一种水处理方法与流程

文档序号:15514007发布日期:2018-09-25 17:11阅读:345来源:国知局

本发明属于环境保护领域,具体涉及一种能够提高水体透明度的水处理方法。



背景技术:

水体生态修复技术成为当下一种起步晚、发展快的新型水体污染治理技术,虽然得到了广泛的认可,但是在实际工程实施中,由于暴雨、洪水等突发天气造成的水质突变,此时水体透明度明显下降,水下光照条件恶化,沉水植物光合作用减弱,构建的水下生物群落无法继续正常生长,导致水体生态修复效果不能长效保持。因此,提高水体透明度是水生态应急维护中的主要手段。

传统的提高水体透明度的方法有:①投加药剂,以杀死水体中的浮游植物(如藻类)等;②投加絮凝剂,以沉降水体中的悬浮物;③投加微生物菌剂,以去除水体中的可溶性有机物。

在水生态修复的应急维护中,这三种方法在一定程度上都可以提高水体透明度,但是却存在缺陷:药剂和絮凝剂的投加可能对水体中的沉水植物或水生动物存在直接或潜在的毒害作用。微生物菌剂的投加可能对水体存在直接或潜在的危害,附近的居民也会担心安全性问题。

因此,在水生态修复的应急维护中,可以考虑几种方法的联用,如合理考虑絮凝剂的投加量及投加频次,在提高水体透明度的同时,保证水生态系统的安全、长效、稳定运行。



技术实现要素:

为了克服现有技术中所存在的问题,本发明的目的在于提供一种能够提高水体透明度的水处理方法。

为了实现上述目的以及其他相关目的,本发明采用如下技术方案:

本发明的第一方面提供一种水处理方法,包括如下步骤:

1)先向待处理水体中投放水溞;2)然后再向水体中投放絮凝剂。

优选地,所述水溞属于枝角类或桡足类。

优选地,所述水溞为大型溞。

优选地,所述大型溞成体平均个体大小在5.0mm以上。进一步优选地,所述大型溞成体平均个体大小在5.0~6.5mm之间。可滤食最大直径约80-160um的食物颗粒。

所述大型溞的获得方式可以通过市售途径获得。也可通过驯化途径获得。本发明对于获得途径没有特殊要求,只要所得所述大型溞成体平均个体大小在5.0mm以上即可。

本发明一些实施方式中,例举了所述大型溞可通过驯化获得。在这些实施方式中,将驯化获得的大型溞称之为食藻虫。

在这些实施方式中,大型溞驯化方法,包括以下步骤:

(1)驯化食料投喂:将大型溞投入驯化池水中,每天投喂驯化食料;

(2)筛选:从步骤(1)驯化食料投喂后的大型溞中选择出优势种,所述优势种为生长形势优良且个体相对较大的大型溞;

(3)将经步骤(2)选出的大型溞多次循环重复采用步骤(1)和步骤(2)进行驯化食料投喂及再筛选,直至投喂驯化食料总天数至少为60天;

(4)稳定:将步骤(3)得到的大型溞投放在特定水体50天以上,每天投喂驯化食料,以进行驯化改良特性的稳定及复壮。

步骤(1)中,驯化池中的水体为一般水体。驯化池水温控制为适宜大型溞存活的温度,大型溞适宜存活的温度范围一般为4℃-30℃。较佳为15-26℃。

步骤(1)中,大型溞驯化的密度最大可达50万个/m3,折合成载虫量2.5kg/m3。大型溞投放密度低并不会影响驯化效果,考虑到经济效益,一般可控制为30-40万个/m3。驯化食料的每次投放量一般为:20-40g/㎡,每天投喂3-5次。投喂时间为7-15天。

