專(zhuān)利名稱(chēng)：河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法
河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本領(lǐng)域?qū)儆诃h(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種提純復(fù)壯土著菌增殖培養(yǎng)技術(shù)為主導(dǎo)的 河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法。廣泛適用于截污不徹底、無(wú)法截污進(jìn)入管網(wǎng)、一 時(shí)無(wú)法清淤的河涌、湖泊、水庫(kù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖池等封閉和半封閉富營(yíng)養(yǎng)水體、受潮汐影響變化 的河湖進(jìn)行原生態(tài)生物多樣性的恢復(fù)。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通樞紐的便利城區(qū)人口的迅速增加，人民的生活水平提高，城鄉(xiāng) 區(qū)域規(guī)模的擴(kuò)大，昔日作為景觀、灌溉、排洪、儲(chǔ)存、納污的河湖已普遍存在黑臭的現(xiàn)象。河湖黑臭的根本原因有以下幾個(gè)重點(diǎn)1、雨污分流人口密集區(qū)雖建構(gòu)生活污水 集中管網(wǎng)截污至污水處理廠，但出租屋的外來(lái)人口洗滌衣物的污水從陽(yáng)臺(tái)排入下水道使截 污功能不完全；2、舊區(qū)化糞池直排；3、3廚余及油脂直排；4、因截污斷流使河湖備水量低于 生物多樣性的繁殖；5、工業(yè)廢水直排或未達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)直排；6、偷倒事業(yè)或生活廢棄物、廢 棄土。由于有機(jī)污染物的排入和沉積，造成河湖污染物量超過(guò)環(huán)境容量。生化分解及溫 度變化消耗水體中大量的溶解氧，使水體和底泥變?yōu)榧?、厭氧狀態(tài)，在兼、厭氧微生物的作 用下，有機(jī)污染物分解產(chǎn)生黑色膠羽物、甲烷沼氣和惡臭味，造成河湖生物死亡或幼蟲(chóng)無(wú)法 孵化，魚(yú)、蝦、貝類(lèi)生存環(huán)境更加嚴(yán)峻。治理河湖污染的關(guān)鍵在于截污不斷流、清淤不轉(zhuǎn)污和恢復(fù)河湖生物多樣性正常的 生態(tài)鏈系統(tǒng)。但現(xiàn)時(shí)河涌整治采取工程措施很不合理，截污即斷流河湖水源必須依賴(lài)汛期， 旱季時(shí)生物多樣性大部份滅失；清污泥、補(bǔ)水、調(diào)水也僅僅是轉(zhuǎn)移污泥污染和稀釋水體轉(zhuǎn)移 至下游，造成水域水質(zhì)更加惡化；有時(shí)還在河湖內(nèi)構(gòu)筑硬件設(shè)施或設(shè)置增氧機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法，不設(shè)置增氧 機(jī)和不清除淤泥，且見(jiàn)效快而效果好。上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法，其特征在于，包括以下步驟1)提取河湖底泥樣品，分離獲取所需要的土著菌厭氧及兼氧性菌株，然后增繁 土著菌，再經(jīng)由厭氧調(diào)適使土著菌達(dá)到休眠狀態(tài)，得土著菌培養(yǎng)泥；2)制備土著菌塊取61-65%重量的含水率為48-55%的土著菌培養(yǎng)泥、23-28% 重量的氫氧化鈣Ca(0H)2、2-3%重量的粗砂糖、1. 5_3%重量的過(guò)氧化鈣CaO2和4-5. 5%重 量的糯米糊，將以上材料混煉攪拌均勻后送入模具內(nèi)壓出成各種形狀的土著菌塊； 3)建立三級(jí)生化池A2/0控制外源污染；4)調(diào)整河湖的水體PH值以升高堿性0. 05-0. 15 ；5)投入所述土著菌塊；
