CN110183075A - 一种河道治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种河道治理方法，包括以下步骤：(1)翻动河道，形成泥浆；(2)向步骤(1)得到的泥浆中放置装填硅藻土填料的土工袋，对泥浆进行预处理；(3)向步骤(2)预处理后的泥浆中投入菌群聚合体，改善河道生境；(4)在步骤(3)恢复生境的河道上种植水生植物，并放流水生动物。与现有技术相比，本发明通过对河道进行解毒，降低了水体与底泥中有毒物质对生物菌群的毒害，提高了处理效率，适用范围广，且不破坏河道原有的生态系统、成本低，无二次污染。

Description

一种河道治理方法
技术领域
本发明属于河道污染治理技术领域，具体涉及一种河道治理方法。
背景技术
目前河道水体的污染来源分为两类：一类是外源污染，即污水的汇入、大气沉降等外部因素；另一类是内源污染，即由于污染物在水体内的停留、沉积而形成的底泥，这些底泥含有大量的污染物质，并不断往水体内释放氮、磷以及有机质。
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。
CN108975519A公开了一种河道生态修复的方法，包括如下步骤：将该河道分隔成多个相同区域，利用淤泥采集船对不同区域内的河底淤泥进行清除，在清除过程完成后，需实时向该区域河道内均匀喷洒微生物菌种，然后对河道进行混合搅拌，以使得微生物菌种与水源充分接触，然后静置3-6天，再次利用河道生态修复船再次对不同区域内的污染物杂质进行打捞，再次向处理后的河道内喷洒河道生态修复剂，然后对河道内的水质进行混合搅拌，在每个区域内修建生态浮岛，可通过在浮岛上种植绿色植被，来构筑生态浮岛。该发明能够有效对河道进行生态修复。但是，为了减少微生物菌种和河道生态修复剂的用量，提高系统运行的稳定性，该方法需要对河道淤泥进行彻底清除，清淤成本高，施工受场地限制，且需要对清除的底泥进行二次处理，易造成二次污染。
CN109607940A公开了一种河道修复方法，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。该发明采用底泥的原位处理，不破坏河流原有的生态系统，不影响河床的稳定，可以明显的去除底泥中的TOC和TN。但是该方法仅适合底泥中污染物较少的河道，且去除效果单一，使用具有一定的局限性。
随着社会与经济的迅速发展，生活污水、工业废水等大量的排入河道，河道底泥污染日益严重，长期的积累使底泥中污染物成分复杂，难以去除。尤其是工业发展带来的重金属污染，因重金属不会被生物降解，当环境变化时，沉积在底泥中的重金属形态将发生转化并释放到水体中造成二次污染。由于河道淤泥中含有大量的有害物质，尤其是重金属，对现有技术中添加的微生物菌种产生危害，使现有的河道治理修复效果大打折扣。为此，我们提出了一种河道治理方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种河道治理方法，该方法通过对河道进行解毒，降低了水体与底泥中有毒物质对生物菌群的毒害，提高了处理效率，适用范围广，且不破坏河道原有的生态系统、成本低，无二次污染。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种河道治理方法，包括以下步骤：
(1)翻动河道，形成泥浆；
(2)向步骤(1)得到的泥浆中放置装填硅藻土填料的土工袋，对泥浆进行预处理；
(3)向步骤(2)预处理后的泥浆中投入菌群聚合体，改善河道生境；
(4)在步骤(3)恢复生境的河道上种植水生植物，并放流水生动物。
优选地，步骤(1)中所述泥浆的固含量为5-10％。
优选地，步骤(2)中所述土工袋的开孔率为20-35％，孔径为30-60μm。
优选地，步骤(2)中所述硅藻土填料与泥浆的质量体积比为：5-20g/100L。
优选地，步骤(2)中所述土工袋按梅花形设置，相邻土工袋间距为1-1.5m。
优选地，步骤(2)中所述硅藻土填料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将硅藻土用质量分数为1.0-1.5％的磷酸溶液淋洗3次后，用去离子水淋洗至pH为6-7，干燥，得硅藻土A；
S2、将步骤S1的硅藻土A放入柠檬酸和鼠李糖脂的混合液中，在55-85℃下浸泡0.5-2h，得载液硅藻土；
S3、将步骤S2得到的载液硅藻土，风干，即得硅藻土填料。
进一步优选地，步骤S1中硅藻土的粒径为25-50μm。
进一步优选地，步骤S2中所述硅藻土和混合液的质量比为3-5:10。
