CN112794448A

CN112794448A - 一种流域污染河流修复的方法

Info

Publication number: CN112794448A
Application number: CN202011630494.3A
Authority: CN
Inventors: 温春燕; 安坤; 侯磊
Original assignee: Jinan Engineering Vocational Technical College
Current assignee: Jinan Engineering Vocational Technical College
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-05-14

Abstract

一种流域污染河流修复的方法，本发明涉及流域污染修复领域。本发明要解决现有河流修复的技术处理成本过高、修复效果不理想的技术问题。方法：一、在河流底部铺设微生物群落层；二、在步骤一所述微生物群落层上方设置微纳米曝气设备；三、将生物膜填料填充在河流内部，并在进水端设置进水滤网，在出水端设置出水滤网；四、在河流水面种植水生植物，在河流两侧岸边种植陆生植物。本发明是基于生态系统原理，采取的不同生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。本发明用于流域污染河流修复。

Description

一种流域污染河流修复的方法

技术领域

本发明涉及流域污染修复领域。

背景技术

随着我国城市化和工业化的发展，我国河流水体的功能和作用也在不断发生着变化。目前，我国大部分城市和地区的河流已经受到了污染物的污染，水质不断恶化，这不但影响人们的生活，而且对人们的健康状况带来了危害。

河流生态修复越来越得到人们的重视，现河流修复的技术手段也不尽相同，通过物理手段、化学手段、生物手段等各种不同方法修复受损的水体系统，但从修复结果看常存有一定的不足，处理成本过高、造成二次污染、水体治理不持久常常反复。

发明内容

本发明要解决现有河流修复的技术处理成本过高、修复效果不理想的技术问题，而提供一种流域污染河流修复的方法。

一种流域污染河流修复的方法，具体按以下步骤进行；

一、在河流底部铺设微生物群落层；

二、在步骤一所述微生物群落层上方设置微纳米曝气设备；

三、将生物膜填料填充在河流内部，并在进水端设置进水滤网，在出水端设置出水滤网；

四、在河流水面种植水生植物，在河流两侧岸边种植陆生植物，完成该方法。

进一步的，步骤一所述微生物群落层取自河流附近的土壤中。

进一步的，步骤二所述微纳米曝气设备由太阳能电池动力，太阳能电池设置在河流水面上方。

进一步的，步骤二所述微纳米曝气设备通过管路与鼓风机连通。

进一步的，步骤三所述生物膜填料为亲水性聚氨酯填料。

进一步的，步骤三所述生物膜填料的填充率为河水体积的5％～20％。

进一步的，步骤三所述进水滤网是以石英砂填料为滤料的砂过滤器。

进一步的，步骤三出水滤网的孔径小于所述生物膜填料的粒径。

进一步的，步骤四所述水生植物为水莲和浮萍。

进一步的，步骤四所述陆生植物为千屈菜、黄菖蒲、花叶芦竹、灯心草、芦苇、香蒲、莎草和花叶水葱中的一种或多种。

本发明方法在河流流域内的设置组成了修复系统，该系统包括增氧系统、微生物系统、植物系统和生物膜系统，所述增氧系统包括曝气设备，所述微生物系统由微生物群落层组成，所述植物系统由水生植物和陆生植物组成，所述生物膜系统由生物膜填料组成。

本发明一种应用流域污染河流修复方法，规避了河流治理只要采用化学药剂手段处理或机械式处理而造成的生态破坏及二次污染，有效的将绿色处理及生态环保结合在一起，而提供了一种新方法、新工艺、新手段。

1、增氧系统：

流域污染修复方法的增氧系统为处理技术的核心之一，流域水体恶化其主要原因之一是水体及河流底部泥层缺氧造成。当河流水体受到有机物污染时，就会消耗水体中的溶解氧，有机物的分解就会从有氧分解转换到无氧分解，生成硫化氢、氨气等致黑致臭物质，从而引起自然水体发生黑臭现象、基于这种情况，本发明工艺的修复方法通过微纳米曝气设备进行增氧，微纳米气泡可快速溶氧在水体中，提高水体的溶解氧，使得恢复水体中好氧生物的活力，改善水体的自净能力。

2、微生物系统：

微生物系统主要利用诱导霉的诱导作用，激活自身环境中的土著微生物快速增长，改善微生物的生态环境，水体微生物生态环境的改善从本质改善了水体性质。该工艺利用湿地水体中的微生物和湿地植物降解、吸收和截流污水中的污染物，从而达到修复污水的目的。

