CN111533247A - 处理黑臭水体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理黑臭水体的方法，包括：(1)将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并将所述第一区段内存水转移到所述第二区段；(2)向所述第一区段加入底泥调理剂，使得所述第一区段的底泥中的还原性物质和部分有机物被分解；(3)在所述第一区段内设置微生物强化固着装置，然后将所述第二区段内污水转移至所述第一区段，同时向所述第一区段水体中供氧。采用该方法可以实现对黑臭水体进行原位处理，解决黑臭水体治理过程中底泥修复不彻底或底泥缺少外运处置条件、水体附近不具备放置水处理设备条件、水质难以长时间维持等问题，并且无需占用土地设置旁路处理设备，同时本申请方法可适用于无截污条件的黑臭水体治理。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种处理黑臭水体的方法。
背景技术
黑臭水体是随着经济社会发展而形成的，是典型的水环境问题，其成因一般是水体周边未经处理的生活污水、工业废水以及降水地表径流长期直接排入水体，使得水体中污染物不断积累，超过水体自净能力，水体中溶解氧被消耗殆尽，一些金属离子结合了硫离子生成致黑物质使水体呈现黑色，同时反应中形成的有机硫化物等致使水体散发臭味。随着时间推移，水体中的污染物沉积到底泥中，底泥也逐渐变为黑色，成为污染物的“汇”；而在水体受到扰动等情况下，底泥中的污染物又会释放到水体中，此时，底泥又成为水体内源污染的“源”。因此，在黑臭水体治理时，需要“泥水共治”，方能达到有效改善水体水质的目的。
现有黑臭水体治理工艺存在两方面的问题，一是：对于底泥的处理，大多采用生态清淤或脱水后外运的方式，而越来越多的工程项目表明，其附近不具备接纳底泥的条件，远距离运输体积巨大的底泥在经济上也不可行；二是：众多现有技术采用旁路处理的方式，即在水体附近放置水处理设备，将受污染水处理后再排入水体，尽管一般占地不大，但其在部分治理项目中仍将受到应用限制。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理黑臭水体的方法，采用该方法可以实现对黑臭水体进行原位处理，解决黑臭水体治理过程中底泥修复不彻底或底泥缺少外运处置条件、水体附近不具备放置水处理设备条件、水质难以长时间维持等问题，达到高效实现泥水同治、底泥和污水原位处理、近水环境绿化美化的目的，并且无需占用土地设置旁路处理设备，同时本申请方法可适用于无截污条件的黑臭水体治理。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理黑臭水体的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并将所述第一区段内存水转移到所述第二区段；
(2)向所述第一区段加入底泥调理剂，使得所述第一区段的底泥中的还原性物质和部分有机物被分解；
(3)在所述第一区段内设置微生物强化固着装置，然后将所述第二区段内污水转移至所述第一区段，同时向所述第一区段水体中供氧。
根据本发明实施例的处理黑臭水体的方法，通过将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并将第一区段内存水转移到第二区段，然后向第一区段中加入底泥调理剂，使得底泥调理剂中化学成分和活性微生物的共同作用，将黑臭底泥中的还原性物质氧化，并去除大部分有机物，恢复其棕黄色的外观并消除其气味，完成黑臭水体“内源污染”的消除，并且经处理后的底泥无生物毒性，可做护坡并种植绿化植物；然后在第一区段中设置微生物强化固着装置，并且将第二区段内污水转移至第一区段，该微生物强化固着装置可以为微生物提供适宜生存的栖息地，逐渐富集微生物，同时向第一区段水体中提供充足的溶解氧，改善黑臭水体的还原性状态，并且通过微生物的生命活动逐渐降解水中的污染物，使得水体透明度逐渐提高、臭味消失。由此，采用该方法可以实现对黑臭水体进行原位处理，解决黑臭水体治理过程中底泥修复不彻底或底泥缺少外运处置条件、水体附近不具备放置水处理设备条件、水质难以长时间维持等问题，达到高效实现泥水同治、底泥和污水原位处理、近水环境绿化美化的目的，并且无需占用土地设置旁路处理设备，同时本申请方法可适用于无截污条件的黑臭水体治理。
