一种水体修复方法与流程

本发明涉及一种水体修复方法，属于生态环境工程。

背景技术：

1、水体中的溶解氧是水生动植物生长繁殖的必要条件，也是影响水质的重要指标。水体中溶解氧含量下降会导致厌氧菌大量繁殖，进而导致有机污染物的厌氧分解，从而导致河道等地表水体出现黑臭现象。向黑臭河道中曝气充氧，使其由缺氧状态变成富氧状态，进而促进水体生态系统的恢复。因此，曝气充氧是河道水体修复治理工程中常用的措施。但一般曝气设备的能耗很大，而且普通强度曝气的扰动较大，会造成底泥污染物的释放，对下游水体环境带来不可预期的影响。

2、此外，常将曝气与微生物法相结合，即在曝气的条件下将微生物菌剂投加进水体中，从而同时利用曝气和微生物作用来降低污染物浓度。但是向水体中投加的微生物菌剂易随着水流而流失。另外，由于气候地域等差异，投加的微生物菌剂在与土著菌群竞争中往往处于劣势，造成水体、河道修复效果不佳。

3、为了提高水体的修复效果，中国专利文献cn116332391a公开了一种黑臭水体低碳处理修复方法，该专利文献公开的水体修复方法包括以下步骤：(1)物理清源：清理水体周围垃圾，打捞水体悬浮藻类植物；(2)活水循环：水体中设置多段活水处理推进器，换水量为总量的12～18％，换水间隔为1～3d；(3)底泥修复：投加底质改良剂，投加量为0.05～0.3kg/m3；(4)曝气增氧：采用超微气泡发生器对底泥里射流曝气，充氧量为0.2～0.4l/min，流量为70～90m3/h，扬程为8～12m；(5)水质净化：曝气增氧后往水体投入净化剂，投入量为0.3～1.2kg/m3，搅拌后静置；(6)生态恢复：分别栽种沉水植物和挺水植物，沉水植物采用扦插方式种植，栽入底泥的深度为15～25cm。该专利文献公开的水体修复方法，能有效恢复污染环境中的土著微生物的活力，从而促进底泥中污染物的降解；底泥修复+曝气增氧+水质净化结合，复合菌粉和复合酶能加速氧化分解有机污染物和氨氮，增加曝气措施能显著发挥功能性微生物的氧化性能，净化剂能有效将水体中的胶质、硫化物沉淀析出，可节省50％的碳源需求，降低30％的需氧量，减少50％的剩余污泥产量。中国专利文献cn216650620u公开了一种净化水质的沉水植物种植装置，该专利文献公开的装置包括用于提供浮力的浮力层、位于所述浮力层下方的沉水植物种植层以及用于连接所述浮力层与沉水植物种植层的连接结构；所述浮力层包括浮体框架、连接在所述浮体框架上的浮块，以及设置在所述浮体框架内的生态浮床；所述生态浮床的底部悬挂有微生物附着基(尼龙丝团)，所述生态浮床包括浮盘，若干个所述浮盘之间通过连接件连接，所述浮盘为镂空框架，所述镂空框架内填充有种植基质，所述种植基质内种植有挺水植物。该专利文献公开的装置可以保证沉水植物到水面的距离固定，保证沉水植物在水中能够受到充足的光照，提高沉水植物的成活率，从而有效发挥沉水植物的水体修复效果。生态浮床底部悬挂的微生物附着基，用以水体微生物的附着和降低水体的流速，确保浮床的稳定性。

4、但是上述专利文献提供的水体修复方法存在操作复杂、净化水质速度慢、恢复水体自净能力差的问题，因此，亟需开发一种操作简单、可快速净化水质、恢复水体自净能力较好的水体修复方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水体修复方法，可以解决目前水体修复方法存在操作复杂、净化水质速度慢的问题。

2、为了实现以上目的，本发明的水体修复方法所采用的技术方案为：

3、一种水体修复方法，包括以下步骤：将沉水植物层和骨颗粒层置于待修复水体中，并对待修复水体进行曝气增氧处理；所述骨颗粒层设置于所述沉水植物层沿所述沉水植物层的垂直方向向下的投影区域，所述曝气增氧处理在所述骨颗粒层沿所述骨颗粒层的垂直方向向下的投影区域内进行。

