CN110078329B - 一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法 - Google Patents

一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,包括步骤:1)向自然水域受污染底泥中撒入底泥生物固化修复剂,充分均匀的搅拌8~10min,实现底泥的生物改良;2)搅拌后静置5~10min,观察底泥改良后的性状,如有明显的泥水分离则进行下一步骤,否则继续静置3~5min;3)加入固定化微生物载体填料,充分均匀搅拌后静置。本发明提供的方法,实现在不破坏水体自然循环的基础上,利用底泥生物固化修复剂与固定化微生物组合技术抑制底泥污染物释放和促进污染物降解,从而减少对上覆水体的污染。

Description

一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法
技术领域
本发明涉及水环境治理与修复技术领域,具体涉及一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法。
背景技术
随着我国城市经济的快速发展,城市规模日益膨胀,城市环境基础设施日渐不足,城市污水排放量不断增加,大量污染物人河,水体中氮、磷等污染物浓度超标,河流水体污染严重,水体出现季节性或终年黑臭。城市黑臭水体的生态系统结构严重失衡,影响景观及人类生产和健康,成为目前极其突出的城市水环境问题。
而水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题。污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体,另有部分氮磷等物质以及难降解有机污染物通过吸附、沉淀、络合等化学或物理作用附着于泥沙上,形成底泥污染。最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染。在河流环境中,河床沉积底泥以推移和悬浮形式输送,很大程度上导致了上覆水和沉积底泥的相互物理作用。河流有强有力的自然环境,在河流系统中趋向有利于沉积底泥的解吸作用,从而将会影响上覆水的水质。因此,在水质管理计划中,应该将已污染的沉积底泥作为一个污染源予以考虑,沉积底泥是河流污染的一个重要方面。
污染底泥的修复技术主要分为原位修复和异位修复。异位修复工程量较大,同时会对河湖的生态环境带来一定的负面影响。因此原位控制技术成为底泥修复较为理想的方式。原位修复分为物理覆盖技术、化学控制技术、生物修复技术。底泥物理覆盖技术工程量大,不太适合河流、湖泊和港口,比较适用于深海底泥修复。化学控制技术主要通过絮凝沉淀等作用将污染物稳定在底泥中,同时对磷的控制有较好的效果。化学处理技术相对成本较低,工程实施可行性较高。生物修复是指利用生物活动来抑制和降解底泥中污染物,使生态环境恢复到自然状态。生物修复主要分为微生物修复和植物修复两类。与物理和化学方法相比生物修复法具有成本低、效率高、不破坏原有生态等优点。微生物修复多用来降解有机污染物。采用人工驯化、固定化微生物和转基因工程菌等降解底泥中的污染物质,从而减少底泥中污染物向上覆水体的释放。植物修复是利用水生植物根系的吸收、降解、固定等作用,去除水中有机和无机污染物达到净化底泥的修复方法。同时重金属等污染物能在植株内富集,能通过植物收割去除水体内污染物。近年来,生物修复呈普遍上升的发展趋势。