3、植物系统：

植物具有发达的输气组织，能有效地将氧传输到处于厌氧的根系区供给微生物，修复水体。修复效应主要优势在于：

①、减少富营养化，吸收水体中的营养盐；

②、良好的栖息地，浮游生物的避难所、安家所；

③、稳固底泥，防止悬浮；

④、化感作用抑制藻类生长；

⑤、增加水体中氧含量；

4、生物膜系统：

该膜过滤可采用砂石层实现，水体经前段处理后，经过膜过滤工艺，水体中悬浮物被过滤后，水体排入河中。

本发明是基于生态系统原理，采取的不同生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。

本发明的有益效果是：

本方法在河流流域内的设置组成了修复系统，设置增氧系统、微生物系统、植物系统和生物膜系统，植物系统具有发达的根系，能有效将氧气从枝叶部分传输至根系区，将氧气供给土著微生物群落，促进土著微生物快速生长，降解、吸收和截流污水中的污染物，从而达到修复污水的目的；生物膜系统是良好的微生物载体，提供给微生物适宜的生存环境；增氧系统可以均衡河流底部和表层的氧气，恢复水体中好氧生物的活力，改善水体的自净能力。本发明方法微生物系统和植物系统一方面可以降低修复处理成本，另一方面生态修复不会造成二次污染，同时微生物系统和植物系统可长期稳定持续，解决了现有河流修复技术手段水体治理不持久常常反复的问题。

本发明河流修复技术是结合治水工程与生态环境保护的一种新型修复技术，在控制水土流失、水土污染、加固堤岸、增加动植物种类、调节微气候和美化环境方面都有着巨大作用。是立足河流生态系统现状，积极创造条件，发挥生态系统自我恢复功能，使河流廊道生态系统逐步得到恢复的技术手段。坚持自然原则、地域性原则、生态学与系统性原则，实现小投入大效果。

1、本发明河流修复技术对水体营养物质具有吸收分解作用，对于重金属等污染物质具有一定的吸附净化作用，同时通过水生植物的光合作用能够增加水体中的溶解氧。

2、本发明河流修复技术具有经济性好、能源消耗小、管理费用低、可持续发展等优点。

3、洗肾法河流修复技术从内源调节生态平衡，稳定、可连续循环处理，运行成本低。

4、本发明河流修复技术，将新方法和工艺有效组合，实现绿色处理及生态有效保护的目的。

本发明提供了一种应用流域污染河流修复方法，可使处理后水质溶解氧≥5mg/L，COD降至120mg/L以下，氨氮降至30mg/L以下，总磷5mg/L以下，悬浮物降至80mg/L以下，水体基本常规指标达到河流水质三级标准，大量减少化学药剂的使用，降低处理成本，无污染，实现绿色、生态达标处理。

本发明通过新方法和工艺组合将绿色处理及生态有效的结合在一起，大大提高了处理后水质的稳定性，实现内源水质修复，减少了药剂使用量，降低了处理成本。

本发明用于流域污染河流修复。

附图说明

图1为具体实施方式一所述方法修复后的河流示意图；1代表太阳能电池，2代表微纳米曝气设备，4代表鼓风机，5代表微生物群落层，6代表水生植物，7代表陆生植物，8代表生物膜填料，9代表进水端，10代表出水端；

图2为图1的右侧示意图，11代表进水滤网；

图3为图1的左侧示意图，12代表出水滤网。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种流域污染河流修复的方法，具体按以下步骤进行；

一、在河流底部铺设微生物群落层；

二、在步骤一所述微生物群落层上方设置微纳米曝气设备；

当河流水体受到有机物污染时，就会消耗水体中的溶解氧，有机物的分解就会从有氧分解转换到无氧分解，生成硫化氢、氨气等致黑致臭物质，从而引起自然水体发生黑臭现象、基于这种情况，本实施方式将河流底部的缺氧水转移到水体表面与表层富氧水混合，表层富含水通过离心旋转横向水平扩散、纵向进入底层缺氧区。由此实现水体解层、增氧和纵横向循环交换三重功效，最大限度地将表层超饱和溶解氧水转移到水体底层，增加底层水体溶解氧，消除自然分层，使得恢复水体中好氧生物的活力，改善水体的自净能力。

