专利名称：富营养化水域生物清淤原位修复的复合酶制剂及施加方法
技术领域：
本发明属于环境处理领域，具体涉及一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修 复的复合酶制剂及施加方法。
背景技术：
根据2009年《全国城市饮用水安全保障规划》编制组对全国200多个湖泊进行的 调查显示，八成湖泊已经发生富营养化，藻类大量生长，严重影响了饮用水的水质。1991年 的时候，我国122个湖泊中，还只有51%呈富营养化状态，到了 2005年，我国133个湖泊中， 有88.6%富营养化，其中61%国控重点湖(库)水质为五类和劣五类。27个国控重点湖 (库)中，有18个湖(库)是等级最低的五类和劣五类，13个劣五类水质的湖(库)中，暴 发蓝藻的太湖、巢湖、滇池名列其中。因而2007年被称为中国的“蓝藻年”，无锡太湖、安徽 巢湖、云南滇池、武汉东湖相继暴发蓝藻。城市河流的水体绝大部份是五类和劣五类，可以 说“水污染”已经影响到人类的生存。然而，目前尚没有成熟可靠易操作的技术解决水污染 问题。水域富营养化问题，归根结底是水体中微生物的分解速度跟不上输入水体污染源 的速度，从而造成大量营养物质的堆积形成水底的有机污泥，因而清除水底有机污泥，并使 微生物的分解与污染源的持续输入达成动态的平衡，才能根本上解决水体富营养化问题。 目前普通采取的人工清淤办法，不但对水质的改善不能起根本性的作用，而且大量污泥的 处置是个严重问题，会带来二次污染。中国专利CN1646982A公开了一种利用催化反应的水质净化剂，将供给于污染水 后活化微生物的、并由此微生物分解污泥及有机化合物、硫化物等有害物质并净化水质的 天然酶，与能够促进此污染水中的微生物活化的催化功能的复合物相结合。通过用天然 酶活化微生物，以此微生物分解污泥及水中的有机化合物等有害物质对水质进行净化的同 时，容易地供给河流、湖沼或水处理设施。通过在污染水中滴加水质净化剂，活化污染水中 的微生物，利用该微生物的作用来净化该污染水的水质，其中，水质净化剂为将供给至污染 水中活化微生物的、并由此微生物分解污泥及有机化合物、硫化物等有害物质并净化水质 的天然酶，与能够促进此污染水中的微生物活化的催化功能的复合物相结合的水质净化 剂。中国专利CN1974436公开了一种采用复合酶生物促进剂对污染水体进行原位生 物修复的方法，根据污水库容量和污染物总量以及外源生活污水和工业废水的排放量确定 复合酶生物促进剂的投加剂量和投加方式，其工作流程包括考察污染水体、分析污水库容 量和污染物总量、制定修复计划、建立操作平台、修复强化期、修复巩固期和修复维护期。本 发明的优点是通过恢复水体的自净能力来治理污水，恢复自然生态环境；由于复合酶生 物促进剂不含微生物，对水体无毒，因而生态风险低；修复中无需人工曝气，无需再调配修 复剂，现场操作简单，无需复杂昂贵的仪器；综合治理费用低，适合于城市缓流型、封闭型黑 臭河道或富营养化河道、以及大面积受污染水域的环境治理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种不改变现有水域大环境的情况下分解 水底有机污泥、提高水体自净功能、修复水生生态系统、根治蓝藻的复合酶制剂及其施加方法。一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，所述复合酶制剂由 复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1 9 50;所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶 50 80mg/'L ；木瓜酶 50 80mg/'L ；L-天冬氨酸酶15 30mg/L ；谷胱甘肽15 30mg/L ；所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅 0. 1 0. 3ug/L ；钠 50 100mg/L;钙 60 120mg/L;镁150 250mg/L ；钾M 100mg/L;碘5 12ug/L;硒 0. 1 0. 8ug/L ；铁 0. 1 0. 8ug/L。优选地，所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶65mg/L ；木瓜酶70mg/L ；L-天冬氨酸酶25mg/L ；谷胱甘肽23mg/L ；优选地，所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅0. 20ug/L ；钠 74mg/L ； 丐 71mg/L ；镁200mg/L;钾 69mg/L ；碘9ug/L ；硒 0. 5ug/L ；铁 0. 4ug/L。优选地，所述复合酶中还含有下述体积含量的组分谷氨酸3O 50mg/L ；天冬氨酸5 20mg/L ；菊糖 15 30mg/L ；