另外，根据本发明上述实施例的处理黑臭水体的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，基于1平方米的所述第一区段，所述底泥调理剂加入量为0.3～0.6kg。由此，可以保证处理后底泥无生物毒性。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述底泥调理剂为含无机物质和微生物的复合菌剂或含无机物质、酶制剂和微生物的复合菌剂。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述微生物强化固着装置的顶部位于水面以下0.5～1米。由此，可以提高微生物聚集率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述微生物强化固着装置主体为亲水性生物填料。由此，可以提高微生物聚集率。
在本发明的一些实施例中，所述亲水性生物填料为选自固定式软性填料、半软性填料、弹性填料和组合填料中的至少之一。由此，可以提高微生物聚集率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，向所述第一区段水体中供氧是通过在所述第一区段中漂浮安装高效充氧装置实现的。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，向所述第一区段水体中供氧以保证所述第一区段水体中溶解氧不低于2mg/L。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(4)向步骤(3)得到的水体中加入水质调控药剂。由此，可以降低水体中的总磷浓度，达到水体净化目的。
在本发明的一些实施例中，所述水质调控药剂为具有除磷功能的絮凝剂。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理黑臭水体的方法流程示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的处理黑臭水体的方法流程示意图；
图3是实施例处理黑臭水体的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理黑臭水体的方法。根据本发明的实施例，参考图1-2，该方法包括：
S100：将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并将第一区段内存水转移到第二区段
该步骤中，在黑臭水体内部通过设置截留坝等设施将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并且将第一区段内存水转移到第二区段。需要说明的是，本申请中的“第一区段”和“第二区段”并不是指将黑臭水体间隔为两个区段，而是泛指两个不同区段，并且本领域技术人员可以根据实际需要对“第一区段”和“第二区段”的数量进行选择。
S200：向第一区段加入底泥调理剂，使得第一区段的底泥中的还原性物质和部分有机物被分解
该步骤中，向步骤(1)中转移内存水后的第一区段加入底泥调理剂，使得该底泥调理剂与底泥混合均匀，底泥调理剂中化学成分和活性微生物的共同作用，将黑臭底泥中的还原性物质氧化，并去除大部分有机物，恢复其棕黄色的外观并消除其气味，完成黑臭水体“内源污染”的消除，并且经处理后的底泥无生物毒性，可以根据实际需要选择一部分作为护坡并种植绿化植物，同时根据实际需要设置防止其滑入水体的护坡设施，而相较于现有技术中采用清淤或脱水后外运的方式，采用本申请的方法黑臭水体底泥无需清理上岸，显著降低了劳动难度，经底泥调理药剂处理后即可去除其中的有机物、消除臭味、恢复其棕黄色外观。
进一步地，基于1平方米的第一区段，所述底泥调理剂加入量为0.3～0.6kg，发明人发现，若底泥调理剂投加量过低时，底泥泥质改良所需时间长、效果差，而若底泥调理剂投加量过高导致药剂成本上升，并且底泥调理剂为含无机物质和微生物的复合菌剂或含无机物质、酶制剂和微生物的复合菌剂。需要说明的是，本领域技术人员可以根据需要对底泥调理剂中的无机物质、微生物和酶制剂的具体种类和配比进行选择，只要能实现将黑臭底泥中的还原性物质氧化，并去除大部分有机物，恢复其棕黄色的外观并消除其气味功能即可。
S300：在第一区段内设置微生物强化固着装置，然后将第二区段内污水转移至第一区段，同时向第一区段水体中供氧
该步骤中，在第一区段水体中设置微生物强化固着装置，然后利用水泵将第二区段内污水转移至第一区段，该微生物强化固着装置为微生物提供适宜生存的栖息地，使得微生物逐渐富集，优选可以进一步选择人工投加微生物菌剂(微生物菌剂主要由异养菌和硝化菌菌群构成)以加速微生物富集，同时向第一区段水体中供氧，通过产生微细气泡向水体提供充足的溶解氧，改善黑臭水体的还原性状态，通过微生物的生命活动逐渐降解水中的污染物，使得水体透明度逐渐提高，臭味消失。
