黑臭及富营养化水体生物生态修复治理工艺.pdf

本发明涉及黑臭及富营养化水体生物生态修复治理工艺。一种能够对地表水污染进行源头生物生态拦截结合终端水体生物修复的治理工艺，不仅可以控制进入水体的污染负荷，而且能够美化河道、湖泊的护岸，无需额外占地。而水体生物修复系统可改善水体微生态系统，恢复水体生物多样性，提高水体的自净能力，有效改善水体水质。它在地表水治理尤其是城市河湖的治理具有很大的推广价值。

1.  一种地表水的治理工艺，其特征在于：包括由厌氧生化池及垂直流-水平流复合人工湿地组成的源头生物生态拦截系统及以生物复合酶和微生物为核心的终端水体生物修复系统。

2.  根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的人工湿地为垂直流和水平流湿地相结合。

3.  根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的厌氧生化池为上流式且埋于地下的玻璃钢罐体反应器。

4.  根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的生物复合酶包含脂肪酶、纤维酶、半纤维酶、淀粉酶、胞外酶等。

5.  根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的微生物包含：芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌、硝化菌及反硝化菌等。

6.  根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的喷雾设备为担架式喷雾器。

黑臭及富营养化水体生物生态修复治理工艺
(一)技术领域：
本发明涉及河道、湖泊等地表水的一种治理工艺，特别涉及黑臭、富营养化以及爆发蓝藻的地表水的治理工艺。
(二)背景技术：
地表水(包括河道、湖泊)的污染主要分为两类：一类是外源污染，即污水的汇入、大气沉降等外部因素；另一类是内源污染，即由于污染物在水体内的停留、沉积而形成的底泥，这些底泥含有大量的污染物质，并不断往水体内释放氮、磷以及有机质。而目前地表水的治理手段主要依靠市政工程手段，即截污、驳岸、清淤加换水，这些方法存在以下不足：1、驳岸及清淤的工程量大，成本高，清理出的污泥处理不当易引起二次污染；2、无法做到完全截污，由于河、湖是开放式系统，类似大气沉降这样的污染源无法做到完全截除；3、治标不治本，清淤后换水的水质无法保持，由于地表水的微生态系统随着底泥的清除被破坏，河道、湖泊的自净能力下降，一旦遇到外源污染水体将继续富营养化，进而演替为黑臭，形成恶性循环。
(三)发明内容：
本发明的目的是公开一种黑臭及富营养化水体生物修复治理工艺，以解决黑臭及富营养化水体水质及生态恢复的问题，改善人居环境。
本发明的技术解决方案是：
一种黑臭及富营养化水体生物修复治理工艺，包括源头生物处理与生态拦截系统，终端水体生物修复系统。
源头生物处理与生态拦截系统由厌氧生化池及垂直流-水平流复合人工湿地系统组成。其中厌氧生化池用于点源污染(污水经排污口进入水体)的控制，在排污口附近设置厌氧生化池，污水通过厌氧生化池的作用，可去除大部分有机污染物及悬浮物，削减污染负荷。经沉淀后的上清液进入河道旁的生态拦截系统。而垂直流-水平流复合人工湿地系统用于面源污染(雨污水形成地表径流进入水体)的控制。厌氧生化池出水及收集的地表径流进入垂直流-水平流复合人工湿地系统，污水经处理后排入水体，可有效控制进入表面水体的负荷。该系统只需利用河湖的边坡建设，无需额外占地。