6)投放水域生物促進(jìn)制劑；7)投放過(guò)增氧劑，以適時(shí)為水域補(bǔ)充溶解氧；8)投入PU水解泡膜；所述PU水解泡膜的制備如下將14-18%重量的土著菌促進(jìn)制劑、10-14%重量的 水域生物促進(jìn)制劑、1. 5-2. 5%重量的納豆植物多醣體激酶素與67-73%重量的水解性PU 材料混合均勻攪拌后在模內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡成型，制得PU水解泡膜；9)馴養(yǎng)生物相，復(fù)養(yǎng)至少三種魚(yú)類(lèi)和河螺；10)基礎(chǔ)生物多樣性恢復(fù)，完成水域自?xún)裟芰ΑＴ诓襟E1)中，所述增繁土著菌的過(guò)程中，選用唯一碳源。在步驟2)中，取64%重量的含水率為48-55%的土著菌培養(yǎng)泥、27%重量的氫氧 化鈣Ca (OH) 2、3 %重量的粗砂糖、2 %重量的過(guò)氧化鈣CaO2和4 %重量的糯米糊，將以上材料 混煉攪拌均勻后送入模具內(nèi)壓出成各種形狀的土著菌塊。在步驟7)中，所述增氧劑為過(guò)氧化鈣。在步驟8)中，將16%重量的土著菌促進(jìn)制劑、12%重量的水域生物促進(jìn)制劑、2% 重量的納豆植物多醣體激酶素與70%重量的水解性PU材料混合均勻攪拌后在模內(nèi)進(jìn)行發(fā) 泡成型，制得PU水解泡膜。本發(fā)明集中了截污不斷流、以污治污及生物增殖培養(yǎng)工程一整套完整的技術(shù)措 施，實(shí)施過(guò)程將根據(jù)河湖污染狀況、污染負(fù)荷和周?chē)h(huán)境作出因地制宜的設(shè)計(jì)和調(diào)整；從技 術(shù)層面講，向河湖取其土著菌及調(diào)整PH值使水域底泥快速凈化和利用PU水解泡膜的營(yíng)養(yǎng) 制劑強(qiáng)化原生態(tài)生物多樣性的拓殖以降解有機(jī)污染物是本發(fā)明的主軸；在具體實(shí)施方法 上，工程技術(shù)措施可操作性強(qiáng)，可適用于個(gè)種河湖生態(tài)，效果確定和明顯。本發(fā)明具有以下特性及優(yōu)點(diǎn)不必引入外來(lái)生態(tài)菌種無(wú)變種隱憂，不產(chǎn)生二次或 微量污染公害；不設(shè)置增氧機(jī)和不清除淤泥，大量降低了運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備投資，且見(jiàn)效 快而效果好；治理過(guò)程及治理后不影響河涌排水功能和自然凈化功能。

圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施方式在治理河湖之前，先對(duì)河湖生態(tài)及污染源進(jìn)行調(diào)查治理河湖前調(diào)查河湖的流量、 流速、備水量、排污量及生物相，檢查工業(yè)污水、生活污水和河湖水的COD、BOD、氨氮、總氮、 總磷、溶解氧及PH值等項(xiàng)目的指標(biāo)性數(shù)據(jù)，建立基礎(chǔ)檔案，再開(kāi)始綜合治理。如圖1所示，河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法如下1、提純復(fù)壯土著菌增殖培養(yǎng)提取河湖底泥樣品，分離獲取所需要的土著菌厭氧及兼氧性菌株，然后增繁土著 菌數(shù)量，一般使得每克培養(yǎng)泥中含有IO3至IO5個(gè)土著菌，再經(jīng)由厭氧調(diào)適使土著菌達(dá)到休 眠狀態(tài)，得土著菌培養(yǎng)泥。上述分離獲取土著菌的常用方法有稀釋分離法、劃線分離法和組織分離法。