一种利用甲基营养菌延长适航水深使用时间的方法与流程

本发明属于环保技术领域，涉及一种降低淤泥质港口维护疏浚费用的方法，尤其是一种利用甲基营养菌延长适航水深使用时间的方法。

背景技术：

我国有众多淤泥质港口，存在由于泥沙回淤及淤泥密实导致可航行水深减小的问题，给船舶的航行带来困难。同时频繁地挖泥疏浚工作给港口企业带来了较大的经济压力。在这些淤泥质海岸港口或河口航道与港池的底部往往存在着一层流动的淤泥层，主要由黏性细颗粒泥沙组成，淤泥重度垂线分布不均匀，由表向下逐渐增大。表层重度较小的淤泥具有类似于水的流动特性，这部分淤泥层可作为通航水深使用，不会影响船舶航行和作业的安全性。适航水深的应用就是将这部分能确保船舶安全航行与停泊作业的淤泥层计入航深。适航水深的应用可以降低清淤的频率，降低一部分港口维护疏浚的费用，但是随着时间的推移，淤泥会逐渐密实，导致适航厚度逐渐减少，因此仍需定期进行维护疏浚。所以可以通过延缓淤泥的密实速度从而延长适航水深的使用时间，最终达到降低淤泥质港口维护疏浚费用的目的。

通过检索，发现与本专利申请相关的如下几篇公开文献：

1、泥沙沉降剂及生产方法(CN92112087.7)，本发明涉及一种含泥沙污水处理剂及生产方法。其主要特征；在组成方面，它除了用聚丙烯酰胺、引发剂和无离子水外，还要用两性淀粉、氢氧化钠和磷酸。在工艺方面，用氧化还原体系引发剂合成聚丙烯酰胺，两性淀粉与聚丙烯酰胺通过水解接枝，再磷酸化。本发明的优点是；在同样沉降情况下，本发明的用量仅是现有聚丙烯酰胺沉降剂用量的一半，而沉降速度要快0.25—1倍。本发明的制造成本低，无毒，且有生物降解作用。此专利的应用领域为污水处理，污水处理中的污泥成分与本文所申请专利中的港口淤泥成分有着本质区别。并且此专利的主要目的是加速泥沙沉降，而本文所申请专利为延缓淤泥的密实。

2、一种河道重污染浮泥原位稳定化的生态修复方法(CN201510817623.2)，本发明公开一种河道重污染浮泥不疏浚情况下的原位治理的生态修复方法。首先利用羟乙基纤维素和戊二醛及Ca(NO)2的混合物对三维植物纤维种植网进行表面改性，增加其网眼之间对颗粒物的物理粘结和网捕桥联作用，拦截浮泥细颗粒物质及有机颗粒物的再悬浮和扩散。然后将改性后的三维植物纤维种植网覆盖在浮泥表层并进行物理固定，将速生且根系发达的水生植物定植在三维种植网上恢复先锋水生植物群落，最终实现浮泥的原位固化和污染沉积物同步生态修复的目的。此专利的目的是最大限度地抑制水体表层浮泥的再悬浮，然后在浮泥表层迅速恢复水生植物群落，最终实现浮泥的原位固化和污染沉积物同步生态修复，主要应用物理化学方法对浮泥进行原位固定，而本文是利用微生物技术来延缓淤泥的密实速度，两者有本质区别。

3、一种利用异养菌微生物减缓淤泥质港口浮泥密实的方法(CN201510107964.0)，本发明公开了一种利用异养菌微生物减缓淤泥质港口浮泥密实的方法，包括以下步骤：一)从淤泥质港口的浮泥中筛选能产胞外聚合物且能对淤泥质港口浮泥密实产生减缓作用的异养菌；二)使异养菌产生胞外聚合物并使胞外聚合物与淤泥质港口浮泥相互作用，以减缓淤泥质港口浮泥的密实速度。本发明选用来自于淤泥质港口浮泥本身的异养菌微生物，使其产生的胞外聚合物与淤泥质港口浮泥相互作用，来减缓淤泥质港口浮泥的密实速度，从而延长适航水深的应用周期，能够延长维护疏浚周期，节约港口企业的运行成本，提高经济效益。此专利与本文专利应用领域及实施对象相同，但使用的方法截然不同，此专利需要筛选异养菌来生产胞外聚合物再作用于浮泥，从而延缓浮泥的密实。而本文所申请专利方法较简单，不需要筛选菌株等繁琐过程。