进一步地，上述微生物强化固着装置主体为亲水性生物填料，其为微生物提供适宜生存的栖息地，并且微生物强化固着装置的顶部位于水面以下0.5～1米。同时，该亲水性生物填料为选自固定式软性填料、半软性填料、弹性填料和组合填料中的至少之一。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对固定式软性填料、半软性填料、弹性填料和组合填料的具体类型进行选择，只要能提供微生物适宜生存的栖息地即可，此处不再赘述。另外，向上述第一区段水体中供氧是通过在第一区段中漂浮安装高效充氧装置实现的，同时，向所述第一区段水体中供氧以保证所述第一区段水体中溶解氧不低于2mg/L，优选水体中溶解氧浓度为2～3mg/L。发明人发现，若溶解氧浓度低于2mg/L时，好氧微生物降解污染物所需氧含量不足，水质改善效果下降；而若溶解氧浓度过高则造成能源浪费。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对微生物强化固着装置和高效充氧装置个数进行选择，此处不再赘述。
根据本发明实施例的处理黑臭水体的方法，通过将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并将第一区段内存水转移到第二区段，然后向第一区段中加入底泥调理剂，使得底泥调理剂中化学成分和活性微生物的共同作用，将黑臭底泥中的还原性物质氧化，并去除大部分有机物，恢复其棕黄色的外观并消除其气味，完成黑臭水体“内源污染”的消除，并且经处理后的底泥无生物毒性，可做护坡并种植绿化植物；然后在第一区段中设置微生物强化固着装置，并且将第二区段内污水转移至第一区段，该微生物强化固着装置可以为微生物提供适宜生存的栖息地，逐渐富集微生物，同时向第一区段水体中提供充足的溶解氧，改善黑臭水体的还原性状态，并且通过微生物的生命活动逐渐降解水中的污染物，使得水体透明度逐渐提高、臭味消失。由此，采用该方法可以实现对黑臭水体进行原位处理，解决黑臭水体治理过程中底泥修复不彻底或底泥缺少外运处置条件、水体附近不具备放置水处理设备条件、水质难以长时间维持等问题，达到高效实现泥水同治、底泥和污水原位处理、近水环境绿化美化的目的，并且无需占用土地设置旁路处理设备，同时本申请方法可适用于无截污条件的黑臭水体治理。
进一步地，参考图2，上述方法还包括：
S400：向步骤S300得到的水体中加入水质调控药剂
该步骤中，在检测步骤S300中水体中总磷浓度超过治理目标限值时，向步骤S300得到的水体中加入水质调控药剂，从而使得水体中总磷浓度达标。进一步地，水质调控药剂为具有除磷功能的絮凝剂，并且投加量视所需降低的总磷浓度和所选絮凝剂而定。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对本申请使用的具有除磷功能的絮凝剂具体类型进行选择，只要能实现水体中总磷浓度达标即可，此处不再赘述。
另外，本申请方法在少量生活污水持续排入的情况下，也能达到显著改善水质并持续维持其良好状况的目的，同时根据实际情况，该处理过程的底泥也可以保持原状，不做护坡；并且根据治理水体的区段面积和形状，可按需要设置推流泵改善供氧效率。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
某黑臭河道，其河面宽度约10m，两侧护坡杂草丛生且存在垃圾倾倒情况，水面覆盖漂浮物、散发异味，其水质指标如下：DO＜1mg/L，氨氮约20mg/L，COD约120mg/L，其中需要解释的是，化学需氧量(COD)：水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示，它反映了水中受还原性物质污染的程度，也作为有机物相对含量的综合指标之一；氨氮：指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4 +)形式存在的氮；DO：溶解氧，指水体污染指数，DO低于某个值的时候就是污染严重。
处理黑臭水体的结构图如图3所示，1为第一区段(治理区段)、2为第二区段、3为截流坝、4为护坡木桩、5为微生物强化固着装置、6为高效充氧装置，其中，护坡木桩4露出水面0.5米，微生物强化固着装置5位于水面以下1米，高效充氧装置6为漂浮式安装。
具体运行操作如下：