进一步优选地，所述混合液中柠檬酸的浓度为0.05-0.1mol/L，鼠李糖脂的浓度为50-100mg/L。
优选地，步骤(3)中所述菌群聚合体与泥浆的质量体积比为：3-5g/100L。
进一步优选地，所述菌群聚合体的制备方法为：将硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌分别制成菌液后，混合，得混合菌液；按质量比4-8:1，向混合菌液中加入粒径为1-3mm的沸石，浸泡0.5-1h，过滤，即得菌体聚合体。
进一步优选地，所述硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌的质量比为15-30:10-25:2-5:5-10:0.5-2:3-9。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的硅藻土填料，通过硅藻土、柠檬酸和鼠李糖脂的复配，有效去除了河道水体和底泥中的有机物、重金属和有毒有害气体。
(2)本发明的河道治理方法，利用硅藻土填料对河道水体和底泥进行预处理，降低了水体和底泥中有毒物质对生物菌群的毒害，有利于河道生境的恢复，提高了后续的处理效率。
(3)本发明的菌群聚合体，通过硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌的复配，提高了各种微生物对污染物的处理能力，处理效率高，缩短了河道受损生境的恢复时间。
(4)本发明利用物理和生物相结合的办法，实现了底泥的原位处理，适用范围广，且不破坏河道原有的生态系统、成本低，无二次污染。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的技术方案做进一步详述。
本发明采用的硅藻土填料为通过以下方式制得的。
实施例1
所采用的硅藻土填料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粒径为25μm的硅藻土用质量分数为1.0％的磷酸溶液淋洗3次后，用去离子水淋洗至pH为6-7，在105℃下干燥6h，得硅藻土A；
S2、按照质量比3:10，将步骤S1制得的硅藻土A放入柠檬酸和鼠李糖脂的混合液中，在55℃下浸泡2h，得载液硅藻土；
所述混合液中柠檬酸的浓度为0.05mol/L，鼠李糖脂的浓度为100mg/L。
S3、将步骤S2得到的载液硅藻土，风干，即得硅藻土填料。
实施例2
所采用的硅藻土填料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粒径为50μm的硅藻土用质量分数为1.5％的磷酸溶液淋洗3次后，用去离子水淋洗至pH为6-7，在105℃下干燥6h，得硅藻土A；
S2、按照质量比5:10，将步骤S1制得的硅藻土A放入柠檬酸和鼠李糖脂的混合液中，在85℃下浸泡0.5h，得载液硅藻土，
所述混合液中柠檬酸的浓度为0.1mol/L，鼠李糖脂的浓度为50mg/L。
S3、将步骤S2得到的载液硅藻土，风干，即得硅藻土填料。
实施例3
所采用的硅藻土填料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粒径为30μm的硅藻土用质量分数为1.2％的磷酸溶液淋洗3次后，用去离子水淋洗至pH为6-7，在105℃下干燥6h，得硅藻土A；
S2、按照质量比3.5:10，将步骤S1制得的硅藻土A放入柠檬酸和鼠李糖脂的混合液中，在60℃下浸泡1.5h，得载液硅藻土；
所述混合液中柠檬酸的浓度为0.08mol/L，鼠李糖脂的浓度为80mg/L。
S3、将步骤S2得到的载液硅藻土，风干，即得硅藻土填料。
本发明所采用的菌群聚合体是通过以下方式制备的。
实施例4
所采用的菌群聚合体的制备方法为：按照质量比15:10:2:5:0.5:3，分别称取配方量的硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌培养制成菌液后，混合，得混合菌液；按质量比4:1，向混合菌液中加入粒径为3mm的沸石，浸泡0.5h，过滤，即得菌体聚合体。
实施例5
所采用的菌群聚合体的制备方法为：按照质量比30:25:5:10:2:9，分别称取配方量的硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌培养制成菌液后，混合，得混合菌液；按质量比8:1，向混合菌液中加入粒径为1mm的沸石，浸泡1h，过滤，即得菌体聚合体。
实施例6