通过对比，本发明专利申请与上述公开文献存在本质的不同。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种利用甲基营养菌延长适航水深使用时间的方法，该方法可以有效地减缓淤泥质港口中淤泥的密实速度，延长适航水深的使用时间，节约维护疏浚费用。

本发明实现发明目的的采取技术方案是:

一种利用甲基营养菌延长适航水深使用时间的方法，所述方法通过向淤泥质港口池底部淤泥中添加营养物质及增加溶氧的方法对其中的甲基营养菌进行富集，利用甲基营养菌来延缓淤泥质港口淤泥的密实、进而延长适航水深使用时间。

而且，具体步骤为：通过向淤泥中添加营养物质及增加溶氧的方法对淤泥中的甲基营养菌进行富集培养，经过不少于3天时间的培养，利用甲基营养菌来延缓淤泥质港口中淤泥的密实、进而延长适航水深使用时间。

而且，所述添加的营养物质为：淤泥总体积的1％-5％甲醇或甲酸或甲烷，以及添加后浓度为1-5g/L的硝酸钠。

而且，所述增加溶氧的方法包括搅拌、震荡和使用气泵。

而且，具体步骤如下：

⑴在淤泥质港口的港池中，通过泥泵抽吸淤泥到泥驳中，或采用绞吸式挖泥船或耙吸式挖泥船吸泥至泥舱；

⑵在抽吸淤泥过程中，在泥舱进泥口处不断添加入营养物质，并在由泥泵引起的泥浆自身强紊动作用下充分混掺，然后流动到泥舱不同角落；

⑶对泥舱中营养物质和淤泥的混合物使用搅拌、震荡或使用气泵的方式进行增氧，以起到增加泥浆中溶氧的作用，同时也可起到扰动泥浆作用；

⑷泥舱满仓后，对淤泥中的甲基营养菌进行3天以上时间的富集培养，再将营养物质和淤泥混合物通过底舱门倒入到港池底部，从而利用甲基营养菌来延缓淤泥质港口中淤泥的密实、进而延长适航水深使用时间。

本发明取得的优点和积极效果是：

本发明方法操作简单，见效快，且所应用材料价格低廉，易得，该方法能够使得适航水深的使用时间由原来的几天延长至1个月以上，甚至可以达数月，显著降低港口清淤的频率，节约维护疏浚费用。

附图说明

图1为本发明中实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6中的淤泥样品和港口原状淤泥样品的沉积物体积随密实时间的变化图；相同密实时间下沉积物体积越大说明延缓淤泥密实的效果越好；

图2为本发明实施例7中采用音叉密度计测量的对照区域初始淤泥密度垂线分布曲线图和经过1个月后的淤泥密度垂线分布曲线图；

图3为本发明实施例7中采用音叉密度计测量的方案实施区域初始淤泥密度垂线分布曲线图和经过1个月后的淤泥密度垂线分布曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。

实施例1-6为在实验室内验证本发明技术方案的效果实施例，实施例7为本技术方案在港口现场的实际应用效果实施例。

实施例1

取港口淤泥300L至5×3×1.5m³的容器中，向淤泥中加入营养物质(甲醇：淤泥总体积的1％、NaNO₃：2.5g/L)，使用搅拌装置进行搅拌，3天后停止搅拌。取100mL淤泥样品至100mL的量筒中，记录沉积物体积随密实时间的变化，观察延缓淤泥密实的效果。