丙酮酸 10 30mg/L。优选地，所述复合酶中还含有下述体积含量的组分溶菌酶 5 20mg/L ；ATP 酶 10 30ml/L ；纤维素酶10 20mg/L。优选地，所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶 65mg/L ；木瓜酶70mg/L ；L-天冬氨酸酶25mg/L ；谷胱甘肽23mg/L ；谷氨酸35mg/L ；天冬氨酸15mg/L;菊糖23mg/L ；丙酮酸25mg/L。溶菌酶 15mg/L ；ATP 酶 21ml/L;纤维素酶14mg/L。—种所述用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂的施工方法，包 括下述步骤将复合酶制剂与水按1 400 1 6000的重量比稀释，并按富营养化水域 容积量6 IOppm的比例滴加或投加。优选地，所述富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂的施工方法，包 括下述步骤将复合酶制剂与水按1 3000的重量比稀释，并按富营养化水域容积量Sppm 的比例滴加或投加。本发明在不改变现有水域大环境的情况下分解水底有机污泥、提高水体自净功 能、修复水生生态系统、根治蓝藻。添加复合酶制剂后，使水体中的微生物对营养物的分解 速度呈几何数量级的提高，迅速降低中体中BOD、COD和氨氮、磷的含量，将有机淤泥转化成 活性污泥并逐步分解、改善水质和最终达到将难分解的有机物在较短时间内进行分解。本 发明不仅改善了水体的水质，而且分解了水底沉积的有机污泥，并与持续输入的污染源形 成动态平衡，从根本上解决水体富营养化问题，同时也解决了河道和湖泊清淤的二次污染 问题。本发明中各组分的分解对象如下表 本发明复合酶制剂只需根据水质、污染源、沉积污泥量按一定的剂量滴入水体中 即可。对于流动水体，根据流速在上游及沿线安装点滴装置；对于静止水体，根据水域面积 安装点滴装置并配机械装置促进水体流动或人工均勻喷洒入水体。富营养化水域复合酶生物清淤方法通常分成两个阶段1生物清淤阶段通常富营养化水域的水底有机污泥厚度会达到0. 5 2米，是通 过长年累月沉积而成的，要彻底分解通常也会需要六个月至二十四个月。复合酶稀释液滴 加到富营养化水体中后，会将原先存在于水体中微生物的活性呈几何数量级地增长，由于 微生物的分解作用，会使水底的污泥有机结合发生质变，形成底泥的松动，水质会暂时变 浑变差。一个月后(冬季需两个月)，水底的有机污泥更会变得松散，并产生大量的二氧化 碳和甲烷气体，松散成丝状的污泥也会随着气泡成团上浮的现象易于肉眼观测，丝状污泥 混合在水中逐步分解，部分成为后生动物和鱼类的食物。随着微生物活性的不断增强和水 底有机污泥的分解，部分有机污泥会转为活性污泥，整个水域会成为一个天然的污水处理 厂，此时，水体的自净功能得到极大的增强，水体的透明度会得到提高，水质会得到很大改
口 ο2原位生态修复阶段水底有机污泥大部分得到分解，并形成活性污泥，水体沉积 的污染源大量减少，此时则需根据外界持续输入的污染源来调整复合酶的配方、稀释倍数、 滴加量来控制微生物分解能力，并使二者形成动态平衡，从而达到修复生态的目的，并使水 质得以维护并保持长期良好状态。3水质恢复过程3. 1.水质恢复期I随着将复合酶制剂以6 IOppm(优选8ppm)的量连续滴入被污染的污水中，其特 有的抗氧化、抗菌作用，可以提高有用微生物的活性(催化作用)和降低腐败菌、杂菌的活 性(负催化作用)。使好氧区的有机物分解菌、硝化菌、硫酸化菌、脱氮菌等活性提高，促进 有机物的完全分解，氨向硝酸离子的转变，硫化氢向硫酸离子的转变。因而使好氧区的浊度 降低。此外，“复合酶”还能使厌氧区的有机物分解菌、光合细菌(绿色硫细菌、红色硫细菌、 红色非硫细菌)的活性提高，使兼氧区的绿色硫细菌、红色硫细菌开始进行光合成，消耗硫 化氢；使红色非硫细菌也开始进行光合成，分解有机物。促进沉积污泥的分解，被分解后的 污泥开始浮上水面。在好氧区增多的有用微生物所需的D0，由被抑制的腐败菌、杂菌所减耗 的DO加以补充，但由于随着好氧有用微生物的大量增加，使DO被大量地消耗，好氧区会暂 时变浅，浊度也随之有所提高。由此可见，由于促进了好氧区和厌氧区的有机物的分解，在厌氧区产生的氨、硫 化氢，被硝化菌、硫氧化菌和兼氧光合细菌分解，浓度大幅度降低后释放于大气中(恶臭减 轻)，兼氧区产生的甲烷直接释放于大气中。在水面还能见到因脱氮而产生的极微小的气 泡。在无法进行光合的设施内，光合细菌被硫氧化菌所替代利用有机物消耗硫化氢。
7
