專利名稱：富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，主要用于因高度富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致藻類大量爆發(fā)的湖泊、河流、水庫(kù)、池塘景觀水等地表水域的水質(zhì)綜合治理。
背景技術(shù)：
我國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化的地表水域比比皆是，無論是滇池、太湖之類的大型湖泊，還是城市內(nèi)小型公園湖、封閉河道等等，很多都已經(jīng)嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化。在富營(yíng)養(yǎng)化的地表水域里，因?yàn)榈?、磷等營(yíng)養(yǎng)元素超標(biāo)，往往導(dǎo)致籃綠藻等藻類大量爆發(fā)，并常常在水面形成一層厚厚的藻類漂浮層，稱作“水華”。“水華”被稱作生態(tài)癌癥，極大地惡化了水體環(huán)境，導(dǎo)致水體腥臭和魚蝦的大量死亡。富營(yíng)養(yǎng)化水體的藻類水華治理是一個(gè)世界難題。
全世界的本行業(yè)科學(xué)家都在研究如何削減河流湖泊中氮、磷的問題，但困難重重，因?yàn)榈⒘讈碓磸V泛，土壤中氮、磷作為肥料廣泛存在，至今也一直沒有尋找到一種廉價(jià)有效的氮、磷去除方法；也有很多人采用水生植物法來治理河流湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化，但收效也不大。水生植物在生長(zhǎng)過程中雖然能吸收部分氮、磷，但吸收量很少、很慢，據(jù)研究一年中不超過20％。需要大面積種植才能見到一點(diǎn)效果，但大面積種植不僅成本高，關(guān)鍵是破壞了原有水面景觀。另外水生植物自身冬天枯萎需要收割，工作量極大，枯萎期起不到任何治理作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種見效快、效果好、持久有效的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，以便有效地控制藻類水華所造成的危害，并對(duì)水中有機(jī)污染進(jìn)行同步治理，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的大幅提升。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，它包含如下步驟a、水面漂浮物的機(jī)械清除步驟通過機(jī)械化方式快速清除水面上的水面漂浮物，其中包括藻類水華層，通過從水中取走大量藻類顆粒來大量削減氮、磷含量；b、水體流動(dòng)化促進(jìn)步驟在水域中直接設(shè)置水流營(yíng)造設(shè)備，驅(qū)動(dòng)水體流動(dòng)，營(yíng)造動(dòng)水環(huán)境來破壞藻類的過量繁殖；c、生物膜培育步驟在水域中直接設(shè)置微生物載體，大量培養(yǎng)土著微生物形成生物膜，利用生物膜截流和捕食藻類并綜合降解污染物。
上述三個(gè)基本步驟的先后次序關(guān)系并不需要嚴(yán)格限定，既可以按上述順序逐步進(jìn)行，也可以同步進(jìn)行，當(dāng)然也可以顛倒順序進(jìn)行。
包含上述三個(gè)基本步驟的該綜合治理方法適合應(yīng)用于水域深度小于或等于0.5米的水域，因?yàn)樗^淺，依靠大氣復(fù)氧可以得到較充足的溶解氧，可以不需要在水域中曝氣。
如果水域中溶解氧不足或水深較深，在上述三個(gè)步驟之外，還可在水中增加曝氣步驟在水域中直接設(shè)置單獨(dú)的曝氣設(shè)備進(jìn)行曝氣，或者與上述b步驟中所述的水流營(yíng)造設(shè)備合并，設(shè)置一種既能營(yíng)造水流又能曝氣的超大流量造流曝氣裝置。
水深大于0.5米時(shí)因?yàn)樗兹芙庋跞菀撞蛔阕詈迷黾悠貧獠襟E。
為了更快地削減藻類和氮磷含量，還可以增加氣浮步驟在水中設(shè)置微細(xì)氣泡發(fā)生裝置，并投加絮凝劑，讓水域表面下方的藻類浮上水面，并通過上述a步驟進(jìn)行清除。
為了更快地削減氮磷含量，也可以增加漂浮植物種植步驟首先在水面大面積種植漂浮植物，漂浮植物在生長(zhǎng)過程中大量吸收氮、磷，最后漂浮植物連同水華一起在上述步驟a中被清除掉。