较佳的,步骤(1)最初选育的大型溞为长度为2-4mm的个体大、有活力的健康野生大型溞。

步骤(2)中,所述优势种生长状况好、蓝藻水体适应能力强、个体一般在3-6mm之间。一般情况下,可选出占待选大型溞总数量的20-40%的大型溞作为优势种。

步骤(3)中,采用步骤(1)-(2)进行投喂筛选的循环总次数一般至少在5次以上。

步骤(4)中,所述大型溞投放浓度范围为30-50万个/m3,优选为30-40万个/m3。所述特定水体是指ph值在5-10之间,溶解氧在2-8mg/l,温度范围为4℃到30℃的水体。驯化食料的投放量维持每次20-40g/㎡,每天投喂3-5次。稳定的时间在50天以上,可以为50-60天。

优选地,水溞的投放密度为50~100个/l水。

优选地,向待处理水体中投放水溞10~30天之后,再向水体中投放絮凝剂。

优选地,所述絮凝剂选自聚合氯化铝。所述聚合氯化铝(简称pac),可通过市购途径获得。所述聚合氯化铝为固体,其中氧化铝(al2o3)的含量≥29%,盐基度(b)为40~90%,水不容物的含量≤1%,ph值(1%水溶液)为3.5~5.0。

优选地,絮凝剂的投放质量与待处理水体的质量比为1:(10~100)。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

(1)采用本发明的水处理方法,8h~12h后即可提高水体透明度至100cm及以上;

(2)本发明的水处理方法中所采用的水溞能以水体中的蓝绿藻、腐屑、悬浮物颗粒、有害菌类等作为主要的食物来源,其每天可吞食数十倍于自身体积的藻类,在水生态修复及生态系统管理过程中,可使水体中藻类等大幅度下降,迅速提高水体透明度;所述水溞摄食消化水藻后,可产生弱酸性排泄物,有效降低水体ph值,反过来又可抑制水藻的生长和繁殖;所述水溞为鱼虫,将会被水体中的鱼虾螺贝等摄食,实现富营养化水体资源化,不存在安全风险。

(3)本发明的水处理方法中絮凝剂的投加量不会对水生态系统造成不良影响。

具体实施方式

本发明中所述食藻虫属于一种大型溞,既可以通过市售途径获得,也可以通过驯化获得。本发明对于食藻虫的获得方式没有特殊限制。

例如,可以采用申请号为2015101455719的发明专利《一种大型溞的驯化方法及其应用》中的驯化方式获得大型溞(食藻虫)。但不并限制于这种获得方式。

其发明的构思是:将大型溞投放到驯化池中,采用特定的驯化食料培养一段时间,取优势种进行重复驯化、提纯、复壮,最终将大型溞驯化成为蓝藻的天敌。本发明的大型溞驯化改良有三层含义:对消化吸收蓝藻肠道改良;对摄食蓝藻团块口径改良;咸水种群稳定性淡水改良。经驯化,获得的大型溞(食藻虫)成体平均个体大小在5.0~6.5mm之间,最大个体体长6.7mm,最大体重可达8.8mg,可滤食最大直径约80-160um的食物颗粒。

具体的,所述大型溞(食藻虫)由以下驯化方法获得,所述方法包括以下步骤:

(5)驯化食料投喂:将大型溞投入驯化池水中,每天投喂驯化食料;

(6)筛选:从步骤(1)驯化食料投喂后的大型溞中选择出优势种,所述优势种为生长形势优良且个体相对较大的大型溞。

(7)将经步骤(2)选出的大型溞多次循环重复采用步骤(1)和步骤(2)进行驯化食料投喂及再筛选,直至投喂驯化食料总天数至少为60天;

(8)稳定:将步骤(3)得到的大型溞投放在特定水体50天以上,每天投喂驯化食料,以进行驯化改良特性的稳定及复壮。

步骤(1)中,驯化池中的水体为一般水体。驯化池水温控制为适宜大型溞存活的温度,大型溞适宜存活的温度范围一般为4℃-30℃。较佳为15-26℃。

步骤(1)中,大型溞驯化的密度最大可达50万个/m3,折合成载虫量2.5kg/m3。大型溞投放密度低并不会影响驯化效果,考虑到经济效益,一般可控制为30-40万个/m3。驯化食料的每次投放量一般为:20-40g/㎡,每天投喂3-5次。投喂时间为7-15天。