3. 2水质恢复期II还是按照6 IOppm (优选8ppm)的剂量连续投加复合酶制剂，在好氧区和厌氧区 生息的有用微生物的活性进一步提高，腐败菌、杂菌的活性进一步降低，促使有机物完全分 解，好氧区进一步扩大，浊度降低。与此同时，兼氧区的光合细菌变得活跃，硫化氢的消耗量 增大，促进有机物的分解。这时，往大气中排放的氨、硫化氢的浓度大幅度降低，臭气消失。 甲烷的产生依然持续，因脱氨而产生的小气泡增多，沉积的污泥进一步分解，并有污泥浮上 水面。这一阶段的后半程，在好氧区开始出现蓝藻，在光合作用下产生氧气，DO大幅度提 闻。3. 3水质恢复期III为了维持好氧状态，还需按6 10ppm(优选8ppm)的量往水中滴入复合酶制剂。 在这个阶段，有用微生物的活性进一步提高，腐败菌、杂菌继续处于受抑制状态，进一步促 进蓝藻类的生长，在光合作用下，DO进一步提高，有机物被完全氧化分解，浊度大幅度降低， 沉积污泥大幅度减少，沉积污泥处于兼氧、好氧共存的状态。在兼氧状态下产生的氨和硫化 氢，经在好氧区的硝化菌、硫氧化菌的分解，转化为硝酸离子和硫酸离子，臭味消失。随着沉 积污泥的减少，甲烷气泡也随之减少，最终沉积污泥被完全分解，甲烷、氨、硫化氢也随之消 失，水域的自然生态得以恢复，水生物得以生存。在污染水域被完全净化后，如继续有污水连续排入，为了维持好氧状态，需按3ppm 的量继续连续向水中滴注复合酶制剂。在完全净化后，对于在有些设施内无法进行光合作用的情况下，必须按Sppm的量 连续滴注复合酶制剂。本发明的有益效果在于1复合酶不是生物菌，不存在外来菌种的生态失控风险；2从根本上解决水体富营养化，并与持续输入的污染源形成动态平衡，达到生态修 复的目的；3实现有机污泥生物分解，有效地解决了有机污泥无害化处理的问题；4能有效地减少治理水域中大肠杆菌的数量；5运行和操作简单，只需在需治理的污染水域增加复合酶制剂存贮和滴加装置，调 试好滴加速度即可，实施原位修复技术；6技术实施综合成本低。相对传统的人工清淤、种植生态水草，人工曝气、外水内调 等技术工程的重复施工的总和成本要低。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作优选地具体说明，但本发明的保护范围并不限于此。实施例1一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，所述复合酶制剂由 复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1 9 50;所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶 65mg/L ；木瓜酶 65mg/L ；
L-天冬氨酸酶20mg/L ；谷胱甘肽26mg/L;所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅0. 20ug/L ；钠 74mg/L ；钙 71mg/L ；镁200mg/L ；钾69mg/L ；碘 9ug/L ；硒 0. 5ug/L ；铁0.4ug/L。本实施例用于广州某花园人工湖景观水进行生物清淤，施加方法包括下述步骤 将复合酶制剂与水按ι 2000的重量比稀释，并按富营养化水域容积量8ppm的比例滴加 或投加。处理前水体严重富营养化、水体混浊(透明度为< 10厘米)、水底有机污泥厚达 20厘米；有臭味，水质为劣五类；处理后(六个月)臭味消除、水体透明度提高到>80厘米，水底有机污泥完全被 分解，水质为四类；实施例2一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，所述复合酶制剂由 复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1 20;所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶65mg/L;木瓜酶70mg/L;L-天冬氨酸酶25mg/L ；谷胱甘肽23mg/L;所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅0. 15ug/L;钠74mg/L;钙 100mg/L ；镁210mg/L;钾100mg/L ；碘8ug/L;硒0. 6ug/L;铁0.6ug/L。本实施例用于杭州某公园景观水进行生物清淤，施加方法包括下述步骤将复合 酶制剂与水按1 3000的重量比稀释，并按富营养化水域容积量9ppm的比例滴加或投加。处理前水体透明度不到< 10厘米，夏天蓝藻暴发，水底有机污泥厚达30厘米；处理后(四个月)蓝藻消失，水底有机污泥完全被分解，水体透明度达到1米。
实施例3一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，所述复合酶制剂由 复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1 20;所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶 65mg/L;木瓜酶70mg/L;L-天冬氨酸酶25mg/L ；谷胱甘肽23mg/L;谷氨酸35mg/L;天冬氨酸15mg/L;菊糖23mg/L;丙酮酸25mg/L。溶菌酶15mg/L;ATP 酶 21ml/L;纤维素酶14mg/L。所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅 0.25ug/L;钠 74mg/L ；钙 71mg/L;镁200mg/L;钾 69mg/L;碘 9ug/L;硒 0. 5ug/L;铁 0.4ug/L。本实施例用于杭州某河流水生物清淤，施加方法包括下述步骤将复合酶制剂与 水按1 5000的重量比稀释，并按富营养化水域容积量Sppm的比例滴加或投加。处理前被严重污染，发黑发臭，水底有机污泥最厚达2米；处理后(五个月)水底有机污泥大部分被分解，无机含量提高，水体臭气消除，下 游水体透明度达到60厘米。