(1)对河道两侧垃圾杂草和河面漂浮物做清理后，在河道中设置三条截流坝3，其中第一区段1长约70米，第二区段长约30米。截流坝3设置完毕后，利用水泵将第一区段1中的污水临时泵入第二区段2；
(2)然后在第一区段1内投加载体化复合底泥调理药剂(基于1平方米的第一区段1，底泥调理剂加入量为0.6kg)，并使其与约1米厚的黑色底泥混合均匀，在10天内，每天对底泥进行适度翻动，完成底泥的原位处理，使得底泥调理剂中化学成分和活性微生物的共同作用，将黑臭底泥中的还原性物质氧化，并去除大部分有机物，恢复其棕黄色的外观并消除其气味；然后在在河道两侧设置护坡木桩4，将约0.5米厚的底泥做护坡处理，并在护坡泥层中施种草籽；
(3)将剩余底泥适度平整压实后，将微生物强化固着装置5(其面积约200m2，微生物强化固着装置主体为经亲水改性的固定式复合纤维绳型填料)固定于河道内，利用水泵将第二区段2中的污水泵入第一区段1，并使水面高于微生物强化固着装置5约1米，同时在第一区段1中心位置相对设置2台高效充氧装置6并启动，每日监测DO，确认其在2mg/L以上，7天后，向第一区段1中投加微生物菌剂50kg，微生物菌剂主要由异养菌和硝化菌菌群构成，在DO充足的条件下，异养菌菌群降解污水中的有机污染物，硝化菌将氨氮转化为硝酸盐氮；
在少量生活污水持续排入第一区段1的情况下(河道两侧有若干居民生活污水管直排入河)，经30天左右，河道内水体水质明显改善，透明度明显提高，pH值稳定在7.5～8.5之间，氨氮维持在2mg/L以下，COD维持在40mg/L以下，DO维持在2mg/L以上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种处理黑臭水体的方法，其特征在，包括：
(1)将黑臭水体间隔为第一区段和第二区段，并将所述第一区段内存水转移到所述第二区段；
(2)向所述第一区段加入底泥调理剂，使得所述第一区段的底泥中的还原性物质和部分有机物被分解；
(3)在所述第一区段内设置微生物强化固着装置，然后将所述第二区段内污水转移至所述第一区段，同时向所述第一区段水体中供氧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，基于1平方米的所述第一区段，所述底泥调理剂加入量为0.3～0.6kg。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述底泥调理剂为含无机物质和微生物的复合菌剂或含无机物质、酶制剂和微生物的复合菌剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述微生物强化固着装置的顶部位于水面以下0.5～1米。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述微生物强化固着装置主体为亲水性生物填料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述亲水性生物填料为选自固定式软性填料、半软性填料、弹性填料和组合填料中的至少之一。
7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，向所述第一区段水体中供氧是通过在所述第一区段中漂浮安装高效充氧装置实现的。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，向所述第一区段水体中供氧以保证所述第一区段水体中溶解氧不低于2mg/L。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：(4)向步骤(3)得到的水体中加入水质调控药剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述水质调控药剂为具有除磷功能的絮凝剂。
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| CN115611558A (zh) * | 2022-09-13 | 2023-01-17 | 安徽师范大学 | 一种立体生态混凝土制备方法及在黑臭水体治理中的应用 |
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2020
- 2020-04-27 CN CN202010343333.XA patent/CN111533247A/zh active Pending
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