽出的底泥与硝酸钙、固体生物促生剂和反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌混合，注入到蜂窝状填料内；(4)在河道上种植吸收氨氮的沉水植物和伊乐藻。本发明提供了一种河道修复方法，本发明的方法结合微生物修复和植物修复，可以明显的去除底泥中的TOC和TN，而且能够保持上覆水的理化性质，增加上覆水的溶解氧浓度，控制上覆水的TN浓度，防止富营养化。

Description

一种河道修复方法
技术领域
本发明属于城市河道污染治理技术领域，特别是一种河道修复方法。
背景技术
水体的污染来源可分为内源和外源，在治理污染水体过程中，除了对外源污染要进行切断或控制，内源污染的影响同样不可忽略。污染物质进入水体后，通过沉淀、吸附等途径最终会沉积于底泥中并逐渐积累。由于不断的富集积累，污染水体底泥中的氮磷、耗氧有机物、难降解有机物等污染物浓度往往是上覆水中各污染物浓度的数量级倍数，底泥有机物质在厌氧条件下会产生氨氮、硫化氢、挥发性有机物等物质会产生恶臭。所以污染水体的底泥是污染物的“蓄积库”，在一定条件下会使水体污染加重，同时产生的恶臭也会对周边人民的生活产生影响。
目前根据控制方法原理的不同，污染水体底泥治理方法可分为物理法、化学法和生物法。物理控制方法主要有疏浚法和覆盖法，优点是见效快，但工程量大，成本高，对底栖生态系统具有破坏性，疏浚法还要考虑底泥安置场地问题。化学法原理是化学试剂与污染物发生氧化、还原、沉淀、聚合等反应，使污染物从底泥中分离或转化为低污染或无污染状态，但如果选择的化学试剂不当或用量不准确易造成二次污染。生物法是指生物利用底泥中各污染物进行代谢活动，从而使污染物浓度降低或去除，与前两种方法相比具有成本低、对原有生态影响小、基本不产生二次污染的优点，因此得到快速发展。董文艺等用过氧化钙和硝酸钙制作复合悬浊液投加到底泥中以快速消除底泥中黑臭物质(申请号201110310155.1)，但使用了硝酸钙会增加水体中总氮含量，并且投加复合悬浊液时需等到退潮后，有一定使用局限性。蒋华以粉煤、燕麦杆、杉木等为原料制作基材载体投加到河道中，然后再投加复合菌种对河道底泥进行修复(申请号201310388670.0)，实现废弃物资源化利用，不会产生二次污染，但投加复合菌时是直接投入水中，水流的冲击和稀释作用会使载体上的微生物减少，造成一定程度的浪费。杨扬等用活性多孔生态混凝土覆盖在底泥表层，并在覆盖层上种植沉水植物，实现对底泥的原位持续修复(申请号201510211531.X)，但其活性覆盖材料为沸石、火山石、活性碳等，对底泥中污染物的吸附主要为物理吸附，不能将底泥中污染物彻底除去，另外成本也相对较高。针对现有技术的缺点，需要一种成本低、无二次污染、处理效率高的方法来对黑臭河道底泥进行修复治理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种河道修复方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种河道修复方法，所述方法包括以下步骤：
(1)抽取河道底泥表层2-10cm的底泥；
(2)将蜂窝状填料安放于河道底泥中，蜂窝状填料上端高出河道底泥平面5-10cm；
(3)将步骤(1)抽出的底泥与硝酸钙、固体生物促生剂和反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌混合，注入到蜂窝状填料内；
(4)在河道上种植吸收氨氮的沉水植物和伊乐藻。
优选地，所述反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌负载在吸附材料上。
优选地，所述吸附材料上负载的反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌6-8份、光合菌1-3份、氨化菌2-5份和硝化菌10-15份。
优选地，所述吸附材料上负载的反硝化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌3-4份、硝化菌6份。
优选地，所述吸附材料上负载的反硝化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌3份、硝化菌6份。
优选地，所述硝酸钙的添加量为0.5g/L(按水量计)。
优选地，所述吸附材料为沸石、陶粒和活性炭的一种或两种以上混合物，粒度5-10mm。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种河道修复方法，本发明的方法结合微生物修复和植物修复，可以明显的去除底泥中的TOC和TN，而且能够保持上覆水的理化性质，增加上覆水的溶解氧浓度，控制上覆水的TN浓度，防止富营养化。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种河道修复方法，所述方法包括以下步骤：
(1)抽取河道底泥表层5cm的底泥；
(2)将蜂窝状填料安放于河道底泥中，蜂窝状填料上端高出河道底泥平面8cm；
(3)将步骤(1)抽出的底泥与硝酸钙、固体生物促生剂和反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌混合，注入到蜂窝状填料内；
(4)在河道上种植吸收氨氮的沉水植物和伊乐藻；
所述吸附材料上负载的反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌6份、光合菌12份、氨化菌2-5份和硝化菌10-15份；
所述硝酸钙的添加量为0.5g/L(按水量计)；
所述吸附材料为沸石。
实施例2
作为本发明实施例的一种河道修复方法，本实施例的方法与实施例1的区别为：所述吸附材料上负载的反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌8份、光合菌12份、氨化菌2-5份和硝化菌10-15份。
实施例3
作为本发明实施例的一种河道修复方法，本实施例的方法与实施例1的区别为：所述吸附材料上负载的反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌8份、光合菌10份、氨化菌2-5份和硝化菌10-15份。
实施例4
作为本发明实施例的一种河道修复方法，本实施例的方法与实施例1的区别为：所述吸附材料上负载的反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌8份、光合菌15份、氨化菌2-5份和硝化菌10-15份。