通過藻類自身或者通過水面漂浮植物來大量吸收氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素，通過機(jī)械化方式快速清除藻類或水面漂浮植物來從水中取走大量氮、磷元素，從而可以大大削減水中氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素含量，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度，使藻類水華爆發(fā)泛濫的力度越來越小，減輕危害。
上述的氣浮、漂浮植物種植、水面漂浮物機(jī)械清除三個(gè)步驟屬于對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水域的初級(jí)治理階段，主要作用在于快速控制藻類濃度，減少藻類水華的污染危害，并削減水中氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素的含量。經(jīng)過這些步驟后，水質(zhì)已經(jīng)有明顯改善，為后續(xù)精細(xì)治理奠定了基礎(chǔ)。
清除了大量富集在水面的藻類水華層后，水域中藻類濃度將大幅度減少，但仍有少量游離態(tài)藻類分散在水體中，在對(duì)水體景觀要求較高的情況下，還可以增加殺藻步驟通過投加化學(xué)殺藻劑或使用超聲波殺藻器消滅絕大部分藻類。
上述的水體流動(dòng)化步驟、曝氣步驟、生物膜培育步驟、殺藻步驟這四個(gè)步驟屬于精細(xì)治理階段，主要是進(jìn)一步控制游離態(tài)藻類的數(shù)量，并同時(shí)對(duì)水中有機(jī)污染全面治理，降解BOD(生化需氧量)、COD(化學(xué)需氧量)、NH3-N(氨氮)、SS(懸浮物)等，消除異味、黑臭，提高水體透明度，實(shí)現(xiàn)水體質(zhì)量的全面提升。
本發(fā)明通過采取上述步驟，對(duì)于因水體的富營(yíng)養(yǎng)化而導(dǎo)致的籃綠藻水華泛濫現(xiàn)象提供了有力的治理措施，可以快速減輕藍(lán)藻水華的污染程度，并進(jìn)一步深入治理，極大地提高水體質(zhì)量，并可對(duì)水體有機(jī)污染所導(dǎo)致的黑臭異味等進(jìn)行綜合治理，全面提升水體質(zhì)量。本發(fā)明所用方法無毒無害，成本低，非常適合于城市湖泊、河流等地表水的綜合治理。


下面結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)一步說明圖1所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的治理方法流程示意圖；圖2所示為本發(fā)明第二實(shí)施例的治理方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例的治理流程如圖1所示，只包含了水面漂浮物的機(jī)械清除步驟、水體流動(dòng)化促進(jìn)步驟、生物膜培育步驟這三個(gè)步驟。這種治理方法適合于水深在0.5米以下，已經(jīng)出現(xiàn)較明顯籃綠藻水華的水域的治理。因?yàn)樗钶^淺，故水底缺氧程度不嚴(yán)重，不需要曝氣增氧步驟。
一般情況下，在富營(yíng)養(yǎng)化水域，以籃綠藻為主的藻類大量富集在水面形成較明顯的藻類水華，并夾雜一些樹葉、垃圾、死魚等形成水面漂浮物，故治理的第一步是先采取水面漂浮物的機(jī)械清除步驟，大量清除水面表層的藻類富集層，將藻類濃漿移送到水體之外，減少水域中藻類濃度。由于藻類自身吸收了大量氮、磷元素，故這樣也大幅度減少了水中氮、磷元素的含量，使得藻類再次爆發(fā)的力度越來越小，直至不再出現(xiàn)水華。
具體的水面漂浮物的機(jī)械清除方法，可以采用本發(fā)明人此前提出的發(fā)明專利02125693.4(水華及水面固體漂浮物的清除方法及其設(shè)備)上所公開的方法。
清除了水面大量富集的濃厚藻類水華層之后，再同步展開水體流動(dòng)化促進(jìn)步驟和生物膜培育步驟，一方面使水體流動(dòng)起來，死水變成活水，破壞喜歡死水的藻類生存環(huán)境，控制藻類再次大量爆發(fā)；另一方面在水中培養(yǎng)由大量原有土著微生物組成的生物膜，利用生物膜截流和捕食少量游離態(tài)藻類，進(jìn)一步減少藻類的含量。
水體流動(dòng)化促進(jìn)步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法是在要治理的水域內(nèi)直接設(shè)置水流營(yíng)造裝置，所述水流營(yíng)造設(shè)備可以是超大流量造流機(jī)、螺旋漿式推流器、水泵或噴泉設(shè)備中的一種或幾種，水流營(yíng)造裝置攪動(dòng)水體，實(shí)現(xiàn)水體流動(dòng)化。水量較小時(shí)，可以使用水泵和噴泉的辦法攪水，水量較大時(shí)，水泵和噴泉攪水就很不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)該采用超大流量造流機(jī)或螺旋槳式推流器等能夠水平攪動(dòng)龐大水流的裝置。