较佳的,步骤(1)最初选育的大型溞为长度为2-4mm的个体大、有活力的健康野生大型溞。

步骤(2)中,所述优势种生长状况好、蓝藻水体适应能力强、个体一般在3-6mm之间。一般情况下,可选出占待选大型溞总数量的20-40%的大型溞作为优势种。

步骤(3)中,采用步骤(1)-(2)进行投喂筛选的循环总次数一般至少在5次以上。

步骤(4)中,所述大型溞投放浓度范围为30-50万个/m3,优选为30-40万个/m3。所述特定水体是指ph值在5-10之间,溶解氧在2-8mg/l,温度范围为4℃到30℃的水体。驯化食料的投放量维持每次20-40g/㎡,每天投喂3-5次。稳定的时间在50天以上,可以为50-60天。

用于驯化大型溞(食藻虫)的驯化食料包含下列重量份的原料成分:

较佳的,所述蓝藻为铜绿微囊藻(microcystisaeruginosa)。

所述蜂蜜对品种没有特定要求,可采用各种常规蜂蜜。

所述驯化食料的制备方法包括下列步骤:

1)将鲜香蕉皮、铁皮石斛鲜茎打成浆糊状;

2)将酵母菌干粉活化;

3)按配比,将活化的酵母菌、打成浆糊状的鲜香蕉皮、铁皮石斛鲜茎与其他原料混匀,在适宜酵母菌发酵的条件下发酵获得驯化食料。

步骤2)中,所述酵母菌干粉活化为现有技术,可采用常规方法活化,如采用葡糖糖水活化。如本发明实例具体列举的,每450g酵母菌干粉可用葡萄糖150克及35℃纯水10升活化。

较佳的,步骤3)中,所述发酵条件为:35-38℃下密封发酵1-10小时。

采用所述的驯化方法,可获得能在野外稳定生长的大个体大型溞。其以水体中的藻类为其主要食物来源,每天可呑食体积相当于数十倍于自身的藻类,并将其它消化分解成为水和无机盐,使水体中的藻类大幅降低,失去种群优势。

同时,驯化的大型溞(食藻虫)摄食消化蓝藻后,可产生弱酸性排泄物,有效降低水体ph值,反过来又可抑制蓝藻的生长和繁殖,促进水体生态系统的健康与稳定。

另外,由于驯化后的大型溞(食藻虫)本身作为一种大型枝角类浮游动物,是一种广布种,不存在外来物种入侵等风险。

在进一步描述本发明具体实施方式之前,应理解,本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案;还应当理解,本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外,根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载,还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

除非另外说明,本发明中所公开的实验方法、检测方法、制备方法均采用本技术领域常规的技术。

实施例1

以景观湖(南京市清水塘)为例,面积3.3万m2,平均水深1.5m左右。向此景观湖中投加食藻虫和絮凝剂,考察其水体透明度的提升情况,投放前水体的透明度为40~50cm左右(暴雨后),水体中安装有3台1.5kw的涌浪机。所述食藻虫通过驯化获得。所述絮凝剂选用聚合氯化铝(简称pac),可通过市购途径获得。所述聚合氯化铝为固体,其中氧化铝(al2o3)的含量≥29%,盐基度(b)为40~90%,水不容物≤1%,ph值(1%水溶液)为3.5~5.0。本发明中的水体透明度以正常肉眼可观察到的水体的深度来表征。

(一)食藻虫的驯化方法包括如下步骤:

1.驯化食料的制备

1.1驯化食料原料配方

配方一:

①蓝藻(铜绿微囊藻)干粉3.0公斤;

②酵母菌干粉:450克;

③蜂蜜:300克;

④鲜香蕉皮:2公斤;

⑤天麻干粉:30克

⑥三七干粉:60克

⑦铁皮石斛鲜茎:300克;

⑧水:20公斤

配方二:

①蓝藻(铜绿微囊藻)干粉2.9公斤;

②酵母菌干粉:500克;

③蜂蜜:250克;

④鲜香蕉皮:1.9公斤;

⑤天麻干粉:35克

⑥三七干粉:55克

⑦铁皮石斛鲜茎:250克;

⑧水:22公斤

配方三:

①蓝藻(铜绿微囊藻)干粉3.1公斤;

②酵母菌干粉:400克;

③蜂蜜:350克;

④鲜香蕉皮:2.1公斤;

⑤天麻干粉:25克

⑥三七干粉:65克

⑦铁皮石斛鲜茎:350克;

⑧水:18公斤

1.2驯化食料的制备:

1)将鲜香蕉皮、铁皮石斛鲜茎打成浆糊状;

2)将酵母菌干粉活化:用葡萄糖150克溶入35℃纯水10升制成的葡糖糖水溶液活化酵母菌干粉;

3)按配比,将活化的酵母菌、打成浆糊状的鲜香蕉皮、铁皮石斛鲜茎与其他原料混匀,在35℃下密封发酵8小时获得驯化食料。

2.食藻虫驯化

2.1待驯化大型溞:长度为2-4mm的个体大、有活力的健康野生大型溞,最大成体个体长4.0mm。

2.2驯化食料:由1.2中制备

2.3驯化步骤:

(1)驯化食料投喂:将大型溞投入驯化池,每天投喂驯化食料;

驯化池水体:一般水体

大型溞的投放密度为:30-50万个/l

驯化食料的投放量一般为:每次20-40g/㎡,每天投喂3-5次

驯化池水温即为室温,一般会在4-31℃的范围内,无需特别处理。

投喂时间为7-15天。

(2)筛选:从步骤(1)驯化食料投喂后的大型溞中选择出选出占待选大型溞总数量的20-40%的大型溞作为优势种,所述优势种为生长形势优良且个体相对较大的大型溞。

(3)将经步骤(2)选出的大型溞多次循环重复采用步骤(1)和步骤(2)进行驯化食料投喂及再筛选,直至投喂驯化食料总天数达60天;

采用步骤(1)-(2)进行投喂筛选的循环总次数为5次。

(4)稳定:将步骤(3)得到的大型溞投放在特定水体50-60天,每天投喂驯化食料,以进行驯化改良特性的稳定及复壮。

大型溞投放浓度:30-40万个/m3

水体:ph值在5-10之间,溶解氧在2-8mg/l,温度范围为4℃到31℃的水体。

驯化食料的投放量:每次20-40g/㎡,每天投喂3-5次。

结果,三种驯化食料配方驯化结果没有显著差异。

驯化获得的大型溞成体个体为平均个体大小在5.0~6.5mm之间,最大个体体长

6.7mm,最大体重可达8.8mg。

(二)接下来,进行水处理,具体的,本发明的方法包括如下步骤:

(1)先在待处理水体中投放食藻虫,投放密度为50~100个/l水,大小为中等个头(个体长度为5~6mm);

(2)15天后再向水体中投放絮凝剂pac,絮凝剂的投放量为水药质量比为(10~100):1,在整个水面进行均匀地泼洒,并且保持涌浪机打开,湖水不停地搅动,持续3小时后停止,之后开始絮凝沉淀;

(3)2小时后再进行絮凝剂的均匀泼洒,具体量和方法同步骤(2)。

经过上述方法处理后,水体透明度在8h~12h后被有效提高,具体的变化如下表1所示。

表1处理前后水体透明度的变化情况

对比例1

在对比例中仅仅采用食藻虫或者仅采用絮凝剂对水体进行处理,其他的方法和条件均与实施例1相同。结果如表2所示:

表2处理前后水体透明度的变化情况

综上所述,本发明所提供的将食藻虫和絮凝剂联合用于水处理的方法,不仅比单独使用食藻虫或单独使用絮凝剂进行水处理对于水体的透明度提高效果均要更好。并且,本发明所提供的将食藻虫和絮凝剂联合用于水处理的方法,比起单独使用食藻虫或单独使用絮凝剂进行水处理效果的总和还要好。也就是说,本发明所提供的将食藻虫和絮凝剂联合用于水处理的方法,能够发挥食藻虫和絮凝剂之间的协同作用。有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度利用价值,可用于水生态修复应急处理。

以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明任何形式上和实质上的限制,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还将可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

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