目前原位生物修复技术被广泛应用,但也存在较多缺陷。例如,公开号为201811185504.X公开了一种河湖重污染底泥原位修复方法,该方法用高压喷枪将生物促生液喷射在河道底泥上,静置、混合搅拌、曝气,通过络合、吸附水体与底泥中的污染物并絮凝固化从而实现絮凝物的去除,降低水体浊度,提高水体透明度,完成对河湖重污染底泥原位修复。这种方法去除速率较低,且对修复的底泥环境条件要求复杂,且通过曝气的方法容易发生二次污染。CN102757129B公开了一种河道污染底泥原位生态修复方法,该方法提出将三层混凝土覆盖在污染底泥上方,并联合种植植物的方式进行修复。该方法通过滞阻、吸附将重金属于固锁在混凝土中,然后经过植物富集,最终通过收割从而脱离水环境使污染物得到去除。但是这种方法处理效率低,而且一些高价重金属具有较高的环境生态风险;另外,覆盖砖块可能会破坏河道的原始生态链。201711482161.9公开了一种基于火山石的黑臭水体污染底泥原位修复方法,该方法是将火山石作为载体,进行生物负载和挂膜,从而去除黑臭水体底泥的氨氮,抑制恶臭物质的产生,使得水体及底泥无明显臭味。但这种方法没有考虑到黑臭水体底泥环境的复杂性,无法保证火山石载体上的微生物的存活,进而无法保证对底泥的修复效果,且这种方法修复的速度较慢。
综上,国内普遍采用原位生物强化处理技术来实现对污染底泥的原位处理,但现有技术实施过程中普遍需要前期对底泥进行曝气处理或高压喷枪扰动来实现或提高处理效果,其中势必会造成污染物的二次释放,水环境的二次污染。而且对治理后底泥环境中生物生态环境的跟踪评价不足,导致污染反复。在对水环境受污染底泥实施生物降解后,继而对底栖生物环境的影响尚无跟踪评价。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,实现在不破坏水体自然循环的基础上,利用底泥造粒钝化与固定化微生物组合技术抑制底泥污染物释放和促进污染物降解,从而减少对上覆水体的污染。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一方面,本发明提供一种固定化微生物载体填料,所述固定化微生物载体填料通过将沸石和底泥材料混合后在细菌培养基中培养制备得到;所述底泥材料来自待修复的污染水体底部表层污泥。
进一步地,所述沸石和底泥材料在混合前按质量比为1:(2~10)。
进一步地,所述培养具体条件如下:将底泥材料和沸石混合后在避光条件下,于28~35℃下置于pH为7~8的细菌培养基中浸泡搅拌80~150S,摇床继续培养;每隔两天,更换新鲜的细菌培养基混匀,培养10天后,过滤,完成;得到的菌数至少达到1.0×108CFU/g。
进一步地,所述细菌培养基为:将硫酸铵100~300mg、碳酸氢钠20~40mg、磷酸氢二钾0.05~2g、硫酸镁100~300mg、硫酸铜0.1~2mg、硫酸锌0.3~3mg和水1L混合后,调pH为7~8,即得。该细菌培养基能够提供微生物生长所需的碳源、氮源、生长因子等营养成分,提高微生物的生长代谢能力。
进一步地,所述底泥材料制备过程如下:取待修复的污染水体底部表层污泥(所述表层污泥厚度约1~5cm),剔除其中不溶于水的杂质颗粒(例如碎玻璃碎石头、木棍等),过滤得到,含水率60~80%,可交换态氨氮含量为100~200mg/kg。
进一步地,所述底泥材料中含有土著微生物菌群,所述土著微生物菌群由乳酸菌、酵母菌群、光合菌群、芽孢杆菌群、硝化菌群组成。
进一步地,本发明所述沸石粉粒径为100~500目,更进一步地,所述沸石粉粒径为100~300目,优选地,本发明所述沸石粉粒径为200目。
进一步地,本发明所述土著微生物菌群中乳酸菌、酵母菌群、光合菌群、芽孢杆菌群、硝化菌群的微生物丰度分别为12.52%、8.36%、11.25%、9.28%及15.20%。有利于提高微生物对河道底泥环境的适应能力,在底泥原位生物固化修复药剂投放后,使微生物能迅速大量繁殖成为优势菌种,从而快速高效的修复治理底泥。
进一步地,本发明所述固定化微生物载体填料的孔隙率为25~35%,堆积密度为0.9~1.5g/cm3。优选地,所述孔隙率为30%,堆积密度为0.9~1.5g/cm3
一方面,本发明提供一种底泥生物固化修复剂,由沸石粉、过氧化钙、粉煤灰、聚丙烯酰胺、氧化镁和氧化铁混合制备而成。
进一步地,所述底泥生物固化修复剂,按重量份数计,包括沸石粉300~400份、过氧化钙150~200份、粉煤灰250~350份、聚丙烯酰胺20~50份、氧化镁100~150份、氧化铁80~100份。
进一步地,本发明所述沸石粉粒径为100~500目,更进一步地,所述沸石粉粒径为100~300目,优选地,本发明所述沸石粉粒径为200目。