生物膜培育步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法是在要治理的水域內(nèi)直接設(shè)置微生物載體，微生物載體可以是碎石、沙礫、陶粒、沸石、活性炭、或是水處理行業(yè)常用的各種填料如彈性立體填料、飄帶式填料、軟性填料、半軟性填料、懸浮球填料等、或是其它各種材質(zhì)和形狀的具有較大表面積的固體物體中的一種或幾種的混合物，一段時(shí)間之后，上述微生物載體上便會(huì)自動(dòng)生長(zhǎng)出大量的微生物，構(gòu)成生物膜。
上述三個(gè)步驟都是在要治理的富營(yíng)養(yǎng)化水域內(nèi)直接進(jìn)行的，治理流程不是一過性的，而是周而復(fù)始、反復(fù)進(jìn)行的。
圖2是第二實(shí)施例的治理流程圖，本實(shí)施例中，全面采用了本發(fā)明所提出的各種步驟，多管齊下，綜合治理。它適合于污染嚴(yán)重、對(duì)治理要求高、水深較深的水域。
前面的氣浮、水面漂浮植物種植、水面漂浮物的機(jī)械清除三個(gè)步驟屬于對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化成分的初級(jí)治理階段，主要作用在于快速削減水中氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素的含量，并控制藻類水華所造成的污染程度。后面的水體流動(dòng)化步驟、曝氣步驟、生物膜培育步驟、殺藻步驟這四個(gè)步驟屬于精細(xì)治理階段，主要是進(jìn)一步控制游離態(tài)藻類的數(shù)量，并同時(shí)對(duì)水中有機(jī)污染全面治理，降解BOD(生化需氧量)、COD(化學(xué)需氧量)、NH3-N(氨氮)、SS(懸浮物)等，消除異味、黑臭，提高水體透明度，實(shí)現(xiàn)水體質(zhì)量的全面提升。
氣浮步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法是在要治理的水域內(nèi)直接設(shè)置微氣泡發(fā)生裝置，所述微細(xì)氣泡發(fā)生裝置可以是微孔曝氣裝置(微孔曝氣管、微孔曝氣盤)、剪切式微細(xì)氣泡發(fā)生裝置(凹凹?xì)飧C(jī))、加壓溶氣氣浮裝置、霧化曝氣軟管、氣液混合泵等中的一種或幾種、或其它市場(chǎng)上出售的微氣泡發(fā)生裝置，能在水中釋放出大量微小氣泡，同時(shí)投撒絮凝劑，促使分散的游離態(tài)藻類快速集聚并上浮到水面，人為促進(jìn)水華的形成，以利于后續(xù)的機(jī)械清除。
漂浮植物種植步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法是在要治理的水域內(nèi)直接種植漂浮植物，如浮萍、大漂等，漂浮植物在快速生長(zhǎng)繁殖過程中大量吸收氮、磷，然后用上述水面漂浮物的機(jī)械化清除設(shè)備，將漂浮植物連同水華一起清除出水體，從而削減氮、磷含量。
曝氣步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法是在要治理的水域內(nèi)直接設(shè)置單獨(dú)的曝氣設(shè)備，所述單獨(dú)的曝氣設(shè)備可以是霧化曝氣軟管、或是水處理行業(yè)常用曝氣設(shè)備如鼓風(fēng)曝氣裝置、表面機(jī)械曝氣裝置、射流曝氣裝置、噴水式曝氣裝置等中的一種或幾種，也可以采用市場(chǎng)上剛出現(xiàn)的超大流量造流曝氣機(jī)，用一種設(shè)備就可以同步實(shí)現(xiàn)水體流動(dòng)化和曝氣兩種功能。
殺藻步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法是在要治理的水域內(nèi)直接投撒化學(xué)殺藻劑，或者在要治理的水域內(nèi)直接設(shè)置超聲波殺藻裝置。常用的化學(xué)殺藻劑有二氧化氯、次氯酸鈉、漂白粉等各種氯制劑以及臭氧、硫酸銅等，也可以使用其它能從市場(chǎng)上購(gòu)買到的殺藻劑。各種殺藻劑的使用劑量以產(chǎn)品說明書介紹和實(shí)地小范圍試驗(yàn)為依據(jù)確定，原則是在殺死藻類的同時(shí)不損害魚蝦。硫酸銅以及其它含銅離子殺藻劑因?yàn)槿菀讓?dǎo)致水中銅離子殘留，對(duì)魚蝦有較大危害，一般不建議使用。
權(quán)利要求
