專利名稱：一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)的湖泊水質(zhì)凈化修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù) 方法。
背景技術(shù)：
目前，中國(guó)湖泊污染情況嚴(yán)重，80%以上的湖泊受到污染，許多湖泊已達(dá)不到III 類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，魚蝦基本絕跡，而代之以適應(yīng)污染的各類底棲微小類群，湖泊水體的顏色、 氣味均有不同程度的惡化，部分湖泊甚至成為納污水體。許多知名湖泊的地理位置處于大、 中城市周邊，它們的污染導(dǎo)致城市景觀質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響了這些地區(qū)居民的身心健康。水 質(zhì)污染導(dǎo)致湖泊及其沿岸的生物多樣性下降，特別是一些對(duì)人類有益的或有潛在價(jià)值的物 種消失。因此，水體治理、修復(fù)刻不容緩。中國(guó)湖泊污染的主要特征是水體富營(yíng)養(yǎng)化。分為天然富營(yíng)養(yǎng)化和人為富營(yíng)養(yǎng)化。 天然富營(yíng)養(yǎng)化要經(jīng)過(guò)幾千年甚至幾萬(wàn)年才能完成，而人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)可導(dǎo)致湖泊在短短幾年 內(nèi)就出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化。在光合作用下，水體中藻類原生質(zhì)的生成有賴于碳、氮、磷的存在，碳、 氮、磷是生成藻類的決定性因素，也是構(gòu)成湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化的決定性因素。由于藻類可利 用的氮遠(yuǎn)比可利用的磷多，因此，磷常被作為富營(yíng)養(yǎng)化的限制因子。英國(guó)國(guó)家環(huán)境署規(guī)定， 在靜止水體中，總磷濃度0. 086mg · L-1為富營(yíng)養(yǎng)化的臨界值。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象表現(xiàn)為在富營(yíng)養(yǎng)階段，水中藻類的種類減少而個(gè)體數(shù)猛增； 由于優(yōu)勢(shì)種類所含色素不同，使水體呈藍(lán)、紅、棕或乳白色；富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象多發(fā)生在一些水 體交換率較低之處。如湖泊或海灣等處，在內(nèi)陸湖泊中發(fā)生者，稱為水華(水花，water bloom)在海洋則稱為赤潮(紅潮，red tide)。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化存在以下危害(1)水體外觀顏色改變，變濁，影響景觀；如海水富 營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)紅色；(2)水中散發(fā)不良味道；(3)溶氧量下降；(4)水生生物大量死 亡，原因可能為缺氧或阻礙呼吸；(5)有些藻類會(huì)產(chǎn)生毒素，可能直接危害人體健康；(6)導(dǎo) 致水處理之困難，并使水質(zhì)品質(zhì)下降。由上可知，從技術(shù)上說(shuō)，消除湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵還在于削減湖泊水體的氮、磷以 及底泥有機(jī)碳和氮、磷的負(fù)荷，消除水體中藻類瘋長(zhǎng)的基礎(chǔ)，達(dá)到降低水體中藻類生物量、 提高水體透明度的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種湖泊富營(yíng) 養(yǎng)化修復(fù)方法。