TW201317184A - 河湖溝渠污泥整治方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種河湖溝渠污泥整治方法，其主要係於河湖溝渠污泥中直接投入過碳酸鈉，而過碳酸鈉沉澱與污泥接觸後，產生熱、氧化及酸鹼中和的化學反應，以氧化污泥的膠羽物，使膠羽物脫離泥沙後溶於水中或漂浮於水面；藉此，以過碳酸鈉的酸鹼中和及氧化功能，可以快速將污泥表面新生成污染物氧化並為水體提供溶解氧者。

Description

河湖溝渠污泥整治方法

　　本發明係有關於一種河湖溝渠污泥整治方法，尤其是指一種屬於環境保護領域，用於整治理河湖、溝渠中有機污泥的方法，藉由單一藥劑而省略培養菌種泥及多層步驟的整治過程，即可達到修復速度快及效果顯著為發明應用者。

　　按，由於經濟發展，交通樞紐的便利城區人口的迅速增加，人民的生活水準提高，城鄉區域規模的擴大，昔日作為景觀、灌溉、排洪、儲存、納汙的河湖已普遍存在黑臭的現象。目前黑臭河湖污染主要採用清淤、截汙、補水、調水、加蓋等市政工程手段進行治理及高效微生物馴化處理或直接漂白，但河湖水生態自淨能力依然跟不上，雖經整治的河湖，水質沒有得到根本的改善，仍然發黑發臭污染環境，城鄉居民生活健康、形象、投資環境、及觀光嚴重影響，農業灌溉、飲用水的安全備受威脅。

　　而進一步探究河湖黑臭的根本原因，其係有以下幾個因素：
1、雨汙分流：人口密集區雖建構生活污水集中管網截汙至汙水處理廠，但出租屋的外來人口洗滌衣物的污水從陽臺排入下水道使截汙功能不完全；
2、舊區化糞池直排；
3、廚餘及油脂直排；
4、因截汙斷流使河湖備水量低於生物多樣性的繁殖；
5、工業廢水直排或未達排放標準直排；
6、偷倒事業或生活廢棄物、廢棄土。

　　由於有機污染物的排入和沉積，造成河湖污染物量超過環境容量。生化分解及溫度變化消耗水體中大量的溶解氧，使水體和底泥變為兼、厭氧狀態，在兼、厭氧微生物的作用下，有機污染物分解產生黑色膠羽物、甲烷沼氣和惡臭味，造成河湖生物死亡或幼蟲無法孵化，魚、蝦、貝類生存環境更加嚴峻。因此，針對於河川污染處理的研發及有公告第５９３１７１號一種有機性排水之處理方法，其特徵為包含令有機性排水於生物處理槽中予以生物處理後，將該生物處理混合物予以固液分離，並對經固液分離之污泥之一部分或全部，施以令該污泥中之有機物可溶化之可溶化處理，其後返送至該生物處理槽之工程，且該可溶化處理為令鹼性劑處理、與均質器處理、混合器處理、研磨機處理、高壓和瞬間性的減壓膨脹處理、及氧化劑處理所選出之至少一種處理共同進行。而其因此方法需將固液分離後再進行處理，相對在處理程序緩慢且繁雜。
　　而治理河湖污染的關鍵在於截汙不斷流、清淤不轉汙和恢復河湖生物多樣性正常的生態鏈系統。但現時河湧整治採取工程措施很不合理，截汙即斷流河湖水源必須依賴汛期，旱季時生物多樣性大部份滅失；清污泥、補水、調水也僅僅是轉移污泥污染和稀釋水體轉移至下游，造成水域水質更加惡化；有時還在河湖內構築硬體設施或設置增氧機。

　　而針對河湖污染的問題，於業界即有使用一種河湖原位生物多樣性修復的綜合治理方法進行處理整治，其步驟如下：

1. 提取河湖底泥樣品，分離獲取所需要的土著菌：厭氧及兼氧性菌株，然後增繁土著菌，再經由厭氧調適使土著菌達到休眠狀態，得土著菌培養泥；
2. 製備土著菌塊：取60-65%重量的含水率為48-55%的土著菌培養泥、23-27%重量的氫氧化鈣Ca(OH)2、2-3%重量的粗砂糖、1.5-2%重量的過氧化鈣CaO2和4-4.5%重量的糯米糊，將以上材料混煉攪拌均勻後送入模具內壓出成各種形狀的土著菌塊；
3. 建立三級生化池A2／O控制外源污染；
4. 調整河湖的水體PH值以升高鹼性0.05-0.15；
5. 投入所述土著菌塊；
6. 投放水域生物促進製劑；
7. 投放過增氧劑，以適時為水域補充溶解氧；
8. 投入PU水解泡膜：將14-18%重量的土著菌促進製劑、10-14%重量的水域生物促進製劑、1.5-2.5%重量的納豆植物多醣體激酶素與67-73%重量的水解性PU材料混合均勻攪拌後在模內進行發泡成型，制得PU水解泡膜；
9. 馴養生物相，複養至少三種魚類和河螺；
10. 基礎生物多樣性恢復，完成水域自淨能力。