4、本发明的水体修复方法，通过在水体中自上而下依次设置沉水植物层、骨颗粒层以及进行曝气增氧处理，可以使沉水植物层、骨颗粒层和曝气增氧发挥协同作用，提高水体修复效果。其中，沉水植物层不仅可以净化水质，也可以通过光合作用释放氧气，并且可以增加水体生态系统的多样性；在好氧环境的水体内，骨颗粒层中可快速形成好氧微生物膜，当生物膜厚度达到一定程度时，生物膜可随水流和气流扩散到水体，达到缓慢释放功能性微生物的目的；曝气增氧处理可以向水体中释放氧气，提高水体中的含氧量。本发明的水体修复方法，将物理法、生物法和生态法进行高效结合，可向水体缓慢释放功能功能性微生物，提高功能微生物的活性，增加污染物去除效率，使水体拥有长期稳定的自净能力，并且可以快速恢复并使修复后的水体长期稳定保持在富氧、干净澄清状态。本发明的水体修复方法适合于不同污染程度、不同深度的河流湖库、池塘及景观水体，具有处理效率高、应用范围广泛、操作简单、成本及维护费用低的优点，具有较高的推广应用价值。

5、优选地，所述沉水植物层包括种植毯和固定种植在其上的沉水植物。种植毯可作为生物膜基质，还可以固定沉水植物的根系，防止沉水植物随气流或水流而飘散于水体。优选地，所述种植毯为聚酯纤维种植毯。所述种植毯上开设有直径为20～50mm的通孔，所述通孔用于固定种植沉水植物的根系。

6、现有用于水体修复的沉水植物均适用于本发明，为了降低成本，同时为了提高修复效果，优选地，沉水植物层中的沉水植物选自苦草、黑藻、金鱼藻、浮叶眼子菜、篦齿眼子菜中的一种或任意组合。

7、为了便于快速形成稳定性较好的好氧微生物膜，同时为了提高功能性微生物的负载量，优选地，骨颗粒层中的骨颗粒的平均粒径为5～30mm。

8、为了便于好氧微生物在骨颗粒内部空隙形成菌落，提高骨颗粒上菌落负载的稳定性，优选地，骨颗粒层中的骨颗粒的平均孔径为0.01～0.5mm，比表面积为800～1700m2/m3。

9、优选地，骨颗粒层中骨颗粒之间的空隙的总体积占骨颗粒层的总体积的5～10％。

10、在好氧环境的水体内，骨颗粒表面可快速形成好氧微生物膜，且在生物膜过厚时，可随水流和气流扩散到水体，达到缓慢释放功能性微生物的目的，为了降低成本，优选地，骨颗粒层中的骨颗粒选自鸡骨颗粒、猪骨颗粒、牛骨颗粒、鱼骨颗粒中的一种或任意组合。

11、为了确保形成足够厚度的好氧微生物膜，进而提高水体中的好氧微生物含量，骨颗粒层的厚度可以根据水体的深度来确定，一般情况下，所述骨颗粒层的厚度为待修复水体深度的30～50％。

12、为了提高水体中的氧气含量，利于好氧微生物的生长，提高水体的修复效果，优选地，曝气增氧时，骨颗粒层沿骨颗粒层的垂直方向向下的投影区域内每平方米的充氧量为0.05～0.1m3/min。

13、优选地，曝气增氧时释放的气泡直径为微纳米级。例如，曝气增氧时释放的气泡直径为0.1～50μm。曝气增氧时释放的微纳米气泡具有停留时间长、溶解效率高的优点，可使水体快速、稳定充氧。

14、水体修复过程中，检测水体的溶解氧浓度和氨氮浓度，当水体的溶解氧浓度不低于2mg/l，且水体的氨氮浓度低于1.5mg/l时，停止曝气增氧处理，利用沉水植物层和骨颗粒层对水体进行后续处理，以实现对水体的长期净化。

15、大量实验结果表明，本发明的水体修复方法适合于cod浓度超标、氨氮浓度超标、溶解氧含量不足的水体。

16、本发明中，水体的cod浓度、nh4+-n浓度、溶解氧含量和透明度均按照标准《水和废水监测分析方法》(第四版)中规定的方法测定得到。

17、本发明的水体修复装置所采用的技术方案为：

18、一种实现如上所述的水体修复方法的水体修复装置，包括从上往下依次设置的沉水植物层、骨颗粒层和曝气盘。

19、本发明的水体修复装置，结构简单，操作方便，适合于不同污染程度、不同深度的河流湖库、池塘及景观水体的生态修复，具有处理效率高、应用范围广泛、成本及维护费用低的优点，具有较高的推广应用价值。

20、为了固定沉水植物层、骨颗粒层，方便使用，同时为了减少水生动物对沉水植物的牧食，优选地，所述水体修复装置还包括网状框体，所述沉水植物层、骨颗粒层和曝气增氧装置设置于网状框体内。

21、本发明中的网状框体可以为竹笼、金属笼等，例如，钢丝笼。

22、本发明中的网状框体的形状可以根据需要进行设置，例如，所述网状框体为长方体、正方体或圆柱体。为了提高网状框体的稳定性以及使用便利性，当网状框体为长方体时，网状框体的长度、宽度和高度之比为(1.0～1.6):(0.5～0.7):1；当网状框体为圆柱体时，网状框体的直径和高度之比为(0.4～0.6):1。