一種富氧生物處理技術修復再生水景觀河道汙染水體的方法及應用的製作方法
2023-05-12 22:38:21 2
專利名稱：一種富氧生物處理技術修復再生水景觀河道汙染水體的方法及應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種富氧生物處理技術修復再生水景觀河道汙染水體的方法，具體地說是一種利用潛水推流曝氣和人工水草聯合修復再生水景觀河道汙染水體的方法，採用該方法修復河道汙染水體後水質顯著改善。
背景技術：
隨著人口的增長、環境的汙染和破壞，水資源日益短缺，導致生態環境用水危機， 限制城市水環境系統建設，再生水等非常規水源利用於景觀水體成為解決生態用水缺乏問題的有效途徑之一。然而河道景觀水體具有水域面積小，流動性較差，自淨能力較弱的特點，再生水中含有的一定量的汙染物在河道中會不斷積累，再加上生態補水不足以及外來汙染物質的輸入，隨著時間的推移，最終導致河道水質惡化和水體富營養化，水體黑臭。因此，對於使用再生水作為水源的城市水體，水質保持顯得尤為重要，如何經濟有效地加以修復和控制已成為當今環境保護領域一大技術熱點。近年來，各種物理、化學以及生物技術被廣泛應用於汙染水體的修復，然而每個方法都存在限制性，多個有效方法的有機結合成為汙染水體修復的發展趨勢。目前已研究的修複方法主要包括人工曝氣和水力循環、底泥疏浚、底泥覆蓋、引水清汙、混凝沉澱、加藥氣浮、微生物修復、水生動植物修復及生態工程等，其中對生物修復研究得較多。再生水景觀河道汙染水體中氮、磷含量較高，研究證明，利用曝氣等技術對其進行修復有較好的效果。儘管人工曝氣法對再生水景觀河道汙染水體具有一定的修復效果，但這個方法在對重汙染水體中還存在一定的局限性，只有通過與其他修複方法的聯合才能達到較理想的修復效果。生物修復是一種技術簡單、高效和適用廣泛的汙染水體修復技術。作為很具發展潛力的生物修復途徑，微生物修復和植物修復正在受到越來越多的關注。微生物對汙染水體的生物修復作用主要是通過水體中微生物的作用，使汙染物原位降解成H20、CO2或轉化成其他無害物質，並吸收利用氮磷等汙染物。可以通過直接向水體投加優勢生物菌種來降解水中某種特定汙染物，也可以利用其他方法促進土著微生物的生長從而發揮降解功能。 但是利用植物對汙染水體進行修復受到植物類型、汙染水體性質、溫度等諸多因素的影響， 人工水草則不受限制。目前國內外對修複方法的研究主要集中在單一方面的修復效果上， 而利用富氧曝氣-人工水草聯合修復再生水景觀河道汙染水體仍鮮見報導。富氧曝氣-人工水草聯合修復再生水景觀河道汙染水體具有以下優點①人工水草不受環境因素限制， 使用壽命長，較大比表面積能為微生物提供良好載體；②潛水推流曝氣機能為人工水草表面微生物提供充足氧源，激活土著微生物，節省投菌費用；③由於曝氣機較強的攪拌與提水功能，能打破靜態水體的垂直分層現象，改變水體溶氧垂直分布的極端不均勻性，破壞藍綠藻的富集層，加上微生物的修復作用，從而控制「藻華」現象的發生，消除黑臭
發明內容
本發明的目的在於提供一種經濟高效的再生水景觀河道汙染水體的富氧生物處理技術修複方法。為了實現上述目的，本發明採用了潛水推流富氧曝氣和人工水草聯合修復再生水景觀河道汙染水體的方法，沿IOOm河道共設置6臺潛水推流曝氣機，每臺潛水推流曝氣機間距20m、服務面積300m2，每臺增氧能力為1. 6-1. mig02/h，使得汙水中的氧利用率達20-25%以上，保持水中溶解氧15mg/L以上。運行時間為每天5_8小時，夏秋季節控制在每天8小時，春冬季節控制在每天5小時左右。曝氣可增加水體的氧含量，提高水體PH 值，促進藍綠藻向毒性小的綠藻轉化，並鈍化底泥，阻止底泥中磷的釋放，為該處設置的人工水草表面微生物提供充足氧源，促進微生物生長。富氧處理過的水體再採用生物膜修復，人工水草為一種高分子聚合物生物膜載體，比表面積160m2/m，垂直水流方向固定在河道底部，依靠其本身巨大的比表面積和強極性基團來選擇優勢微生物群，為微生物提供良好的附著載體，並在載體表面形成微生物膜， 具有生物接觸氧化效果，微生物掛膜歷時 25°C，5天。人工水草可以解決在富營養水體中水生植物難以形成穩定植被的問題，研究結果顯示，布設人工水草可以提高水體透明度，抑制藻類生長。富氧曝氣聯合人工水草技術對再生水景觀河道汙染水體的修復，在經濟上明顯優於單獨的曝氣修復和微生物修復，充足氧含量可激活土著優勢菌，掛膜後又可適當減少曝氣時間，節省運行成本。本發明的有益效果1、本發明可有效改善再生水景觀河道汙染水體水質，抑制富營養化現象。2、本發明處理再生水景觀河道汙染水體的費用較低，有實際應用價值