进一步地,本发明所述过氧化钙粒径为100~400目,更进一步地,所述过氧化钙粒径为100~300目,优选地,本发明所述过氧化钙粒径为100目。
进一步地,本发明所述粉煤灰粒径为0.5~300μm,更进一步地,所述粉煤灰粒径为50~200μm,优选地,本发明所述粉煤灰粒径为100μm。
进一步地,本发明所述聚丙烯酰胺相对分子量为100~2000万,更进一步地,所述聚丙烯酰胺相对分子量为800~2000万,优选地,本发明所述聚丙烯酰胺相对分子量为900万。
进一步地,本发明所述聚丙烯酰胺可以为阴离子型、阳离子型、非离子型,优选地,本发明所述聚丙烯酰胺为阳离子型。
进一步地,所述底泥生物固化修复剂的制备方法,包括如下步骤:称取沸石粉、过氧化钙、粉煤灰、聚丙烯酰胺、氧化镁、氧化铁,将上述粉料投入高速粉料混合装置,搅拌,混合均匀,即得。
进一步地,所述混合搅拌转速为500~1300rpm,更进一步地,所述混合搅拌转速为800~1300rpm,优选地,本发明所述混合搅拌转速为900、1200rpm。
进一步地,所述混合搅拌时间为5~60分钟,更进一步地,所述混合搅拌时间为10~30分钟,优选地,本发明所述混合搅拌转速为20、30分钟。
一方面,本发明提供一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,包括如下步骤:
1)向自然水域受污染底泥中撒入底泥生物固化修复剂,充分均匀的搅拌8~10min,实现底泥的生物改良,投加量一般为0.2%~0.5%(因含水率和土质而不同);
2)利用机耕船翻拌作业,作业深度为20-30cm,往返来回翻拌2次,测定泥质pH,控制范围为6.8-7.3,反应时间为1-3天,观察底泥改良后的性状,如有明显的泥水分离则进行下一步骤,否则继续静置;
3)加入固定化微生物载体填料,利用机耕船翻拌作业,作业深度为20-30cm,往返来回翻拌2次,测定泥质pH,控制范围为6.8-7.3,反应时间为1-3天。
进一步地,本发明所述固定化微生物载体填料使用量为100~1000g/㎡,更进一步地,所述固定化微生物载体填料使用量为100~500g/㎡,优选地,本发明所述固定化微生物载体填料使用量为300g/㎡。
本发明所述底泥生物固化修复剂+固定化微生物载体填料可应用于城市河道、生活污水排放渠、工业污水排放渠以及恶臭污泥。首先利用底泥生物固化修复剂实现对底泥的生物改良,再利用固定化微生物载体填料本身所附着的微生物降解污染物,同时又具有物理吸附和阻隔等功能,使污染物在生物降解与物理吸附的协同作用下被去除,实现了降低底泥中有机碳、总磷及总氮含量,改善氧化还原电位,达到底泥减量化和无害化的目的。
将所述底泥生物固化修复剂投放到所需处理的污染底泥中,混合搅拌,所述底泥生物固化修复剂与泥水中的污染物充分发生作用,吸附水体中的污染物及激活底泥微生物的作用,以达到对水体中污染物原位收集、浓缩并在底泥固化改性目的。
底泥生物固化修复剂具有如下特性:1)具有疏水性特征。与底泥进行作用后形成团粒泥体,具有疏水的基本特征,团粒泥体在外部膜结构的作用下产生自缚现象,从而使泥体不随水体流失。2)具有空间网络的团粒结构。孔隙率变大,透气性好,适合各种微生物及生物的生长,为微生物提供生存的场所和条件。3)有固锁有机质特性。能有效降解污染有机质及碳、氮、磷指标,并消解有机质。并固锁恶臭且不析出,保护上覆水体环境。
本发明固定化微生物载体填料中附着的微生物来源于待修复水体底部,利于微生物对河道底泥环境的适应能力提升,在投放后,微生物能够迅速大量繁殖成为优势菌种,从而达到快速高效的原位治理底泥。固定化微生物载体填料具有如下特性:1)沸石作为培养微生物的载体介质,沸石孔隙率高,比表面积大,表面粗糙,沸石的微孔结构适合微生物生长繁殖,经培养形成生物沸石后,能同时发挥沸石的物理性能和微生物对污染物的物理、化学、生物作用。2)沸石作为微生物生长的载体同时能吸附营养物质,吸附的营养物质一部分被微生物作为营养源合成新细胞,并不断向水环境中释放出增殖的微生物;一部分营养物质被微生物(如硝化、反硝化菌)代谢、分解。同时还代谢产生大量的代谢产物(有机酸、酶等)促进有机污染物的分解。