水生植物和陆生植物均具有发达的根系，可通过根茎繁殖扩展；生物量大或茎杆密度大，可最大限度地吸收营养，通过光合作用制造大量的氧气，并且具有发达的输气组织，能有效地将氧传输到处于厌氧的根系区供给微生物，激活水体中的土著微生物快速生长，利用水体中的微生物和湿地植物降解、吸收和截流污水中的污染物，从而达到修复污水的目的。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述微生物群落层取自河流附近的土壤中。其它与具体实施方式一相同。

微生物是由固定碳素的光合细菌、抑制病害的放线菌、分解糖类的酵母菌、在嫌气状态下有效分解的乳酸菌等几十种微生物组成的群落，并且生长在当地的土著微生物更能适应当地的环境。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二所述微纳米曝气设备由太阳能电池提供动力，太阳能电池设置在河流水面上方。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二所述微纳米曝气设备通过管路与鼓风机连通。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三所述生物膜填料为亲水性聚氨酯填料。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三所述生物膜填料的填充率为河水体积的5％～20％。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三所述进水滤网是以石英砂填料为滤料的砂过滤器。其它与具体实施方式一至六之一相同。

石英砂填料具有强度高，寿命长，处理流量大，出水水质稳定可靠的显著优点，石英砂的功能主要是去除水中悬浮物、胶体、泥沙和铁锈。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三所述出水滤网的孔径小于所述生物膜填料的粒径。其它与具体实施方式一至七之一相同。

设置出水滤网可以保证生物膜填料不流失，反复使用，节约成本。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤四所述水生植物为水莲和浮萍。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四所述陆生植物为千屈菜、黄菖蒲、花叶芦竹、灯心草、芦苇、香蒲、莎草和花叶水葱中的一种或多种。其它与具体实施方式一至九之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种流域污染河流修复的方法，具体按以下步骤进行；

一、在河流底部铺设微生物群落层；

二、在步骤一所述微生物群落层上方设置微纳米曝气设备；

步骤一所述微生物群落层取自河流附近的土壤中。

步骤二所述微纳米曝气设备由太阳能电池提供动力，太阳能电池设置在河流水面上方。

步骤二所述微纳米曝气设备通过管路与鼓风机连通。

步骤三所述生物膜填料为亲水性聚氨酯填料。该亲水性聚氨酯填料的填充率为5％～20％，密度为1.05～1.06g/cm³，聚氨酯材质，类似海绵，经过表面处理，更亲水，更容易与水互溶，同时经过比重调整，控制比重略重于水，约1.05左右。

步骤三所述进水滤网是以石英砂填料为滤料的砂过滤器。

步骤三出水滤网的孔径小于所述生物膜填料的粒径。

步骤四所述水生植物为水莲和浮萍。

步骤四所述陆生植物为千屈菜、黄菖蒲、花叶芦竹、灯心草、芦苇、香蒲、莎草和花叶水葱中的一种或多种。

采用本实施例方法对受污染的一段河流(河流宽5米，深2米，长50～100米)进行河流修复，修复时间为一天，该河流修复系统日净化水量为10000m³，对河流中各项指标的去除效果如表1所示：

表1

名称	溶氧mg/L	SSmg/L	CODmg/L	氨氮mg/L	总磷mg/L
						处理前	0.2	大量悬浮固体	387	64	29
处理后	6.2	56	97	22	3.7

该河流修复系统的日去除COD值达到120kg，日去除氮值达到15kg；日去除磷值达到1.2kg。

Claims

1.一种流域污染河流修复的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行；

一、在河流底部铺设微生物群落层；

二、在步骤一所述微生物群落层上方设置微纳米曝气设备；

2.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤一所述微生物群落层取自河流附近的土壤中。

3.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤二所述微纳米曝气设备由太阳能电池提供动力，太阳能电池设置在河流水面上方。

4.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤二所述微纳米曝气设备通过管路与鼓风机连通。

5.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤三所述生物膜填料为亲水性聚氨酯填料。

6.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤三所述生物膜填料的填充率为河水体积的5％～20％。

7.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤三所述进水滤网是以石英砂填料为滤料的砂过滤器。

8.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤三所述出水滤网的孔径小于所述生物膜填料的粒径。

9.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤四所述水生植物为水莲和浮萍。

10.根据权利要求1所述的一种流域污染河流修复的方法，其特征在于步骤四所述陆生植物为千屈菜、黄菖蒲、花叶芦竹、灯心草、芦苇、香蒲、莎草和花叶水葱中的一种或多种。