所采用的菌群聚合体的制备方法为：按照质量比20:15:4:8:1:4，分别称取配方量的硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌培养制成菌液后，混合，得混合菌液；按质量比5:1，向混合菌液中加入粒径为2mm的沸石，浸泡0.6h，过滤，即得菌体聚合体。
基础实施例7
福州某河流A段水体CODcr为520mg/L，pH为6.8，底泥中重金属铅的含量为205mg/kg镉含量为7.2mg/kg；锌含量为516.0mg/kg；铜含量为258mg/kg。采用软围隔层20m2的封闭区域，进行分段实验。采用的土工袋材质为高强聚丙烯。
一种河道治理方法，包括以下步骤：
(1)翻动河道，形成固含量为5-10％的泥浆；
(2)将硅藻土填料装入开孔率为20-35％，孔径为30-60μm的土工袋内，并按照梅花形设置，放置于步骤(1)得到的泥浆中，相邻土工袋间距为1-1.5m，硅藻土填料和泥浆的质量体积比为5-20g/100L，对泥浆进行预处理3天；
(3)按照3-5g/100L的质量体积比，向步骤(2)预处理后的泥浆中投入菌群聚合体，改善河道生境；
(4)在步骤(3)恢复生境的河道上种植水生植物，并放流水生动物。
注：表1中的“-”代表不添加。
表1为实施例7-1-7-3的具体参数
实施例8效果监测
采用CJ/T221-2005城市污水处理厂污泥检验方法中的微波高压消解-分光光度法检测重金属含量。在投入菌群聚合体进行河道生境修复2周后，监测实施例7-1-7-4水体中CODcr和淤泥中重金属含量。监测结果如表2所示。
表2污染物去除率
从上表可以看出，本发明提供的河道治理方法可以显著改善污水水质，明显去除底泥中的重金属。同时，利用硅藻土填料的治理方法其治理效果显著优于不添加硅藻土填料的治理方法，表明本发明利用硅藻土填料对河道水体和底泥进行预处理，降低了水体和底泥中有毒物质对生物菌群的毒害，有利于河道生境的恢复。
以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述，但这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种河道治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)翻动河道，形成泥浆；
(2)向步骤(1)得到的泥浆中放置装填硅藻土填料的土工袋，对泥浆进行预处理；
(3)向步骤(2)预处理后的泥浆中投入菌群聚合体，改善河道生境；
(4)在步骤(3)恢复生境的河道上种植水生植物，并放流水生动物。
2.根据权利要求1所述的河道治理方法，其特征在于，步骤(2)中所述土工袋的开孔率为20-35％，孔径为30-60μm。
3.根据权利要求1所述的河道治理方法，其特征在于，步骤(2)中所述硅藻土填料与泥浆的质量体积比为：5-20g/100L。
4.根据权利要求3所述的河道治理方法，其特征在于，所述硅藻土填料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将硅藻土用磷酸溶液淋洗3次后，用去离子水淋洗至pH为6-7，干燥，得硅藻土A；
S2、将步骤S1的硅藻土A放入柠檬酸和鼠李糖脂的混合液中，浸泡，得载液硅藻土；
S3、将步骤S2得到的载液硅藻土，风干，即得硅藻土填料。
5.根据权利要求4所述的河道治理方法，其特征在于，步骤S1中硅藻土的粒径为25-50μm，所述磷酸溶液的质量分数为1.0-1.5％。
6.根据权利要求4所述的河道治理方法，其特征在于，步骤S2中所述硅藻土和混合液的质量比为3-5:10；所述浸泡为：在55-85℃下浸泡0.5-2h。
7.根据权利要求6所述的河道治理方法，其特征在于，所述混合液中柠檬酸的浓度为0.05-0.1mol/L，鼠李糖脂的浓度为50-100mg/L。
8.根据权利要求1所述的河道治理方法，其特征在于，步骤(3)中所述菌群聚合体与泥浆的质量体积比为：3-5g/100L。
9.根据权利要求8所述的河道治理方法，其特征在于，所述菌群聚合体的制备方法为：将硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌分别制成菌液后，混合，得混合菌液；向混合菌液中加入沸石，浸泡，过滤，即得菌体聚合体。
10.根据权利要求9所述的河道治理方法，其特征在于，所述硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、醋酸钙不动杆菌和放线菌的质量比为15-30:10-25:2-5:5-10:0.5-2:3-9。
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