增繁土著菌數(shù)量是通過(guò)配制的培養(yǎng)基(如營(yíng)養(yǎng)成分)，選擇一定的培養(yǎng)條件(如培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基酸堿度等)來(lái)控制，這些方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟知的。根據(jù)微生 物利用碳源的特點(diǎn)，可選定糖、淀粉、纖維素等，在增繁土著菌數(shù)量的過(guò)程中，要以其中的一 種食物為唯一碳源，利用這一碳源的微生物才能大量正常生長(zhǎng)。2、制備土著菌塊取61-65%重量的含水率為48-55%的土著菌培養(yǎng)泥、23-28%重量的氫氧化鈣 Ca (OH) 2、2-3 %重量的粗砂糖、1. 5-3 %重量的過(guò)氧化鈣CaO2和4-5. 5 %重量的糯米糊，將以 上材料混煉攪拌均勻后送入模具內(nèi)壓出成各種形狀的土著菌塊；其中，氫氧化鈣Ca(0H)2、 粗砂糖、過(guò)氧化鈣CaO2和糯米糊為固型劑。其中，最好是按以下比例配比64%重量的含水率為48-55%的土著菌培養(yǎng)泥、 27%重量的氫氧化鈣Ca(0H)2、3%重量的粗砂糖、2%重量的過(guò)氧化鈣CaO2和4%重量的糯 米糊。3、建立三級(jí)生化池A2/0控制外源污染建立三級(jí)生化池A2/0控制外源污染，截污不斷流，降低外源污染的沖擊，并可為河 湖補(bǔ)充新鮮水常態(tài)活水流動(dòng)增加溶解氧及減少底泥的累積，使排洪性、自?xún)裟芰Ω选?、調(diào)整水體PH值以升高堿性0. 05-0. 15，使水域底泥快速凈化投入堿性物質(zhì)，例如石灰、片堿等，利用堿性物質(zhì)中和酸性，調(diào)整底泥不穩(wěn)定層。底泥不穩(wěn)定層一般呈酸性，其存在兼、厭狀態(tài)呈現(xiàn)酸性的黑膠羽物，而泥沙呈堿性 狀態(tài)，因中和及電位差關(guān)系黑膠羽物與泥沙黏合住，使泥沙成為污泥，當(dāng)調(diào)整水體PH值時(shí)， 黑膠羽物自然脫離泥沙，泥沙沉淀成為底泥，黑膠羽物浮出水面，受風(fēng)動(dòng)或水流集中一處再 進(jìn)行撈除；在凈化過(guò)程中不僅使小生物脫離束縛，好氧微生物系也得到了激活。5、投入土著菌塊以河湖的容量為投入量基礎(chǔ)，每3-5萬(wàn)噸水就投1噸土著菌塊；最好是投入取樣 河湖的上游、排污口或分流處(當(dāng)然也可以均勻地投入河湖中)；借助底部水層的兼、厭氧 生態(tài)環(huán)境，土著菌塊中的土著菌在河湖水體內(nèi)迅速繁殖并分解有機(jī)污染物，以消除河湖發(fā) 黑發(fā)臭；土著菌微生物是自然界中最巨大的生產(chǎn)者也是原位生物多樣性恢復(fù)最基礎(chǔ)的生產(chǎn) 力；土著菌微生物為原位生態(tài)物種的天然微生物，無(wú)基因重組及突變過(guò)程，不含致病菌，無(wú) 生物安全性隱憂。6、投放水域生物促進(jìn)制劑，例如葡萄糖、面粉、奶粉、糖等，來(lái)孵化底泥的小生物， 以河湖的容量為投入量基礎(chǔ)，每15-50萬(wàn)噸水就投1噸。7、投放增氧劑，例如過(guò)氧化鈣CaO2，適時(shí)為水域補(bǔ)充溶解氧，投入量一般按每立方 米水投入2_5g。8、投入PU水解泡膜將14-18%重量的土著菌促進(jìn)制劑、10-14%重量的水域生物促進(jìn)制劑、1. 5-2. 5% 重量的納豆植物多醣體激酶素與67-73%重量的水解性PU材料混合均勻攪拌后在模內(nèi)進(jìn) 行發(fā)泡成型，制得PU水解泡膜。土著菌促進(jìn)制劑可以是葡萄糖、面粉、糖、復(fù)方草本提純物 或植物多醣體等營(yíng)養(yǎng)源。其中，最好是按以下比例配比16%重量的土著菌促進(jìn)制劑、12%重量的水域生物 促進(jìn)制劑、2%重量的納豆植物多醣體激酶素與70%重量的水解性PU材料。其中，水解性PU材料可由55%重量的聚胺基甲酯酸、2%重量的氧化鋅、2. 