　　而因上述方法中，在製備土著菌塊時，須先提取河湖底泥樣品，分離獲取所需要的土著菌，再增繁土著菌，經由厭氧調適使土著菌達到休眠狀態，得土著菌培養泥之後才可製備土著菌塊，且土著菌塊的製程，除了具備土著菌培養泥之外，也須再添加攪拌多種材料來製成定狀，因此，其步驟的繁瑣及所耗費的時間長。

　　緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構再予以研究改良，因而發明出一種河湖溝渠污泥整治方法，以期達到更佳實用價值性之目的者。

　　本發明之主要目的為提供一種河湖溝渠污泥整治方法，尤其是指一種無需培養菌種泥及多層步驟的整治過程，即可達到修復速度快及效果顯著的優點為目的。

　　本發明河湖溝渠污泥整治方法的目的與功效係由以下之技術所實現：

　　其主要係於河湖污泥中直接投入過碳酸鈉，而過碳酸鈉沉澱與污泥接觸後，產生熱、氧化及酸鹼中和的化學反應，以氧化污泥的膠羽物，使膠羽物脫離泥沙後溶於水中或漂浮於水面；藉此，以過碳酸鈉的酸鹼中和及氧化功能，可以快速將污泥表面１～３公分新生成污染物氧化並為水體提供溶解氧（增氧）者。

　　其中，該河湖溝渠污泥整治方法，其係經過投入過碳酸鈉步驟，將其過碳酸鈉顆粒狀的粉末，或將過碳酸鈉顆粒壓製成錠劑直接投入受污之底泥中，讓過碳酸鈉與污泥產生反應作用步驟，即污泥接觸過碳酸鈉反應１０分鐘，以可產生熱、氧化及酸鹼中和的化學反應，以氧化污泥的膠羽物，達到溶出膠羽物步驟，而當膠羽物脫離泥沙後，即執行攔截膠羽物步驟，以攔截索圍繞浮出水面的膠羽物，將其攔截後撈出水面，而完成污泥整治者。

　　本發明河湖溝渠污泥整治方法，其中所投入的過碳酸鈉為以過碳酸鈉粉末壓製成錠劑直接投入河湖溝渠欲處理淨化之處，或可以加壓機噴射於受污染的河湖污泥中者。

　　本發明河湖溝渠污泥整治方法，其中該過碳酸鈉淨化污泥的使用量為25~1500ｐｐｍ（１立方米使用25～1500ｇ）者。

　　為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

　　首先，請參閱第一～三圖所示，本發明河湖溝渠污泥整治方法，其主要係將過碳酸鈉（１）粉末直接投入河湖污泥中，而過碳酸鈉（１）沉澱與污泥接觸後，產生熱、氧化及酸鹼中和的化學反應，以氧化污泥的膠羽物（２），使膠羽物（２）脫離泥沙（３）後溶於水中或漂浮於水面；藉此，以過碳酸鈉（１）的酸鹼中和及氧化功能，可以快速將污泥表面新生成污染物氧化並為水體提供溶解氧者。

　　其中，請參閱第二圖所示，該河湖溝渠污泥整治方法之步驟，其係如下：

1. 投入過碳酸鈉－其係將過碳酸鈉（１）顆粒狀的粉末，或將過碳酸鈉（１）顆粒壓製成錠劑直接投入受污之底泥中，讓過碳酸鈉（１）與污泥接觸；
2. 反應作用－當過碳酸鈉（１）與污泥接觸之後會產生熱、氧化及酸鹼中和的反應，且持續１０分鐘；
3. 溶出膠羽物－反應之後，可將污泥中的膠羽物（２）氧化溶出，使膠羽物（２）浮出水面；
4. 攔截膠羽物－於水面圍設有攔截索，以對應攔截圍繞浮出水面的膠羽物（２），將其攔截後撈出水面，而完成污泥整治者。

　　當於實際進行整治時，其河湖生態及污染源調查均為整治前的必要執行工作，其係針對所需整治的河湖進行調查河湖的流量、流速、備水量、排汙量及生物相，重複上述工作檢查工業排廢水狀況及生活污水的COD、BOD、氨氮、總氮、總磷、溶解氧及PH值等專案的指標性資料，建立基礎檔案。

　　接續，於河湖污泥中直接投入過碳酸鈉（１），而過碳酸鈉化學式：2Na2CO3·3H2O2，亦可寫作Na2CO3·H2O2或Na2CO4·H2O，又稱過氧碳酸鈉，俗稱固體雙氧水，是一種無機鹽，呈白色顆粒狀粉末，其水溶液呈鹼性，可以分解為碳酸鈉和過氧化氫，當過碳酸鈉（１）投入河湖污泥中時，其係可採以將過碳酸鈉（１）顆粒狀的粉末，或將粉末壓製成錠劑直接投入河湖，或以加壓機噴射於受污染的河湖污泥中，如此，較易直接與污泥接觸，而過碳酸鈉（１）沉澱與污泥接觸之後，其過碳酸鈉溶於水時，分解生成過氧化氫和碳酸鈉，其反應式如下：2Na2CO3.3H2O2→ 2Na2CO3+ 3H2O2 溶解後產生放熱反應，而其溶液的pH值呈鹼性，且過氧化氫發生進一步的化學反應生成活性氧，從而發揮了其漂白去汙的功能；因此，當該過碳酸鈉（１）沉澱與水及污泥接觸後，藉由過碳酸鈉（１）酸鹼中和及過氧化氫的氧化功能與放熱的化學反應，且持續反應１０分鐘，以氧化污泥中的膠羽物（２），讓膠羽物（２）會脫離泥沙（３）後溶於水中或漂浮於水面，可以快速將污泥表面１～３公分新生成污染物氧化，之後可清除於水中或水面的有機物，以淨化、軟化水質，同時，溶氧作用會一直持續到藥劑融化完，因此為水源提供溶解氧（增氧）者。

