一種河道底泥原位修複方法

2023-11-03 08:49:07 2

專利名稱：一種河道底泥原位修複方法
技術領域：
本發明涉及治理汙染的方法，具體的說，涉及一種河道底泥原位 修複方法。
技術背景河道黑臭是我國城市河網的普遍現象。由於社會經濟發展，大量 未經有效處理的工業廢水、生活汙水排入城市河道、湖泊等，造成水 環境汙染，河道黑臭和河湖富營養化是我國城市水環境普遍現象。據調査，在監測的i38個流經城市河段中，符合n、 m類水質標準的僅佔23%，符合IV類水質標準的佔19%，符合V類水質標準20%，超V 類水質標準的佔38%; 90%流經城市河段水體不符合飲用水水源標準； 75%的城市湖泊水域富營養化；50%的城市地下水受到嚴重汙染。城市 水環境是城市生態系統的重要要素，其治理對改善城市景觀，提高城 市品位和競爭力、維護公眾的健康等具有特別重要的意義。底泥是河道生態系統的重要組成部分，主要由無機礦物、.有機物 和流動相組成。底泥的化學組成和生物區系共同組成底泥生態，決定 上覆水體水質；底泥的緩衝能力決定了水質的穩定性；也決定了上覆 水體藻相的穩定性；底泥的微生物活性決定了對河道有機物汙染分解速度，從而決定了河道水體的淨化能力。底泥中生存大量的生物，主要是藻類、底棲無脊椎動物和細菌。藻類主要是底棲藻類，附生在沉積物表面數釐米。無脊椎動物主要包 括原生動物、線蟲、環節動物、甲殼動物、軟體動物和昆蟲。有些動 物始終生活在底泥中，有些則交替生活在底泥和水體中。動物在底泥 中頻繁運動，引起底泥空隙水流動、底泥顆粒翻動和物質的遷移轉化， 稱為生物攪動作用。底泥動物以微生物和有機物為食，是底泥微生態 系統的重要組成部分，對維持底泥和上覆水體的物質循環、能量流動 和水體水質具有重要作用。細菌是生活在底泥中最重要的生物，對底 泥的狀態具有舉足輕重的影響，細菌起著"分解者"的作用，將底泥 和水體各種生物代謝產物、生物的屍體殘骸、排放河道的各種有機汙 染物進行分解、礦化成簡單的無機物，以供河道生態系統中"生產 者"、"供氧者" 一藻類生長和代謝。因此，在潔淨好氧河道中，底 泥是結納和分解汙染物的"庫"；提供上覆水體無機營養鹽的 "源"。在富營養水體中，底泥中積累的汙染物可向河道釋放，又成 為加劇河道汙染的"源"。因此，城市黑臭河湧的治理關鍵在於底泥的修復。 生物修復主要是利用天然存在的或特別培養的微生物或其它生 物，在可調控環境條件下將有毒、有害汙染物轉化為無毒物質的處理 技術。在大多數環境中存在許多土著微生物進行的自然淨化過程，由 於種種不利因素的存在，該過程速度很慢。為了加快有機汙染物分解，常常採取一些強化措施如提供電子受體、增加N、 P等營養鹽和微量 營養、接種高效微生物、表面活性劑等手段，強化和提高微生物活性 和分解能力，這一技術就是生物修復技術。從生物修復的形式上看，主要有原位修復和異位修復，前者指在汙染現場就地修復，後者指將 汙染物移出現場進行修復。
目前我國城市黑臭河道治理主要採用截汙、清淤等市政工程手段 和直接向水裡加藥和曝氣等措施。它們的缺點在於
1、 費用昂貴，實施緩慢。截汙和清淤通常要調動和協調若干個 部門，造成工程費用高，進展緩慢的情況。
2、 施工過程過於繁瑣，對正常市政管理和居民生活造成影響。 這些處理手段通常要動用大型機械設備和交通工具，通常會對城市管 理和居民生活造成影響。.
3、 維持時間短。由於採用治理手段以物理清淤為主，沒有任務 生態修復功能，特別是對於不能有效實現截汙的城市或城郊河道，清 淤以後維持時間短。