对比例1
作为本发明对比例的一种河道修复方法，本对比例的方法与实施例1的区别为：所述吸附材料上负载的细菌不包括氨化菌。
对比例2
作为本发明对比例的一种河道修复方法，本对比例的方法与实施例1的区别为：所述吸附材料上负载的细菌不包括光合菌。
对比例3
作为本发明对比例的一种河道修复方法，本对比例的方法与实施例1的区别为：步骤(4)中不种植吸收氨氮的沉水植物。
对比例4
作为本发明对比例的一种河道修复方法，本对比例的方法与实施例1的区别为：步骤(4)中不种植伊乐藻。
实验例1
通过考察实施例1、对比例1-4的方法，对底泥中TOC和总氮(TN)及底泥上覆水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、溶解氧(DO)的变化来考察方法的效果，底泥总氮的测定底泥总氮测定方法来自国家环境保护标准：HJ717-2014。
采集底泥，底泥中TOC含量为1.10％，总氮含量为1.23mg/g，总磷含量为0.821mg/g。
模拟实验：模拟实验在室内修复生态培养柱(长度120cm，内径20cm)中进行，在生态培养柱添加底泥深度40cm，上覆蒸馏水60cm，分别用实施例1-6、对比例1-6的方法进行模拟处理，监测0天、7天、15天、30天、45天时的底泥和上覆水的指标。
实验结果如下表所示：
表1实施例1的方法模拟实验的监测结果。
时间 0天 7天 15天 30天 45天
底泥TOC(％) 1.10 1.04 0.96 0.91 0.87
底泥TN(mg/g) 1.23 1.14 1.03 0.984 0.923
上覆水TOC(ppm) 0 16.5 23.2 35.4 37.8
上覆水TN(ppm) 0 3.25 3.18 2.86 2.81
上覆水DO(ppm) 0 2.87 4.32 6.53 6.72
表2对比例1的方法模拟实验的监测结果。
表3对比例2的方法模拟实验的监测结果。
时间 0天 7天 15天 30天 45天
底泥TOC(％) 1.10 1.07 1.03 0.99 0.96
底泥TN(mg/g) 1.23 1.15 1.05 1.00 0.946
上覆水TOC(ppm) 0 16.3 23.1 34.0 39.5
上覆水TN(ppm) 0 3.31 3.17 2.73 2.78
上覆水DO(ppm) 0 2.94 4.44 6.43 6.43
表4对比例3的方法模拟实验的监测结果。
时间 0天 7天 15天 30天 45天
底泥TOC(％) 1.10 1.07 0.95 0.94 0.88
底泥TN(mg/g) 1.23 1.16 1.08 1.004 0.976
上覆水TOC(ppm) 0 17.2 23.8 36.3 37.5
上覆水TN(ppm) 0 5.67 8.98 16.32 23.58
上覆水DO(ppm) 0 2.87 4.17 6.487 6.91
表5对比例4的方法模拟实验的监测结果。
时间 0天 7天 15天 30天 45天
底泥TOC(％) 1.10 1.06 1.10 0.96 0.92
底泥TN(mg/g) 1.23 1.19 1.13 1.06 1.02
上覆水TOC(ppm) 0 17.5 24.6 33.2 36.1
上覆水TN(ppm) 0 3.19 3.06 2.89 2.93
上覆水DO(ppm) 0 1.96 2.62 3.53 3.72
由实施例1的方法模拟处理实验的监测结果可知，实施例1的方法对底泥中的TOC降低了21.9％，底泥中的TN降低了25.1％，并且影响上覆水的理化性质，能够增加上覆水中的溶解氧(DO)，并且适当增加上覆水中的TN。
由对比例1和实施例1的结果相比，发现菌剂中不包含氨化菌时，对底泥中的TOC和TN的去除程度减弱，对于上覆水的理化性质影响不明显。
由对比例2和实施例1的结果相比，发现菌剂中不包含氨化菌时，对底泥中的TOC和TN的去除程度减弱，对于上覆水的理化性质影响不明显。
由对比例3和实施例1的结果相比，发现对底泥中的TOC和TN的去除程度减弱，对于上覆水中的TN明显增加，且超过了20ppm，容易导致水体的富营养化。
由对比例4和实施例1的结果相比，发现菌剂中不包含氨化菌时，对底泥中的TOC和TN的去除程度减弱，对于上覆水中的DO明显减少，水中溶解氧的减少，影响菌剂的处理效率，降低了对底泥TOC和TN的去除。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种河道修复方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)抽取河道底泥表层2-10cm的底泥；
(2)将蜂窝状填料安放于河道底泥中，蜂窝状填料上端高出河道底泥平面5-10cm；
(3)将步骤(1)抽出的底泥与硝酸钙、固体生物促生剂和反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌混合，注入到蜂窝状填料内；
(4)在河道上种植吸收氨氮的沉水植物和伊乐藻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌负载在吸附材料上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸附材料上负载的反硝化菌、光合菌、氨化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌6-8份、光合菌1-3份、氨化菌2-5份和硝化菌10-15份。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述吸附材料上负载的反硝化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌3-4份、硝化菌6份。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述吸附材料上负载的反硝化菌和硝化菌的重量份数为反硝化菌3份、硝化菌6份。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述硝酸钙的添加量为0.5g/L水。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述吸附材料为沸石、陶粒和活性炭的一种或两种以上混合物，粒度5-10mm。
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