　　接續，當污泥中的膠羽物（２）被氧化溶出，而浮出於水面之後，因於水面上已圍設有攔截索，利用攔截索將膠羽物集中圍繞浮出水面的膠羽物（２），將其攔截後撈出水面，而完成污泥整治者。

　　另外，當過碳酸鈉（１）與水反應分解生成過氧化氫和碳酸鈉，當處理河湖的污物經由氧化與酸鹼中和之後，會產生無機鹽沉澱於河湖，再配合碳酸鈉為一碳源，係有助於河湖中的菌種生長，對應河湖並無任何負面影響；接著，當每次投入過碳酸鈉進行氧化除污過程，其淨化污泥的使用量為25～1500ｐｐｍ（１立方米使用25～1500ｇ）且以污泥表面１～３公分為最佳效果，當污泥污染層面較深提，而其可經多次反覆分層進行整治，已達到最佳的復育工程。

　　治理時間和效果之驗收－其治理時間可立即呈現效果，當由投入過碳酸鈉（１）開始，污物氧化即可見效果，水體由黑變微綠或微黃即可見效果，且持續於每隔一週進行污泥整治處理，於一個月內恢復河湖魚類活動，二個月內河螺寄生岸邊，水體顏色漸轉綠色，溶解氧提高，水中生物相繁殖穩定，微生物由兼、厭氧向好氧演替，水中生物多樣性增加，透明度增加，水體正常生態功能得到恢復。

　　然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

　　藉由上述可知，本發明之組成與使用實施說明相較於一般現有眼鏡，我們可以知道河湖溝渠污泥整治方法，具有下列幾項優點，如下：

1. 本發明河湖溝渠污泥整治方法，具有處理反應快速的優點，可於短期回復河湖淨化的功效。
2. 本發明河湖溝渠污泥整治方法，具有漂白、殺菌、去污，除異味等功效，可一次於整治過程快速達成所需的效果者。
3. 本發明河湖溝渠污泥整治方法，不產生二次或微量污染公害。
4. 本發明河湖溝渠污泥整治方法，不設置增氧機和不清除淤泥。
5. 大量降低了運營維護費用和設備投資，即可達到修復速度快及效果顯著的優點為目的。

　　綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。 <本發明>

(1)．．．過碳酸鈉

(2)．．．膠羽物

(3)．．．泥沙

第一圖：本發明之污泥中的膠羽物示意圖。

第二圖：本發明之方塊示意圖。

第三圖：本發明之整治過程示意圖。

(1)．．．過碳酸鈉

(2)．．．膠羽物

(3)．．．泥沙

Claims (5)

1. 一種河湖溝渠污泥整治方法，其主要以１立方米使用25～1500ｇ過碳酸鈉的劑量直接投入河湖污泥中，而過碳酸鈉沉澱與水及污泥接觸後，產生放熱、氧化及酸鹼中和的化學反應，以氧化污泥的膠羽物，讓膠羽物脫離泥沙後溶於水中或漂浮於水面，藉以過碳酸鈉酸鹼中和及過氧化氫的氧化功能，可以快速將污泥表面新生成污染物氧化，並為水體提供溶解氧者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之河湖溝渠污泥整治方法，其中執行污泥整治方法的步驟如下：
   A.投入過碳酸鈉－其係將過碳酸鈉顆粒狀的粉末，或將過碳酸鈉顆粒壓製成錠劑直接投入受污之底泥中，讓過碳酸鈉與污泥接觸；
   B.反應作用－當過碳酸鈉與污泥接觸之後會產生熱、氧化及酸鹼中和的反應，且持續１０分鐘；
   C.溶出膠羽物－反應之後，可將污泥中的膠羽物氧化溶出，使膠羽物浮出水面；
   D.攔截膠羽物－於水面圍設有攔截索，以對應攔截圍繞浮出水面的膠羽物，將其攔截後撈出水面，而完成污泥整治者。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之河湖溝渠污泥整治方法，其中該過碳酸鈉為顆粒狀粉末、以粉末壓製成錠劑其一為之者。
4. 如申請專利範圍第3項所述之河湖溝渠污泥整治方法，其中該過碳酸鈉以加壓機噴射於受污染的河湖污泥中者。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之河湖溝渠污泥整治方法，其中投入一次過碳酸鈉可處裡污泥表面１～３公分新生成污染物氧化者。