一种底泥区生境治理的治理工艺的制作方法

文档序号:15623541发布日期:2018-10-09 22:25阅读:361来源:国知局

本发明涉及水体治理装置及方法,尤其涉及一种底泥区生境治理的治理工艺。



背景技术:

较大型的河道、湖泊治理中,内源污染的治理是关键性的重点,而针对淤泥治理目前国际主要流派有:异地治理——清淤后,通过土工管带或压榨机压缩后堆放;原位治理——通常使用微生物大量长期投放水底,使微生物分解底泥而实现消解功能;原位钝化或封闭——通常采用投药的方法使底泥磷被固定,或者投放矿石砂石等方法使底泥表面被覆盖。但这些方法都存在一定问题:

清淤治理:对淤积严重,影响河湖容量时往往采取清淤,但清淤及后续淤泥处理成本很高,且目前很难找到淤泥堆放和填埋的地方。

微生物投放:微生物可有效分解有机物,可减少污泥容量及减少污泥危害程度,通常在水文状况可控的污水处理厂中大量使用,但放大到大水体中微生物极易被水流带走,且工作环境往往由于盐度、缺氧等原因难以稳定作用,这造成了微生物处理方法难以在大水体中应用。

原位钝化:原味钝化可捕捉水体磷和部分有机物,减少上覆水体的污染程度,但学术界发现钝化层通常在半年内会被底泥下层发酵产生的气体上浮所破坏而逐渐失效。

封闭:封闭是模仿地质活动中沉积物覆盖底泥而优化水质的现象发展出来的一种有效办法,但封闭层容易被水流淘洗破损,大水体封闭需要的材料用量也相当大,存在一定的推广难度。

基于本发明人广义生态工程学中,蓝藻水华系统性层级假说认为:污染物进入水体中,分布在上覆水体、生物体、底泥三个缓冲体系中互相转移,并根据实际状况表达为黑臭、蓝藻、绿藻等爆发。如果可以优化底泥缓冲系统的污染物降解矿化能力,同样如上覆水体净化、生物种植和捕捞一样可降低可迁移污染源的总量。但底泥区存在的主要问题是:光氧是主要的环境因子短板;兼氧和好氧微生物是主要的生物短板;通常矿化有机污染物所需要的矿物离子短缺是基质因子短板,从这一理论推理可得,底泥区生境治理的关键在于提供给足够的矿物离子与给兼氧和好氧微生物的生存环境。



技术实现要素:

本发明是为了解决上述不足,提供了一种底泥区生境治理的治理工艺。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现:

一种底泥区生境治理的治理工艺,其特征在于:包括以下步骤:

(1)铺设模袋:在河道、湖泊的底泥表面铺设由上层微孔模袋和下层微孔模袋构成的复合模袋,通过复合模袋边沿设有的沉碇将复合模袋投入河道、湖泊中完成铺设;

(2)泵入药剂:对下层微孔模袋泵入药剂对被覆盖的底泥区进行预氧化和钝化,通常预氧化剂兼钝化剂优先使用100-3000mg/l的低浓度双氧水、二氧化氯、1%-10%浓度的硝酸钙、1%-10%浓度硝酸铁、1%-10%浓度硝酸镁或1%-10%浓度硝酸镧,以氧化有害物质和抑制土著厌氧菌;劣化条件为使用其他钙铁镁镧盐,进一步劣化条件使用铝盐;铝盐生物毒性较大,不利于工程微生物工作。

(3)增氧:对底泥预处理后,对下层微孔模袋泵入含有工程微生物和适量培养物(如红糖、粗饲料水等)的富氧水,缓慢泵入富氧水进行增氧,同时少量泵入碳酸镁粉矿物使底泥水质处于弱碱性状态,从而使工程微生物在优越环境中对底泥进行分解,必要时可根据底泥处置情况,间歇性地补充0.05%-0.5%浓度的硝酸钙、硝酸铁、硝酸镁、硝酸镧,以减轻工程微生物的工作压力。具体配比和用量根据底泥污染状况而定。消解过程中会产气,并通过微孔模袋上安装的定压排气口排出。同时可在上层微孔模袋泵入洁净的富氧水或药剂,对上覆水体进行治理优化。

(4)模袋转移:当底泥充分消解后,可对上层微孔模袋高压泵入气体,使整个上层微孔模袋在浮力作用下上浮回收,用于其他底泥地块的修复。此时覆盖在模袋上的上层沉积淤泥会扩散开,但因为治理过程已充分通过上层微孔模袋供氧消解污泥,因此一般不存在危害。

步骤(2)是特有且必备的,否则底泥不良菌群不易被优质工程菌群替代,并逐步建立起稳定的底泥区生态;步骤(3)中,间歇性地补充0.05%-0.5%浓度的硝酸钙、硝酸铁、硝酸镁等,协助工程菌进一步钝化底泥,以减轻工程微生物的工作压力。

步骤(1)所述上层微孔模袋和下层微孔模袋分别分布有上层微孔和下层微孔,所述上层微孔模袋通过软管连接气泵,下层微孔模袋通过软管分别连接有气泵和水泵,所述上层微孔模袋和下层微孔模袋上均设有定压排气阀;所述气泵和水泵安装在浮板上。