本发明固定化微生物载体填料通过离子交换、联结、包裹、凝胶作用,与底泥表面产生较大的分子力,从而迅速脱水形成具有立体网络结构的团粒,团粒结构使底泥具备优良的疏水性、透气性、粘连性等物理特性,可有效固锁和消减底泥中的碳、氮、磷物质,逐步消解有机质,改善底泥内部微生物多样性。由此可知,所述固定化微生物载体填料能快速改善水体水质与底泥环境,有助于水生态系统的自然构建,从而有效实现水体与底泥的原位修复。
沸石表面粗糙和具有的多孔结构,使其具有较强的携载能力,不但能使物料均匀地吸附在表面,而且能吸附到孔穴和通道内,因而具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子以及催化性能;能附着大量微生物,利于后续修复。
底泥材料中微生物来自待修复水体底部,通过培养富集,有利于提高微生物对河道底泥环境的适应能力,在固定化微生物载体填料投放后,使微生物能迅速大量繁殖成为优势菌种,从而快速高效的修复治理底泥。
底泥生物固化修复剂+固定化微生物载体填料(的使用)能快速改善水体水质与底质环境,有助于水生态系统的自然构建,从而实现水体与底泥的原位修复。
底泥生物固化修复剂与底泥可形成立体网络团粒结构,具有疏水的基本特征,团粒泥体在外部膜结构的作用下产生自缚现象,从而使泥体不随水体流失。底泥生物固化修复剂+固定化微生物载体填料能够使有机污染物无机化,无极污染物减量化,能有效降解污染有机质,并消解有机质,消减碳、氮、磷,固锁恶臭且不析出,保护上覆水体环境;内部的孔隙结构既可以保存随水进入团粒的水溶性养分,又适宜兼氧、好氧性微生物的生长繁殖活动可激活底泥内部微生物多样性,从而形成厌氧和好氧共生菌群,实现整体水体环境长久的生态性。
有益效果
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
底泥生物固化修复剂+固定化微生物载体填料组合实现底泥原位生物强化与底栖环境生态修复,首先通过离子间交换、联结、包裹、凝胶的作用,与粘粒表面产生较大的分子力,从而迅速脱水形成了底泥内部的空间网络的团粒结构,增加了孔隙率及透气性,为后续微生物的生长提供了必要的生存环境,其次通过施加固定化微生物,从根本上增加了底泥中的微生物的多样性,最后在底泥造粒钝化与固定化微生物长期的作用下,底栖环境的生态性趋于平稳,逐渐成为改善整体水域的贡献者。
该组合技术的优点:
(1)有机污染减量化和无机化
底泥造粒钝化技术具有固锁有机质特性。能有效降解污染有机质及碳、氮、磷指标,并消解有机质。团粒内部呈空间网络的团粒结构,该结构既可以保存随水进入团粒的水溶性养分,又适宜兼氧、好氧性微生物的生长繁殖活动。增效的固定化微生物技术释放大量有益微生物,在多孔的团粒结构中进行生长繁殖,同时降解转移有机物,显著降低底泥污染负荷。
(2)隔断底部污染物释放
底泥造粒钝化后,一定厚度(密度相对较大)的团粒改造层形成一个稳定的覆盖隔离层,其作用是阻隔底泥有机物或其他污染物的释放,保护上覆水体。
(3)微生物生长的资源库
团粒内部的孔隙结构既可以保存随水进入团粒的水溶性养分,又适宜兼氧、好氧性微生物的生长繁殖活动。固定化微生物技术可以释放大量有益微生物,在多孔的团粒结构中进行生长繁殖,同时进一步降解转移有机物,显著降低底泥污染负荷。
(4)维持较高的土壤生物多样性
由于团粒间同时存在不同大小孔隙,且比例适当,水气环境多元、物质能量供应多元,这为不同大小体型、好氧厌氧生活习性的动物、微生物提供了良好的生存空间。且增效的固定化微生物技术提供的大量有益微生物,很大程度上改善了Shannon指数和均匀度及Simpson指数,实现对底栖环境继而对整体水域环境的长久的生态功能。
具体实施方式
以下结合具体实施方式,对本发明作进一步的详细描述,但不应将此理解为,本发明所述主题范围仅限于以下实施例。
下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置;所有试剂均可来自于商购。
细菌培养基为:将硫酸铵100~300mg、碳酸氢钠20~40mg、磷酸氢二钾0.05~2g、硫酸镁100~300mg、硫酸铜0.1~2mg、硫酸锌0.3~3mg和水1L混合后,调pH为7~8,即得。