5%重量的鋅、4%重量的ST硬酯酸及36. 5%重量的水制成。最好是將PU水解泡膜定植于河道上游、排污口或分流處(當(dāng)然也可以均勻地定值 于河湖中)，投入量一般按每立方米水投入7-12g ；PU水解泡膜以水解緩釋出河湖水域生物 多樣性的基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)源，非一次性釋出減少汛期的雨水沖失消耗或旱季曝曬蒸發(fā)的消耗，以 不斷地給生態(tài)微生物提供微量有機(jī)營(yíng)養(yǎng)源，可以穩(wěn)定生物基礎(chǔ)生命和加強(qiáng)繁殖，以充分利 用微生物的代謝活動(dòng)，降解水中有機(jī)污染物，消減河湖納污總量，保持水體生物多樣性生態(tài) 平衡，穩(wěn)定中確保治理效果。以上步驟的操作是這樣建立三級(jí)生化池A2/0，然后調(diào)整水體PH值(當(dāng)然，建立三 級(jí)生化池A2/0和調(diào)整水體PH值可以同時(shí)進(jìn)行)，再一次性投入足夠的土著菌塊、水域生物 促進(jìn)制劑、增氧劑和PU水解泡膜，這四種物質(zhì)可以由同一批人接連完成投放，也可以由不 同批人同時(shí)完成投放。以上步驟作為生物多樣性生態(tài)修復(fù)的主要基礎(chǔ)，直接作用于水域生態(tài)，迅速改變 底泥不穩(wěn)定層的生態(tài)，底泥不穩(wěn)定層(非活性污泥)轉(zhuǎn)化成底泥穩(wěn)定層(活性污泥)，釋放 小生物及微生物，增加兼、厭氧生態(tài)土著菌，結(jié)合土著菌促進(jìn)劑激活底泥穩(wěn)定層的兼、厭氧 生態(tài)土著菌，以釋出更多的氧氣和提供好氧環(huán)境，迅速降解有機(jī)污染物和去除硫化物，根本 消除河湖發(fā)黑發(fā)臭。9、馴養(yǎng)生物相，復(fù)養(yǎng)至少三種魚(yú)類(lèi)和河螺，具體包括根據(jù)水體質(zhì)量變化后的具體 情況，培養(yǎng)原生態(tài)浮游小生物、紅蟲(chóng)、魚(yú)類(lèi)和河螺等生物原始相貌。10、基礎(chǔ)生物多樣性恢復(fù)，形成水域自?xún)裟芰?，為保持水質(zhì)穩(wěn)定，在保持三級(jí)生化 池A2/0控制外源污染的基礎(chǔ)下，繼續(xù)適度地投加PU水解泡膜，以漸進(jìn)達(dá)成地表V類(lèi)水。本綜合治理方法經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，效果良好。以江蘇省昆山市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)祝家厙 河河道(長(zhǎng)度700m、寬度8 9m、深度0. 8 1. 2m)的2009年治理為例，從調(diào)研完后并 建立三級(jí)生化池A2/0和做好土著菌塊及PU水解泡膜，3月6日開(kāi)始治理，水體除臭兩天見(jiàn) 效果，一周后水體由黑變微綠或微黃，一個(gè)月后水體基本達(dá)到適合魚(yú)類(lèi)生存的條件，開(kāi)始恢 復(fù)河湖魚(yú)類(lèi)活動(dòng)(向河湖投入魚(yú)苗)，二個(gè)月后河螺寄生岸邊，水體顏色漸轉(zhuǎn)綠色，溶解氧 提高，水中生物相繁殖穩(wěn)定，微生物由兼、厭氧向好氧演替；河湖底泥逐漸由黑色變?yōu)榛液?色然后又變?yōu)橥梁稚?，水面可?jiàn)少量藍(lán)綠藻枯萎片狀，底泥厚度減少，礦化度提高；3個(gè)月 后整體達(dá)到消除黑臭及生物多樣性的要求。在治理前后，并委托昆山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站做了水質(zhì)分析報(bào)告，經(jīng)數(shù)據(jù)對(duì)比，水質(zhì)有明 顯改善。
權(quán)利要求