所述上层微孔模袋上的微孔孔径为0.005-0.1mm,下层微孔模袋的微孔孔径为0.05-0.1mm。

本发明与现有技术相比的优点是:本发明突破了目前上述四个底泥治理体系存在的问题,普适性好。模袋堵塞后可通过泵入氧化剂和生物酶、酸、高压气体等冲洗,可转移重复使用,操作也便捷,治理效果佳。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详述。

本发明的一种底泥区生境治理的治理工艺,其特征在于:包括以下步骤:

(1)铺设模袋:在河道、湖泊的底泥表面铺设由上层微孔模袋和下层微孔模袋构成的复合模袋,通过复合模袋边沿设有的沉碇将复合模袋投入河道、湖泊中完成铺设;

(2)泵入药剂:对下层微孔模袋泵入药剂对被覆盖的底泥区进行预氧化和钝化,通常预氧化剂兼钝化剂优先使用100-3000mg/l的低浓度双氧水、二氧化氯、1%-10%浓度的硝酸钙、1%-10%浓度硝酸铁、1%-10%浓度硝酸镁或1%-10%浓度硝酸镧,以氧化有害物质和抑制土著厌氧菌;劣化条件为使用其他钙铁镁镧盐,进一步劣化条件使用铝盐;铝盐生物毒性较大,不利于工程微生物工作。

(3)增氧:对底泥预处理后,对下层微孔模袋泵入含有工程微生物和适量培养物(如红糖、粗饲料水等)的富氧水,缓慢泵入富氧水进行增氧,同时少量泵入碳酸镁粉矿物使底泥水质处于弱碱性状态,从而使工程微生物在优越环境中对底泥进行分解,必要时可根据底泥处置情况,间歇性地补充0.05%-0.5%浓度的硝酸钙、硝酸铁、硝酸镁、硝酸镧,以减轻工程微生物的工作压力。具体配比和用量根据底泥污染状况而定。消解过程中会产气,并通过微孔模袋上安装的定压排气口排出。同时可在上层微孔模袋泵入洁净的富氧水或药剂,对上覆水体进行治理优化。

(4)模袋转移:当底泥充分消解后,可对上层微孔模袋高压泵入气体,使整个上层微孔模袋在浮力作用下上浮回收,用于其他底泥地块的修复。此时覆盖在模袋上的上层沉积淤泥会扩散开,但因为治理过程已充分通过上层微孔模袋供氧消解污泥,因此一般不存在危害。

步骤(2)是特有且必备的,否则底泥不良菌群不易被优质工程菌群替代,并逐步建立起稳定的底泥区生态;步骤(3)中,间歇性地补充0.05%-0.5%浓度的硝酸钙、硝酸铁、硝酸镁等,协助工程菌进一步钝化底泥,以减轻工程微生物的工作压力。

步骤(1)所述上层微孔模袋和下层微孔模袋分别分布有上层微孔和下层微孔,所述上层微孔模袋和下层微孔模袋通过软管分别连接有气泵和水泵,所述上层微孔模袋和下层微孔模袋上均设有定压排气阀;所述气泵和水泵安装在浮板上。

所述上层微孔模袋上的微孔孔径为0.005-0.1mm,下层微孔模袋的微孔孔径为0.05-0.1mm。

通过本发明的治理工艺,在湖泊、河道等地,通过泵入碳酸镁矿物或硫酸钙和碳酸镁矿物(菱镁矿)至下层微孔模袋进行治理,经治理后的底泥由黑色转为灰褐,厚度由原先浮泥层60cm,转变为硬泥层35cm,表面有一层菌膜覆盖,表面底泥已经稳定并明显压缩。治理底泥的围隔区水质从劣5类转变为主要指标为4类。

具体实施例一:福建省泉州市洛江区河市镇某乡村池塘(与上一个发明同村的两个小池塘之一),先用这种方法对底泥修复后,再用上一发明修复水体,以和单一用上一发明修复水体对比。

底泥修复使用0.2%双氧水和1%硝酸钙注入,1天后即发现覆盖底泥区取样时已经由黑转灰褐。停药放置1天后,按照1平方米10克的重量泵入em菌,并补充30克淀粉作为培养基,50克白云石矿粉为碱性药剂,持续泵送富氧水5天后发现底泥已经形成稳定结皮状表面,灰褐色,证明底泥已经修复。底泥全部修复后,用上一发明仅15天水质已经稳定,说明底泥修复匹配上一发明效率大幅提高。

具体实施例二:福建省泉州市某蓝藻爆发池塘。投放大量粘土沉藻后,用这种方法修复带藻底泥(不修复带藻底泥之前的实验水质均因蓝藻腐烂而明显恶化)。

底泥修复使用0.3%双氧水,3%硝酸钙为主,少量泵入硝酸铁作为催化剂,泵完后盖住放置,隔天补充少许损耗掉的药剂,经5天后才发现下沉底泥的蓝藻变黄死亡,而底泥第一天就变灰褐色。停药放置1天后,按照1平方米20克的重量泵入、硝化菌、光合菌、em菌混合物(配比保密),并补充50克淀粉作为培养基,100克白云石矿粉为碱性药剂,持续泵送富氧水5天后发现底泥已经形成稳定结皮状表面,灰色,证明底泥已经修复.治理后该池塘底泥长出较多青泥苔,藻相由铜绿微囊藻为主转为小球藻和硅藻相为主。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及实施例内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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