终端水体生物修复系统则是通过投加筛选的生物复合酶及微生物来改善黑臭及富营养化水体的微生态系统，恢复水体的生物多样性，提高水体自净能力来净化水体，进而从根源上改善水体水质。其不但可以降解水体的污染物而且可以迅速恢复河道、湖泊的溶解氧，激活土著微生物迅速繁殖，而被激活的数目庞大的微生物菌群及后期投加的微生物菌群可逐渐分解底泥，进而恢复河道、湖泊的自净能力，从而使水体水质得以改善。
所述工艺中厌氧生化池包括格栅调节区，厌氧区，接触氧化池及砂滤区。格栅井内设细格栅，格栅间距3~5mm。厌氧区及接触氧化区内有软性填料。砂滤区内有滤料，滤料由砂及砾石组成。
所述工艺中垂直流-水平流复合人工湿地包括布水系统，填料床，排水系统，湿地植被等。布水系统为PVC穿孔管布水。填料床填料由砾石，粗砂，木屑及土壤组成。排水系统为设置在湿地填料床底部的PVC穿孔管收集后排水。湿地表面的植被，为黄杨、月季、美人蕉等。
所述工艺中生物复合酶及微生物：生物复合酶包括脂肪酶、纤维酶、半纤维酶、淀粉酶、胞外酶等，微生物包括：芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌、硝化菌及反硝化菌等。
所述工艺中生物复合酶及微生物通过担架式喷雾器均匀喷洒于待处理水体表面。
本发明的有益效果是：源头生物处理与生态拦截系统不仅可以控制进入水体的污染负荷，而且能够美化河道、湖泊的护岸，无需额外占地。而水体生物修复系统可改善水体微生态系统，恢复水体生物多样性，提高水体的自净能力，有效改善水体水质。整个工艺不需要清淤，不会引起二次污染。与传统的治理方法相比，可短时间内消除河道、湖泊的黑臭、富营养化，恢复河道、湖泊的自净能力。
(四)附图说明：
图1、黑臭及富营养化水体生物生态修复治理工艺流程图
图2、厌氧生化池示意图
其中格栅调节区1，厌氧区2，接触氧化区3，砂滤区4，进水管5，格栅6，超越管7，盖板8，厌氧区软性填料9，接触氧化区软性填料10，出水管11。
图3、垂直流-水平流复合人工湿地示意图
其中垂直流人工湿地1，水平流人工湿地2，穿孔布水管3，砾石4，滤床5。
(五)具体实施方式
本发明是一种黑臭及富营养化水体生物修复治理工艺，如图所示，具体实施方式如下：
(1)源头生物生态拦截系统
在河道或湖泊岸边的排污口处设置厌氧生化池，厌氧生化池为定做的玻璃钢罐体反应器，反应器分为格栅调节区，厌氧区，接触反应区及砂滤区。厌氧区及接触氧化区内安装软性填料。砂滤区填充砂及砾石。其中下层为厚约10cm-30cm的砾石层，上部为厚约80-150cm的砂层；其中砾石层内铺设PVC穿孔集水管。污水从厌氧区底部进入，由下至上先后通过厌氧区填料及好氧区填料，好氧区出水由上至下通过砂滤区，进入砂滤区底部的穿孔收集管排出。
根据河道或湖泊地形地势，设置岸边地表径流收集渠，将岸边空地改造成垂直流-水平流复合人工湿地。下雨期间产生的地表径流与厌氧池出水一起进入复合人工湿地，垂直流人工湿地采用穿孔管表面布水，水流方向为自上而下。出水进入水平流人工湿地，水平流前端铺设PVC穿孔管布水，水平流人工湿地末端底部设PVC穿孔集水管，收集的出水进入河道水体。湿地植物为美人蕉，月季，黄杨等园林绿化植物。
该系统从源头上控制进入水体的污染源。
(2)终端水体生物修复系统
针对终端黑臭及富营养化水体，运用高压喷雾设备将生物复合酶直接喷洒到河道、湖泊的底泥，喷洒量依据水体的污染程度而定(一般为2-10ppm)，随着施工的进行，水体的臭味会在10天后消除，而溶解氧也会逐步上升至2mg/L以上，随后开始投加微生物，水体的表观会在40天左右发生明显变化，会从黑色逐步变为灰色，最后恢复为正常的浅绿色，水体的各项水质指标将逐步提高至地表V类水以上标准；而河道、湖泊的底泥会逐步降解、含水率会大大降低、底泥逐步减少，底泥颜色也会逐步由黑色恢复为浅黄色，最终，河道、湖泊的微生态系统将得到稳定，自净能力恢复。