底泥材料制备过程如下:取待修复的污染水体底部表层污泥(所述表层污泥厚度约1~5cm),剔除其中不溶于水的杂质颗粒(例如碎玻璃碎石头、木棍等)后,过滤过滤得到,含水率60~80%,可交换态氨氮含量为100~200mg/kg。
实施例1:
一种固定化微生物载体填料的制备:将沸石和底泥材料按质量比为1:(2~10)混合后后在避光条件下,于28~35℃下置于pH为7~8的细菌培养基中浸泡搅拌80~150S,摇床继续培养;每隔两天,更换新鲜的细菌培养基混匀,培养10天后,过滤,完成;得到的菌数至少达到1.0×108CFU/g。所述沸石粉粒径为100~500目,所述底泥材料中含有土著微生物菌群,所述土著微生物菌群由乳酸菌、酵母菌群、光合菌群、芽孢杆菌群、硝化菌群组成。所述土著微生物菌群中乳酸菌、酵母菌群、光合菌群、芽孢杆菌群、硝化菌群的微生物丰度分别为12.52%、8.36%、11.25%、9.28%及15.20%。
所述固定化微生物载体填料的孔隙率为25~35%,堆积密度为0.9~1.5g/cm3
实施例2:
一种底泥生物固化修复剂,按重量份数计,称取沸石粉300~400份、过氧化钙150~200份、粉煤灰250~350份、聚丙烯酰胺20~50份、氧化镁100~150份、氧化铁80~100份,将上述粉料投入高速粉料混合装置,搅拌,转速为500~1300rpm,混合搅拌时间为5~60分钟,混合均匀,即得。
实施例3:
选定某城市河道受污染底泥作为实施对象,对该河道隔离的长宽分别为2m、3m,即面积为6㎡污染区域进行试验,隔离区域外的污染底泥为对比实验。对实验区域进行如下步骤:
1、根据初步判断污染物累积深度约为30cm,向受污染的试验段撒入底泥生物固化修复剂,投加量为300g/㎡;
2、利用机耕船翻拌作业,作业深度为20-30cm,往返来回翻拌2次,测定泥质pH,控制范围为6.8-7.3,反应时间为1-3天,观察底泥改良后的性状,出现明显的泥水分离;
3、接着向加入固定化微生物载体填料,投加量为200g/㎡,利用机耕船翻拌作业,作业深度为20-30cm,往返来回翻拌2次,测定泥质pH,控制范围为6.8-7.3,反应时间为1-3天。
一周后,分别取样进行指标检测,检测结果见表1
检测指标 TN(g/kg) TP(g/kg) TOC(g/kg) ORP(mv)
对比段 5.2 3.5 92.7 ~210
实验段 2.3 1.2 51.3 ~10
表1
上表可以看出,修复后有效的消减了底泥中碳、氮、磷指标,氧化还原电位值大幅度上升,间接反应出底泥内部微生物菌群,逐渐从厌氧微生物过渡到好氧微生物。
同时,对实验段修复后为期一个多月的Shannon指数和均匀度进行检测与评价,结果如图1所示:
Shannon指数和均匀度可以反映底泥微生物群落多样性。底泥经过钝化造粒改性后,团粒间孔隙中溶解氧增多,适宜于好氧微生物和兼氧微生物的活动。由图1可以看到施加固定化微生物菌剂后,底泥Shannon指数和均匀度均呈上升趋势,且在修复10天后有大幅度的上升,这是由于固定化载体内微生物菌群有激活和增殖的时间延迟。在修复1个月后,Shannon指数和均匀度分别达到6.72和1.18,表明底泥微生物群落多样性很丰富,底泥微生物菌群生态得到极大的改善。
实施例4:
选定某公园受污染底泥作为实施对象,用专有的底泥原位柱状采样装置采集深度为20cm、直径为10cm的柱状泥样,根据初步判断污染物累积深度约为15cm。进行以下实验:
1、采集深度为15cm以内的泥样2000g,均匀分成两等份,其中一份为对照组。向实验组中加入底泥生物固化修复剂,投加量为5g,充分均匀的搅拌8~10min;
2、搅拌后静置5~10min,观察底泥改良后的性状,出现明显的泥水分离;
3、接着向加入固定化微生物载体填料,投加量为5g,充分均匀搅拌后静置。
一周后,分别进行指标检测,检测结果见表2
检测指标 TN(g/kg) TP(g/kg) TOC(g/kg) ORP(mv)
对照组 3.2 2.5 48.5 ~75
实验组 1.9 0.8 26.5 50
表2
