专利名称：污水治理河道底泥修复材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种修复材料，特别是一种污水治理河道底泥修复材料，属于污水治理领域。
在河道、湖泊、水库等大型水体的水质净化过程中，对被污染的底泥的处理是一个较为困难的问题。目前常用的方法是清淤，即采用截流、挖底泥的方式，这种方法虽可以去除底泥污染物，但工程量大、需人员多、费用高，挖出的底泥还会形成二次污染，而且这种方法用于水质治理时，水体也只能维持一定时间的清洁，随着污染物的进入，新的污染又会沉淀下来形成底泥。在传统的污水处理工艺中，有采用砂石作滤床，利用砂石颗粒之间的空隙截流一些大颗粒的有机悬浮物质，但是颗粒较小的有机悬浮物质很难去除，那些水溶性的有机物质就根本无法去除；而且砂石滤床在运行一定时间后必须进行反冲洗，其中截流的大颗粒悬浮物质又会造成二次污染。活性炭吸附是另一种传统的污水处理材料，活性炭在污水处理中也有较多应用，但活性炭价格昂贵、寿命短，经过对现有技术的检索，至今尚未发现与本发明的技术主题和技术方案相同的文献报导，在对现有技术文献的分析中，有日本专利，申请号为特愿平4-139800，发明人为川副东，发明名称为用生物学方法处理的材料及其使用。这种材料多用于水体净化，但这种过滤材料不适用于修复河道底泥，而且这种材料碳/氮比低，不适用于污染河道中富含氮污泥的修复材料。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于污水治理河道底泥修复材料。
本发明的技术方案和实施情况如下本发明主要包括载体基材、附着于载体基材上的复合菌群，以及将载体基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝剂，载体基材包括煤粉和/或燕麦杆和/或杉木和/或椴木组成，煤粉由1～50目之间颗粒组成，燕麦杆的宽度在2mm以内，杉木、椴木粒径在2mm以内颗粒，基材经高温和酸化处理，温度控制在200～300℃，采用浓度为1～10％盐酸或硫酸等无机酸浸泡，使基材成为多孔物质，具较大的比表面积，为复合菌群生长着床提供更多的吸附空间，所制成载体基材，为微生物的生长提供场所。按上述方法制成的载体基材碳氮比约为250∶1，复合菌群包括酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成细菌和/或线状菌和/或曲菌，先把菌种接种在载体基材上，在常温下培养3-5天，然后投入水中；或先在河道中投加载体基材，再把复合菌群加入水中，在30分钟内基材迅速在水中形成悬浮状，并在充氧条件下与复合菌群形成特殊的高效活性泥，最后投加高分子絮凝剂，絮凝剂是指聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺浓度控制在1～2mg/l，投加量与载体体积比在0.8∶1～1∶1。把载体基材沉入水底，在絮凝剂的作用下覆盖于被污染的河道底泥上面，提高水体的自净能力。
河道底泥修复材料的机理主要是载体基材具有一个恒定的碳氮比，根据微生物生存条件，微生物生存需要一定的营养源，一般土壤微生物需C∶N为50～80∶1，载体基材的碳氮比保持在一个较高的数值通常＞＞50，微生物生存有了足够的碳源但缺少氮源，其处于氮饥饿状态，当附有微生物的基材覆盖在河底后，附着在基材上的微生物便大量吞噬水中与底泥中的氮以合成自身，底泥中其他的有机质也同样被微生物降解，这样，底泥中的氮源不断被消耗而使底泥无机化。
本发明材料呈泥状且附着大量复合菌群，在好氧和厌氧条件均可存活，把生物载体投入水体后覆盖于河道底泥之上，再进行适量的曝气让微生物与表层底泥在好氧条件下充分反应使之无机化，并逐步深入底泥在好氧或厌氧条件下使底泥进一步分解并无机化，经多次投加生物载体使得底泥无机化程度增加，无机化层增厚，这样，在河道底泥之上形成了一层具有1cm以上厚度的固定层，即可把含有大量污染物的底泥与上层水流隔离开来，微生物继续不断地深入底泥，使氨氮逐步被降解，水中的难以处理磷酸根离子、各种重金属离子以及各种大分子难分解的有机物均被无机层覆盖而不能释放到水中，在实际使用中可分批投加载体基材和复合菌群，使河道底泥的无机层增厚，即使水体与底泥完全隔离，内源污染得到了完全控制。
以下进一步提供实例例1取一严重污染河流进行实施，河水0.1m3，底部底泥约0.15m厚，取近底泥处泥水混合物，沉淀后取上清液测定化学需氧量(CODcr)为38.3mg/l，氨氮(NH3-N)为10.5mg/l，生化需氧量(BOD5)为14.7mg/l。取1～10目的煤粉和加工成宽度在2mm以内的燕麦杆片以质量比8∶2的比例混合制成载体基材，经高温酸化处理，把10mg/l主要含有酵母菌和乳酸菌的生物菌液与载体基材混合，在20℃下培养4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生长。把附着微生物的载体基材投入水中，投加量达到覆盖底泥1cm以上的厚度，进行充氧曝气(曝气量1.3升空气/分钟)，加入2mg/l的聚丙烯酰胺絮凝剂使基材成型，投加量为基材体积的0.9∶1，一个星期后，同样取泥水交接面的水进行测定化学需氧量(CODcr)为13.6mg/l，氨氮(NH3-N)为0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)为4.2mg/l。经过二个月以后，底泥厚度有明显的变化，泥水交界面下降约2～3cm，表层底泥为灰白色，表明该部分泥层已呈无机化状态，形成约1cm厚致密的矿化结构，此无机层控制了底泥内部内源污染的向水中扩散。