一種河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法，其特征在于，包括以下步驟1)提取河湖底泥樣品，分離獲取所需要的土著菌厭氧及兼氧性菌株，然后增繁土著菌，再經(jīng)由厭氧調(diào)適使土著菌達(dá)到休眠狀態(tài)，得土著菌培養(yǎng)泥；2)制備土著菌塊取61 65％重量的含水率為48 55％的土著菌培養(yǎng)泥、23 28％重量的氫氧化鈣Ca(OH)2、2 3％重量的粗砂糖、1.5 3％重量的過(guò)氧化鈣CaO2和4 5.5％重量的糯米糊，將以上材料混煉攪拌均勻后送入模具內(nèi)壓出成各種形狀的土著菌塊；3)建立三級(jí)生化池A2/O控制外源污染；4)調(diào)整水體PH值以升高堿性0.05 0.15；5)向河湖投入所述土著菌塊；6)向河湖投放水域生物促進(jìn)制劑；7)向河湖投放過(guò)增氧劑，以適時(shí)為水域補(bǔ)充溶解氧；8)向河湖投入PU水解泡膜；所述PU水解泡膜的制備如下將14 18％重量的土著菌促進(jìn)制劑、10 14％重量的水域生物促進(jìn)制劑、1.5 2.5％重量的納豆植物多醣體激酶素與67 73％重量的水解性PU材料混合均勻攪拌后在模內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡成型，制得PU水解泡膜；9)馴養(yǎng)生物相，復(fù)養(yǎng)至少三種魚(yú)類(lèi)和河螺；10)基礎(chǔ)生物多樣性恢復(fù)，完成水域自?xún)裟芰Α?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合治理方法，其特征在于，在步驟1)中，所述增繁土著菌的 過(guò)程中，選用唯一碳源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合治理方法，其特征在于，在步驟2)中，取64%重量的含 水率為48-55%的土著菌培養(yǎng)泥、27%重量的氫氧化鈣Ca (OH) 2、3%重量的粗砂糖、2%重量 的過(guò)氧化鈣CaO2和4%重量的糯米糊，將以上材料混煉攪拌均勻后送入模具內(nèi)壓出成各種 形狀的土著菌塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合治理方法，其特征在于，在步驟7)中，所述增氧劑為過(guò)氧 化鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合治理方法，其特征在于，在步驟8)中，將16%重量的土 著菌促進(jìn)制劑、12%重量的水域生物促進(jìn)制劑、2%重量的納豆植物多醣體激酶素與70%重 量的水解性PU材料混合均勻攪拌后在模內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡成型，制得PU水解泡膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種河湖原位生物多樣性修復(fù)的綜合治理方法，向河湖取其土著菌及調(diào)整pH值使水域底泥快速凈化和利用PU水解泡膜的營(yíng)養(yǎng)制劑強(qiáng)化原生態(tài)生物多樣性的拓殖以降解有機(jī)污染物是本發(fā)明的主軸。本發(fā)明具有以下特性及優(yōu)點(diǎn)不必引入外來(lái)生態(tài)菌種無(wú)變種隱憂，不產(chǎn)生二次或微量污染公害；不設(shè)置增氧機(jī)和不清除淤泥，大量降低了運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備投資，且見(jiàn)效快而效果好；治理過(guò)程及治理后不影響河涌排水功能和自然凈化功能。
文檔編號(hào)C02F9/14GK101948186SQ201010268549
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者周宗南 申請(qǐng)人:周宗南