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，包括以下操 作步驟(1)在湖岸上以半埋式依次設(shè)置微生物修復(fù)水槽、吸附水槽和冷卻水槽；(2)微生物修復(fù)階段篩選馴化特殊功能菌種植入填料中，特殊功能菌種植入填料中的濃度為50 150ppm ；將填料分別放在微生物修復(fù)水槽內(nèi)并被水體淹沒(méi)；利用修復(fù)凈 化設(shè)備將湖泊中的水抽入微生物修復(fù)水槽中，使水體循環(huán)流動(dòng)于填料間，特殊功能菌種在 填料表面生成一層0. 2 Imm的生物膜，進(jìn)行微生物修復(fù)處理，降低水體中有機(jī)污染物的 COD (化學(xué)耗氧量)、BOD (生化需氧量)、TN (總氮)和TP (總磷)；(3)吸附階 段將經(jīng)過(guò)處理的陶粒置于吸附水槽內(nèi)并被水體淹沒(méi)；將經(jīng)過(guò)步驟(2) 微生物修復(fù)處理后的水體引入吸附水槽，水體循環(huán)流動(dòng)于陶粒層間，陶粒吸附水體中的磷， 進(jìn)一步降低TP(總磷)；經(jīng)過(guò)吸附處理的水體溫度升高；(4)冷卻階段當(dāng)步驟(3)經(jīng)過(guò)吸附處理的水體溫度升高到20 25°C以上時(shí)，將 水體引入冷卻水槽中開始冷卻處理；水體經(jīng)冷卻器降低水體溫度至20°C以下，水體不發(fā)生 水華；將經(jīng)過(guò)冷卻處理的水體重新泵入湖泊中；(5)水中生態(tài)修復(fù)階段在湖泊的岸邊鋪設(shè)生態(tài)磚，種植水草，養(yǎng)水中動(dòng)物，構(gòu)成 生態(tài)環(huán)境食物鏈系統(tǒng)，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。步驟⑵所述馴化的時(shí)間為2 3個(gè)月，所述特殊功能菌種為光合細(xì)菌、真菌、絲 狀菌、枯草芽孢桿菌、硝化菌、反硝化菌或聚磷菌；所述填料為馬鞍型塑料填料。步驟(2)所述填料的使用量以去除水體中有機(jī)污染物的量計(jì)，其范圍為0.5 IOkgCOD/ (m3d)。步驟(2)所述微生物修復(fù)處理的時(shí)間為1 8小時(shí)。步驟(3)所述陶粒的粒徑為5 IOmm ；所述陶粒是將體積百分比濃度50%的陶 土、體積百分比濃度30%的鐵礦土、體積百分比濃度10%的粉煤灰和體積百分比濃度10% 的雜質(zhì)充分混合后燒結(jié).再經(jīng)浸酸水冼處理后干燥得到。所述雜質(zhì)為紙屑和油類物質(zhì)；所 述燒結(jié)的溫度為1100°C，燒結(jié)的時(shí)間為6小時(shí)；所述浸酸是浸入質(zhì)量百分比濃度5%的硫酸 中，浸漬的時(shí)間為2小時(shí)；所述水洗的時(shí)間為1小時(shí)。步驟(3)所述陶粒的使用量以1立方陶粒去除水體中10 30公斤磷的量計(jì)算； 所述陶粒每隔2 6個(gè)月更換一次。步驟(3)所述水體循環(huán)流動(dòng)于陶粒層間的時(shí)間控制在 0 2小時(shí)。步驟(4)所述冷卻時(shí)間控制在0 0. 5小時(shí)。步驟(5)所述水中動(dòng)物為變形蟲、表殼蟲、輪蟲、蚤類、無(wú)節(jié)幼蟲、螺、蜆、水蚯蚓、 水蛭或蚊蟲。每一階段處理時(shí)間的多少是依據(jù)湖泊容積大小、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)、湖泊修復(fù)時(shí) 間長(zhǎng)短及財(cái)政經(jīng)濟(jì)來(lái)考量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)在本發(fā)明微生物修復(fù)階段中，微生物在可控制一定環(huán)境下，生存穩(wěn)定，微生物 存活率高；微生物在填料中生成生物膜體系，形成了菌種多樣性；該微生物系統(tǒng)對(duì)有機(jī)污 染物COD、BOD及氨氮降解快，也不產(chǎn)生有機(jī)污泥，不造成二次污染。(2)本發(fā)明水質(zhì)凈化除磷效率高。(3)本發(fā)明在水華高發(fā)生期的高溫環(huán)境下有降溫功能的異常處理。