例2取同一污染河流进行实施，河水0.1m3，底部底泥约0.15m厚，化学需氧量(CODcr)为38.3mg/l，氨氮(NH3-N)为10.5mg/l，生化需氧量(BOD5)为14.7mg/l。取25～35目的煤粉和杉木和椴木(杉木、椴木颗粒在2mm以内)以质量比8∶1∶1的比例混合制成载体基材，经高温酸化处理，把10mg/l主要含有酵母菌和光合细菌和曲菌的生物菌液与载体基材混合，在20℃下培养4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生长。把附着微生物的载体基材投入水中，投加量达到覆盖底泥1cm以上的厚度，进行充氧曝气(曝气量1.3升空气/分钟)，加入1mg/l的聚丙烯酰胺絮凝剂使基材成型，投加量为基材体积的0.8∶1，一个星期后，同样取泥水交接面的水进行测定化学需氧量(CODcr)为11.6mg/l，氨氮(NH3-N)为0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)为4.1mg/l。经过二个月以后，底泥厚度有明显的变化，泥水交界面下降约2～3cm，表层底泥为灰白色，表明该部分泥层已呈无机化状态，形成1cm以上致密的矿化结构，此无机层控制了底泥内部内源污染的向水中扩散。
例3同例1例2水质指标，取40～50目的煤粉和燕麦片、杉木、椴木以质量比7∶1；1；1的比例混合制成载体基材，经高温酸化处理，把10mg/l主要含有乳酸菌和线状菌和曲菌的生物菌液与载体基材混合，在20℃下培养4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生长。把附着微生物的载体基材投入水中，投加量达到覆盖底泥1cm以上的厚度，进行充氧曝气(曝气量1.3升空气/分钟)，加入1mg/l的聚丙烯酰胺絮凝剂使基材成型，投加量于基材体积为1∶1，一个星期后，同样取泥水交接面的水进行测定化学需氧量(CODcr)为12.2mg/l，氨氮(NH3-N)为0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)为3.8mg/l。经过二个月以后，底泥厚度有明显的变化，泥水交界面下降约2～3cm，表层底泥为灰白色，表明该部分泥层已呈无机化状态，形成约1cm以上厚的致密矿化结构，此无机层控制了底泥内部内源污染的向水中扩散。
从上实施例可以看出，本发明最适宜作池塘、河流、湖泊、水库的污水治理。
本发明具有实质性特点和显著进步，与污染的底泥充分接触从而使污染的底泥分解并无机化，形成一层固定的矿化无机层，在不清淤的条件下控制底泥污染，保证在水体水质治理过程中不受到底泥污染物释放的影响，具有工程量小、需人员少、费用省，无二次污染、效果明显，使被治理水体的底泥上形成一层具有高效降解污染物能力的接触氧化工作区，极大地提高了水体的自净能力。
权利要求
1.一种污水治理河道底泥修复材料，其特征在于主要包括载体基材、附着于载体基材上的复合菌群，以及将载体基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝剂，载体基材包括煤粉和/或燕麦杆和/或杉木和/或椴木组成，复合菌群包括酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成细菌和/或线状菌和/或曲菌，絮凝剂是指聚丙烯酰胺溶液。
2.根据权利要求1所述的这种污水治理河道底泥修复材料，其特征还在于煤粉由1～50目之间颗粒组成，燕麦杆的宽度在2mm以内，杉木、椴木粒径在2mm以内颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的这种污水治理河道底泥修复材料，其特征还在于载体基材碳氮比约为250∶1。
4.根据权利要求1所述的这种污水治理河道底泥修复材料，其特征还在于聚丙烯酰胺浓度控制在1～2mg/l，投加量与载体体积比在0.8∶1～1∶1。
5.根据权利要求1所述的这种污水治理河道底泥修复材料，其特征还在于在河道底泥之上形成了一层具有1cm以上厚度的固定层。
全文摘要
污水治理河道底泥修复材料主要包括:载体基材、附着于载体基材上的复合菌群,以及将载体基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝剂,载体基材包括:煤粉和/或燕麦杆和/或杉木和/或椴木组成,复合菌群包括:酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成细菌和/或线状菌和/或曲菌,絮凝剂是指聚丙烯酰胺。
文档编号C02F1/56GK1310137SQ0110595
公开日2001年8月29日 申请日期2001年4月12日 优先权日2001年4月12日
发明者章永泰 申请人:章永泰