上表可以看出,修复后实验段有效的消减了底泥中碳、氮、磷指标,底泥内部微生物菌群得到大幅度改善,溶解氧增加,好氧微生物占主导地位。
同时,对实验组修复后为期一个多月的Simpson指数进行检测与评价,结果如图2所示:
Simpson指数可以反映底泥微生物常见种优势度的变化情况。底泥修复前底泥中的菌群单一主要为厌氧异养菌,此时Simpson指数较高达到0.08。随着底泥钝化造粒以及固定化微生物菌群的投加,在修复1个月后,Simpson指数约为0.04,表明底泥中微生物群落多样性增加,底泥中好氧性微生物和兼氧性微生物如乳酸菌、酵母菌群和光合菌群等逐渐增多。
综上所述,该河道底泥原位修复技术,创新引入底泥结构的改良和底栖微生态环境的重建修复理念,实现河道底部生物生境的改良,为后期的水环境生态修复创造有利的基础条件,更加体现底泥污染生态治理的优势。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为被包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)向自然水域受污染底泥中撒入底泥生物固化修复剂,充分均匀的搅拌,实现底泥的生物改良,投加量为0.2%~0.5%;
2)搅拌后静置,观察底泥改良后的性状,如有明显的泥水分离则进行下一步骤,否则继续静置;
3)加入固定化微生物载体填料,充分均匀搅拌后静置;
所述固定化微生物载体填料通过将沸石和底泥材料混合后在细菌培养基中培养制备得到;所述底泥材料来自待修复的污染水体底部表层污泥;所述底泥材料中含有土著微生物菌群,所述土著微生物菌群由乳酸菌、酵母菌群、光合菌群、芽孢杆菌群、硝化菌群组成;
所述底泥生物固化修复剂,由沸石粉、过氧化钙、粉煤灰、聚丙烯酰胺、氧化镁和氧化铁混合制备而成;
所述固定化微生物载体填料使用量为100~1000g/㎡;步骤2和步骤3所述搅拌过程如下:利用机耕船翻拌作业,作业深度为20-30cm,往返来回翻拌2次,测定泥质pH,控制范围为6.8-7.3,反应时间为1-3天;
所述沸石和底泥材料在混合前按质量比为1:(2~10);
所述底泥材料制备过程如下:取待修复的污染水体底部表层污泥,剔除其中不溶于水的杂质颗粒,过滤得到,含水率60~80%,可交换态氨氮含量为100~200mg/kg。
2.根据权利要求1所述底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,其特征在于,所述培养具体条件如下:将底泥材料和沸石混合后在避光条件下,于28~35℃下置于pH为7~8的细菌培养基中浸泡搅拌80~150S,摇床继续培养;每隔两天,更换新鲜的细菌培养基混匀,培养10天后,过滤,完成;得到的菌数至少达到1.0×108CFU/g;
所述细菌培养基为:将硫酸铵100~300mg、碳酸氢钠20~40mg、磷酸氢二钾0.05~2g、硫酸镁100~300mg、硫酸铜0.1~2mg、硫酸锌0.3~3mg和水1L混合后,调pH为7~8,即得。
3.根据权利要求1所述底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,其特征在于,
所述土著微生物菌群中乳酸菌、酵母菌群、光合菌群、芽孢杆菌群、硝化菌群的微生物丰度分别为12.52%、8.36%、11.25%、9.28%及15.20%。
4.根据权利要求1所述底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,其特征在于,所述固定化微生物载体填料的孔隙率为25~35%,堆积密度为0.9~1.5 g/cm3
5.根据权利要求1所述底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,其特征在于,所述底泥生物固化修复剂,按重量份数计,包括沸石粉300~400份、过氧化钙150~200份、粉煤灰250~350份、聚丙烯酰胺20~50份、氧化镁100~150份、氧化铁80~100份。
6.根据权利要求1所述底泥原位生物强化与底栖环境生态修复方法,其特征在于,所述沸石粉粒径为100~500目;