1.一種富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是它包含如下步驟a、水面漂浮物的機(jī)械清除步驟通過機(jī)械化方式快速清除水面上的水面漂浮物，其中包括藻類水華層，通過從水中取走大量藻類顆粒來大量削減氮、磷含量；b、水體流動(dòng)化促進(jìn)步驟在水域中直接設(shè)置水流營(yíng)造設(shè)備，驅(qū)動(dòng)水體流動(dòng)，營(yíng)造動(dòng)水環(huán)境來破壞藻類的過量繁殖；c、生物膜培育步驟在水域中直接設(shè)置微生物載體，大量培養(yǎng)土著微生物形成生物膜，利用生物膜截流和捕食藻類并綜合降解污染物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是把該綜合治理方法應(yīng)用于水域深度小于或等于0.5米的水域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是所述水流營(yíng)造設(shè)備可以是超大流量造流機(jī)、螺旋漿式推流器、水泵或噴泉設(shè)備中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是所述微生物載體可以是碎石、沙礫、陶粒、沸石、活性炭、或是水處理行業(yè)常用的各種填料如彈性立體填料、飄帶式填料、軟性填料、半軟性填料、懸浮球填料等中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是增加曝氣步驟在水域中直接設(shè)置單獨(dú)的曝氣設(shè)備進(jìn)行曝氣，或者與上述b步驟中所述的水流營(yíng)造設(shè)備合并，設(shè)置一種既能營(yíng)造水流又能曝氣的超大流量造流曝氣裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是把該綜合治理方法應(yīng)用于水域深度大于0.5米的水域。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是所述單獨(dú)的曝氣設(shè)備可以是霧化曝氣軟管、或是水處理行業(yè)常用曝氣設(shè)備如鼓風(fēng)曝氣裝置、表面機(jī)械曝氣裝置、射流曝氣裝置、噴水式曝氣裝置等中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是增加氣浮步驟在水中設(shè)置微細(xì)氣泡發(fā)生裝置，并投加絮凝劑，讓水域表面下方的藻類浮上水面，并通過上述a步驟進(jìn)行清除。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是增加漂浮植物種植步驟首先在水面大面積種植漂浮植物，漂浮植物在生長(zhǎng)過程中大量吸收氮、磷，最后漂浮植物連同水華一起在上述步驟a中被清除掉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是增加殺藻步驟通過投加化學(xué)殺藻劑或使用超聲波殺藻器消滅藻類。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，其特征是所述微細(xì)氣泡發(fā)生裝置可以是微孔曝氣裝置、剪切式微細(xì)氣泡發(fā)生裝置、加壓溶氣氣浮裝置、霧化曝氣軟管、氣液混合泵等中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，旨在提供一種見效快、效果好、持久有效的富營(yíng)養(yǎng)化水域的綜合治理方法，以便有效地控制藻類水華所造成的危害，并對(duì)水中有機(jī)污染進(jìn)行同步治理，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的大幅提升。本發(fā)明采取至少如下幾個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)目的a.水面漂浮物的機(jī)械清除步驟通過機(jī)械化方式快速清除水面上的水面漂浮物，其中包括藻類水華層，通過從水中取走大量藻類顆粒來大量削減氮、磷含量；b.水體流動(dòng)化促進(jìn)步驟在水域中直接設(shè)置水流營(yíng)造設(shè)備，驅(qū)動(dòng)水體流動(dòng)，營(yíng)造動(dòng)水環(huán)境來破壞藻類的過量繁殖；c.生物膜培育步驟在水域中直接設(shè)置微生物載體，大量培養(yǎng)土著微生物形成生物膜，利用生物膜截流和捕食藻類并綜合降解污染物。
文檔編號(hào)C02F9/14GK1736909SQ20051009290
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者黃建軍 申請(qǐng)人:黃建軍