实施例2

取港口淤泥300L至5×3×1.5m³的容器中，向淤泥中加入营养物质(甲醇：淤泥总体积的5％、NaNO₃：5g/L)，使用搅拌装置进行搅拌，3天后停止搅拌。取100mL淤泥样品至100mL的量筒中，记录沉积物体积随密实时间的变化，观察延缓淤泥密实的效果。

实施例3

取港口淤泥300L至5×3×1.5m³的容器中，向淤泥中加入营养物质(甲酸：淤泥总体积的1％、NaNO₃：2.5g/L)，使用搅拌装置进行搅拌，3天后停止搅拌。取100mL淤泥样品至100mL的量筒中，记录沉积物体积随密实时间的变化，观察延缓淤泥密实的效果。

实施例4

取港口淤泥300L至5×3×1.5m³的容器中，向淤泥中加入营养物质(甲酸：淤泥总体积的5％、NaNO₃：5g/L)，使用气泵进行通气，3天后停止通气。取100mL淤泥样品至100mL的量筒中，记录沉积物体积随密实时间的变化，观察延缓淤泥密实的效果。

实施例5

取港口淤泥300L至5×3×1.5m³的容器中，向淤泥中加入营养物质(甲烷：淤泥总体积的2％、NaNO₃：2.5g/L)，使用气泵进行通气，3天后停止通气。取100mL淤泥样品至100mL的量筒中，记录沉积物体积随密实时间的变化，观察延缓淤泥密实的效果。

实施例6

取港口淤泥300L至5×3×1.5m³的容器中，向淤泥中加入营养物质(甲烷：淤泥总体积的5％、NaNO₃：5g/L)，使用气泵进行通气，3天后停止通气。取100mL淤泥样品至100mL的量筒中，记录沉积物体积随密实时间的变化，观察延缓淤泥密实的效果。

实施例1-6的对照组均为：取未经处理的淤泥样品置于100mL量筒中，记录沉积物体积随时间变化趋势，观察淤泥密实的效果。

图1为本发明中实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6中的淤泥样品和港口原状淤泥样品的沉积物体积随密实时间的变化图，从图1中可以看出，相同密实时间下沉积物体积越大说明延缓淤泥密实的效果越好。

实施例7

一种利用甲基营养菌延长适航水深使用时间的方法，步骤如下：

(1)在港池中，通过泥泵抽吸淤泥到泥驳中；在抽吸淤泥过程中，在泥舱进泥口处不断添加入营养物质5％的甲醇/甲酸/甲烷及5g/L硝酸钠，在由泥泵引起的泥浆自身强紊动作用下，营养物质和淤泥的混合物将充分混掺，并流动到泥舱不同角落。利用气泵进行鼓气以起到增加泥浆中溶氧的作用，同时也可起到扰动泥浆作用。泥舱满仓后，对淤泥中的甲基营养菌进行3天以上时间的富集培养，再将营养物质和淤泥混合物通过底舱门倒入到港池水底。

(2)在港池现场，测量淤泥密度垂线分布，可采用垂线分层取样并测密度的方法或直接采用密度计测量淤泥密度，如图2和图3所示为采用音叉密度计测量的淤泥密度垂线分布曲线。

(3)根据淤泥密度垂线分布曲线可以分析缓淤泥密实的效果如下：

以密度小于1250kg/m³的淤泥厚度即适航厚度作为判断标准，对照区域的淤泥初始时刻的适航厚度为1.7m，但密实1个月后适航厚度仅为0.1m左右；但本方案实施的区域，初始适航厚度为1.5m，实施后1个月适航厚度仍在1.2m以上，则延缓淤泥密实、增加适航水深利用时间的效果相当显著。

如图2和图3所示，通过对比发现，在本发明限定范围内，不同添加量的营养物质及不同的通氧方式下都能达到较好的延缓淤泥密实的效果。