10
权利要求
一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，其特征在于所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶9～50；所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶50～80mg/L；木瓜酶50～80mg/L；L 天冬氨酸酶15～30mg/L；谷胱甘肽15～30mg/L；所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅0.1～0.30ug/L；钠50～100mg/L；钙60～120mg/L；镁150～250mg/L；钾50～100mg/L；碘5～12ug/L；硒0.1～0.8ug/L；铁0.1～0.8ug/L。
2.根据权利要求1所述的用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，其 特征在于所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶65mg/L ； 木瓜酶70mg/L ； L-天冬氨酸酶25mg/L ； 谷胱甘肽23mg/L。
3.根据权利要求1所述的用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，其 特征在于所述矿物质水中含有下述体积含量的微量元素硅 91ug/L ； 钠 74mg/L ； 钙 71mg/L ； 镁 200mg/L ； 钾 69mg/L ； 碘 9ug/L ； 硒 0.5ug/L ； 铁 0.4ug/L。
4.根据权利要求1 3之一所述的用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶 制剂，其特征在于所述复合酶中还含有下述体积含量的组分谷氨酸30 50mg/L ； 天冬氨酸5 20mg/L ； 菊糖15 30mg/L ； 丙酮酸10 30mg/L。
5.根据权利要求4所述的用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，其特征在于所述复合酶中还含有下述体积含量的组分 溶菌酶5 20mg/L ； ATP 酶 10 30ml/L ； 纤维素酶10 20mg/L。
6.根据权利要求5所述的用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，其 特征在于所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶65mg/L ； 木瓜酶70mg/L ； L-天冬氨酸酶25mg/L ； 谷胱甘肽23mg/L ； 谷氨酸35mg/L ； 天冬氨酸15mg/L ； 菊糖 23mg/L ； 丙酮酸25mg/L ； 溶菌酶15mg/L ； ATP 酶 21ml/L ； 纤维素酶14mg/L。
7.一种权利要求1所述用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂的施 加方法，其特征在于包括下述步骤将复合酶制剂与水按1 400 1 6000的重量比稀 释，并按富营养化水域容积量6 IOppm的比例滴加或投加。
8.根据权利要求7所述用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂的施 加方法，其特征在于包括下述步骤将复合酶制剂与水按1 3000的重量比稀释，并按富营 养化水域容积量Sppm的比例滴加或投加。
全文摘要
本发明涉及一种用于富营养化水域生物清淤原位生态修复的复合酶制剂，所述复合酶制剂由复合酶和矿物质水混合复配而成，复合酶与矿泉水的重量比为1∶9～50；所述复合酶中含有下述体积含量的组分菠萝酶50～80mg/L；木瓜酶50～80mg/L；L-天冬氨酸酶15～30mg/L；谷胱甘肽15～30mg/L。本发明不仅改善了水体的水质，而且分解了水底沉积的有机污泥，并与持续输入的污染源形成动态平衡，从根本上解决水体富营养化问题，同时也解决了河道和湖泊清淤的二次污染问题。
文档编号C02F3/34GK101898836SQ20101016459
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者彭韬, 郑丽军, 陈雯, 马丹, 麦广鸿 申请人:麦广鸿;杭州景康环境工程有限公司