3、本發明修復再生水景觀河道汙染水體時間較短，結合了曝氣修復及生物修復的優點，在短時間內改善再生水景觀河道汙染水體水質，消除黑臭。4、本發明所用人工水草可以解決在富營養水體中水生植物難以形成穩定植被的問題。5、本發明結構簡單，附屬件少，運行穩定，不需要專業人員維護管理，使用壽命長。
具體實施例方式實施例1富氧曝氣聯合人工水草方法修復人工河道雨水泵站入河水一人工河道採用再生水、雨洪水等非常規水源作為生態用水，雨水管網收集的降水通過泵站進入景觀河道，由於可能存在汙水串入雨水管網現象，再加上雨水徑流會帶入大量營養物質，景觀水體流動性又差，汙染物的傳輸、擴散能力也較差，該河道在雨水泵站附近汙染物濃度偏高，水質相對較差，故在附近河道採用富氧曝氣聯合人工水草方法改善水體水質。沿泵站附近IOOm河道共設置6臺潛水推流曝氣機，每臺潛水推流曝氣機間距20m、 服務面積300m2，水深約2m，每臺增氧能力為1. 6 1. mig02/h，河道水中的氧利用率25%。 運行時間為每天5 8小時，夏秋季節控制在每天8小時，春冬季節控制在每天5小時。人工水草採用高分子聚合物製成，該生物膜載體具有非常高的比表面積(160m2/m)，垂直水流方向固定在河道底部，依靠其本身巨大的比表面積和強極性基團來選擇優勢微生物群，為微生物提供良好的附著載體，並在載體表面形成微生物膜，具有生物接觸氧化效果，微生物掛膜歷時 25°C，5 天。
為了解修復效果，在該處設置常年監測點，共監測13項指標，分別為pH、化學需氧量、氯化物、氨氮、全鹽、總磷、陰離子表面活性劑、總硬度(以CaCO3計)、總氮、高錳酸鹽指數、氟化物、溶解氧、水溫。實驗結果表明富氧曝氣聯合人工水草修復能有效改善再生水景觀河道汙染水體水質，抑制富營養化現象，消除了水體黑臭。景觀水體質量達到《地表水環境質量標準》(GB3838-20(^)V類標準以上。
權利要求
1. 一種富氧生物處理技術修復再生水景觀河道汙染水體工藝及應用，其特徵在於，該工藝是富氧曝氣方法與高好氧生物處理方法的聯合修復系統；採用富氧曝氣裝置向河道水體中注入充足的氧氣，保持水中溶解氧15mg/L以上，利用人工水草為土著微生物提供良好的附著載體；富氧曝氣裝置採用潛水推流曝氣機，由專用電動機、葉輪、吸氣室、吸氣管、 專用保護開關組成，利用葉輪高速旋轉產生的軸向推動力和徑向攪拌力，將吸入的空氣攪碎並將水氣混合噴射入水體，集曝氣、攪拌、混合、推流為一體，結構簡單，體積輕巧、運行穩定，不需要專業人員維護管理；沿河道IOOm設置6臺潛水推流曝氣機，每臺間距20m、服務面積300m2、增氧能力為1. 6-1. ^igO2A,河道水中的氧利用率20-25% ；潛水推流曝氣機有較強攪拌與提水功能，打破靜態水體的垂直分層現象，改變河道水體溶氧垂直分布的極端不均勻性，給人工水草表面附著的微生物提供充足氧氣，激活土著微生物破壞藍綠藻的富集層，控制藻類生長，消除黑臭；每臺潛水推流曝氣機早、晚各運行一次，每臺運行時間為每天5-8小時，夏、秋季節控制在每天8小時，春、冬季節控制在每天5小時；人工水草為一種高分子聚合物生物膜載體，比表面積160m2/m，垂直水流方向固定在河道底部，依靠其本身巨大的比表面積和強極性基團來選擇優勢微生物群，為微生物提供良好的附著載體，並在載體表面形成微生物膜，具有生物接觸氧化效果；人工水草掛膜時間冬、春季低溫 25°C，5天；人工水草解決在富營養水體中水生植物難以形成穩定植被的問題，大大提高水體透明度，抑制藻類生長，消除河道水體黑臭現象和改善河道水體水質。
全文摘要
本發明涉及一種再生水景觀河道汙染水體的修複方法，具體地說是一種利用潛水推流曝氣和人工水草聯合修復再生水景觀河道汙染水體的方法，採用該方法修復河道汙染水體後水質顯著改善。潛水推流曝氣機間距20m，每臺服務面積約300m2、增氧能力為1.6-1.8kgO2/h，河道水中的氧利用率20-25％以上，每臺運行時間為每天5-8小時。人工水草採用高分子聚合物製成，比表面積160m2/m，垂直水流方向固定在河道底部，選擇優勢微生物群，並為其提供良好的附著載體，形成微生物膜，具有生物接觸氧化效果，生物掛膜歷時＜4℃，15天；4～15℃，10天；15～25℃，7天；＞25℃，5天。本方法處理再生水景觀河道汙染水體的費用較低，實際應用價值大，修復時間短，結合了曝氣修復及生物修復的優點，在短時間內改善再生水景觀河道汙染水體水質，消除了黑臭。
文檔編號C02F3/32GK102259984SQ20111011368
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者何志堅, 牛麗妍, 王瑤, 肖羽堂 申請人:南開大學