發明內容
本發明的目的在於提供一種成本低，操作簡單、高效持久的一種 河道底泥原位修複方法。
底泥是河湧生態系統的重要組成部分，底泥對上覆水體水質淨化 起著很重要作用，底泥有機物含量決定了底泥氧化還原狀態，底泥氧 化還原狀態又決定了底泥對上覆水體的淨化能力和底泥營養鹽的釋 放，從而決定上覆水體的藻相和生物多樣性，最終決定河湧生態系統 的穩定性。現有研究結果表明，城市黑臭河湧治理的關鍵在於底泥修 復，本發明採用微生物製劑和特有的方法對底泥進行原位修復，在底 泥表^發生生物氧化還原反應，形成一層閂色的氧化層，去除氧化層中的有機物，阻止底泥向上覆水體釋放營養鹽，為河湧好氧自淨生態 系統的建立創造了極為有利的條件，從而在根本上消除河湧水體的黑 臭狀況。
本發明具體是這樣實現的
一種河道底泥原位修複方法，包括如下步驟
(1) 將土著微生物液、生物促生液、生物解毒液按重量比8 10: 0.8 1.5: 0.8 1.2充分混和；
(2) 採用高壓噴槍或注射的方法將步驟(1)所得混合液注入河道底 泥底部，土著微生物液的濃度為0.010X 1(X6 0.015X l(T6g/m3;
(3) 5 7天後，每天向河道底泥注入生物促生液，生物促生液的重 量與步驟(1)的混合液重量相同，接下來以每天減半的量注射，持 續25 30天。
上述步驟(1)所述土著微生物液指利用河道底泥，以有機或無 機營養物質為基質，通過厭氧或好氧發酵形成的微生物菌液。本發明 的修複方法的關鍵在於整個修複方法整體，對菌種的要求不嚴格，利 用河道底泥，添加常見的營養物質，在自然狀態下發酵得到的常用於 治理汙水的微生物即可。本發明所用微生物的獲取成本低廉，所得到 的微生物菌液主要是反硝化菌株。
上述步驟(1)和步驟(3)所述的生物促生液為腐植酸溶液。
上述步驟(1)所述生物解毒液為複合的螯合物，包括EDTA螯 合的螯合鐵、螯合錳或螯合鋅。
通過上述方法治理後，底泥將會上浮，並且在土著微生物的作用下，底泥表層將會迅速出現白色氧化層。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果1. 與傳統的截汙、清淤相比，本發明成本大大降低，並且施工進展快 速，治理修復效果良好。2. 本發明的修複方法操作簡單，無需動用大型機械設備，無需大量施 工人員，對正常的市政管理和居民生活造成的影響極小，尤其是對周 圍環境造成影響小。3. 本發明的修複方法不同於傳統的物理化學方法，通過建立河湧好氧 自淨生態系統，使得其治理能夠維持持久的良好狀態。4. 本發明的修複方法極大地提高了河道底泥的生物對汙染物的降解能力，並為河湧好氧自淨生態系統的建立創造了良好的條件，從而在 根本上消除了黑臭。
具體實施方式
實施例1利用河道底泥，以多種有機和無機營養物質為基質，通過厭氧發 酵形成以反硝化菌為主的土著微生物液。將土著微生物液、腐植酸溶液、螯合鐵按重量比8: 1.0: 1.2充 分混合。通過高壓噴槍將所得混合液按土著微生物液0.010Xl{y6g/m3的濃度直接注入底泥底部。五天後，以每天按與所注入混合液相同的用量向河湧底泥注射腐植酸溶液，然後以逐天減半的量注射，持續30天。經治理後底泥逐漸上浮，在土著微生物的作用下，底泥表層出現白色氧化層。去除氧化層中的有機物，阻止底泥向上覆水體釋放營養鹽，為河湧好氧自淨生態系統的建立創造了極為有利的條件，從而在 根本上消除河湧水體的黑臭狀況。實施例2利用河道底泥，以多種有機和無機營養物質為基質，通過好氧發 酵形成以反硝化菌為主的土著微生物液。將土著微生物液、腐植酸溶液、螯合鋅按重量比10: 0.8: 1.0充 分混合。通過高壓噴槍將所得混合液按土著微生物液0.015 X 1(^g/m3的 濃度直接注入底泥底部。七天後，以每天按與所注入混合液相同的用量向河湧底泥注射腐 植酸溶液，然後以逐天減半的量注射，持續25天。經治理後底泥逐漸上浮，在土著微生物的作用下，底泥表層出現白色氧化層。去除氧化層中的有機物，阻止底泥向上覆水體釋放營養鹽，為河湧好氧自淨生態系統的建立創造了極為有利的條件，從而在 根本上消除河湧水體的黑臭狀況。在實驗室裡模擬河湧的自然狀態。通過實施例1和實施例2的治 理，河湧黑臭水體的修復作用明顯，可使底泥TOC從36.3g/kg降到 9.6g/kg,降低了3.8倍，G值提高了3.3倍。
權利要求
1. 一種河道底泥原位修複方法，其特徵在於包括如下步驟(1)將土著微生物液、生物促生液、生物解毒液按重量比8～10∶0.8～1.5∶0.8～1.2充分混和；(2)採用高壓噴槍或注射的方法將步驟(1)所得混合液注入河道底泥底部，土著微生物液的濃度為0.010×10-6～0.015×10-6g/m3；(3)5～7天後，每天向河道底泥注入生物促生液，生物促生液的重量與步驟(2)所注入混合液的重量相同，接下來以每天減半的量注射，持續25～30天。
2. 如權利要求1所述的河道底泥原位修複方法，其特徵在於步驟 (1)所述土著微生物液指利用河道底泥，以有機或無機營養物質為基質，通過厭氧或好氧發酵形成的微生物菌液。
3. 如權利要求1所述的河道底泥原位修複方法，其特徵在於步 驟(1)和步驟(3)所述的生物促生液為腐植酸溶液。
4. 如權利要求1所述的河道底泥原位修複方法，其特徵在於步 驟(1)所述生物解毒液為複合的螯合物。
5. 如權利要求4所述的河道底泥原位修複方法，其特徵在於所 述生物解毒液為螯合鐵、螯合錳或螯合鋅。
全文摘要
本發明公開了一種河道底泥原位修複方法，包括如下步驟(1)將土著微生物液、生物促生液、生物解毒液按重量比8～10∶0.8～1.5∶0.8～1.2充分混和；(2)採用高壓噴槍或注射的方法將步驟(1)所得混合液注入河道底泥底部，土著微生物液的濃度為0.010×10-6～0.015×10-6g/m3；(3)5～7天後，每天向河道底泥注入生物促生液，生物促生液的重量與步驟(1)的混合液重量相同，接下來以每天減半的量注射，持續25～30天。本發明的方法治理修復效果良好，操作簡單，對正常的市政管理和居民生活造成的影響極小。建立的河湧好氧自淨生態系統，能夠維持持久的良好狀態，為河湧好氧自淨生態系統的建立創造了良好的條件，從而在根本上消除了黑臭。
文檔編號C02F11/02GK101224940SQ20071002644
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者軍 劉, 劉洪偉, 張和旺, 李碧清, 楊偉東, 江秀賢, 潘漢飛, 剛 羅, 胡和平, 辜娟娟, 兵 郭 申請人:廣州市汙水治理有限責任公司