所述过氧化钙粒径为100~400目;
所述粉煤灰粒径为0.5~300μm;
所述聚丙烯酰胺相对分子量为100~2000万;
所述聚丙烯酰胺为阴离子型、阳离子型或非离子型;
所述底泥生物固化修复剂的制备方法,包括如下步骤:称取沸石粉、过氧化钙、粉煤灰、聚丙烯酰胺、氧化镁、氧化铁,将上述粉料投入高速粉料混合装置,搅拌,混合均匀,即得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110342756A (zh) * 2019-08-15 2019-10-18 杭州珊瑚环境科技有限公司 一种水体底泥的原位生态修复方法
CN112441715B (zh) * 2019-08-23 2022-10-28 清上(苏州)环境科技有限公司 一种原位修复材料及其制备方法和应用
CN112441713B (zh) * 2019-08-23 2022-09-20 清上(苏州)环境科技有限公司 一种原位修复复合材料及受污染底泥原位治理与修复方法
CN111423079A (zh) * 2020-02-26 2020-07-17 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 异质分层覆盖结合化学处理的受污染底泥原位帽封方法
CN111470739A (zh) * 2020-05-28 2020-07-31 王志斌 一种复合矿物耦合底栖藻类抑制内源污染释放的方法
CN113636657A (zh) * 2021-08-31 2021-11-12 北京东方园林环境股份有限公司 一种底泥和水体污染物的持续净化方法
CN113717967A (zh) * 2021-09-08 2021-11-30 朗润(惠州)生态科技有限公司 生物多样性启动载体的制备方法
CN113880379A (zh) * 2021-10-29 2022-01-04 河北地势坤环保工程有限公司 一种复合型底泥改良剂及其生产工艺
CN114315072A (zh) * 2022-03-15 2022-04-12 南京智感环境科技有限公司 一种用于治理底泥污染的微生物滤层构建方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102674562A (zh) * 2012-06-04 2012-09-19 中国科学院生态环境研究中心 一种修复受污染水体和底泥的材料和方法
CN107686225A (zh) * 2017-09-05 2018-02-13 神美科技有限公司 一种用于污泥脱水的复合型污泥调理剂

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198274A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Renescience A/S Methods of processing municipal solid waste (msw) using microbial hydrolysis and fermentation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102674562A (zh) * 2012-06-04 2012-09-19 中国科学院生态环境研究中心 一种修复受污染水体和底泥的材料和方法
CN107686225A (zh) * 2017-09-05 2018-02-13 神美科技有限公司 一种用于污泥脱水的复合型污泥调理剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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廊坊市八干渠黑臭河道治理底泥原位修复技术实践;白培峰等;《微信公众号》;20181210;论文摘要部分、论文图3及结语部分 *

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