圖1為湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法的施工工藝設(shè)施圖，其中1為微生物修復(fù)水槽，2為吸附水槽，3為冷卻水槽，4為湖泊的岸邊，5為生物膜，6為陶粒，7為冷卻器，8為修復(fù)凈化 設(shè)備，9為湖岸人行步道，10為湖岸草木，11為進(jìn)水口，12為出水口，13為湖泊，14為湖岸， 15為湖底，16為湖面，17為湖水，18為水草。
具體實(shí)施 方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。實(shí)施例1 一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，包括以下操作步驟(1)在湖岸14上以半埋式依次設(shè)置微生物修復(fù)水槽1、吸附水槽2和冷卻水槽3 ； 在湖岸14上設(shè)置湖岸人行步道9和種植湖岸草木10 ；(2)微生物修復(fù)階段篩選馴化2個(gè)月的特殊功能菌種(光合細(xì)菌)植入馬鞍型 塑料填料(馬鞍型塑料填料的制備參照中國(guó)專利200720032486. 2)中，特殊功能菌種植入 馬鞍型塑料填料中的濃度為50ppm ；將馬鞍型塑料填料分別放在微生物修復(fù)水槽1內(nèi)并被 水體淹沒(méi)，馬鞍型塑料填料的使用量以去除水體中有機(jī)污染物的量計(jì)，其范圍為5kgC0D/ (m3d)；利用修復(fù)凈化設(shè)備8將湖泊13中的水從進(jìn)水口 11抽入微生物修復(fù)水槽1中，使水體 循環(huán)流動(dòng)于填料間，特殊功能菌種在馬鞍型塑料填料表面生成一層0. 2mm的生物膜5，進(jìn)行 微生物修復(fù)處理1小時(shí)，降低水體中有機(jī)污染物的COD (化學(xué)耗氧量)、B0D (生化需氧量)、 TN (總氮)和TP (總磷)；(3)吸附階段將經(jīng)過(guò)處理的陶粒6 (粒徑為5 IOmm)置于吸附水槽2內(nèi)并被水 體淹沒(méi)；將經(jīng)過(guò)步驟(2)微生物修復(fù)處理后的水體引入吸附水槽2，水體循環(huán)流動(dòng)于陶粒層 間2小時(shí)，陶粒吸附水體中的磷，進(jìn)一步降低TP (總磷)；經(jīng)過(guò)吸附處理的水體溫度升高；所 述陶粒的使用量以1立方陶粒去除水體中20公斤磷的量計(jì)算，每隔6個(gè)月更換陶粒一次。所述陶粒是將體積百分比濃度50%的陶土、體積百分比濃度30%的鐵礦土、體積 百分比濃度10%的粉煤灰和體積百分比濃度10%的雜質(zhì)(紙屑和油類物質(zhì))充分混合后 在1100°C燒結(jié)6小時(shí)，再浸入質(zhì)量百分比濃度5%的硫酸中浸漬2小時(shí)后水冼1小時(shí)干燥 得到；(4)冷卻階段當(dāng)步驟(3)經(jīng)過(guò)吸附處理的水體溫度升高到22°C以上時(shí)，將水體引 入冷卻水槽3中開始冷卻處理；水體經(jīng)冷卻器7冷卻0. 3小時(shí)后，降低水體溫度至20°C以 下，水體不發(fā)生水華；將經(jīng)過(guò)冷卻處理的水體通過(guò)修復(fù)凈化設(shè)備8的出水口 12重新泵入湖 泊中；(5)水中生態(tài)修復(fù)階段在湖泊的岸邊4鋪設(shè)生態(tài)磚，種植水草18，養(yǎng)水中動(dòng)物 (變形蟲、表殼蟲、水蛭或蚊蟲)，構(gòu)成生態(tài)環(huán)境食物鏈系統(tǒng)，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。實(shí)施例1步驟(2)中特殊功能菌種(光合細(xì)菌)成長(zhǎng)比較好，菌種種類較多，它還 含蓋其它種類的微生物共生，所以能把微有機(jī)物分解。采用本發(fā)明方法處理前后結(jié)果如表 1所示表1湖泊營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)處理前后對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)在湖岸上以半埋式依次設(shè)置微生物修復(fù)水槽、吸附水槽和冷卻水槽；(2)微生物修復(fù)階段篩選馴化特殊功能菌種植入填料中，特殊功能菌種植入填料中 的濃度為50 150ppm ；將填料分別放在微生物修復(fù)水槽內(nèi)并被水體淹沒(méi)；利用修復(fù)凈化設(shè) 備將湖泊中的水抽入微生物修復(fù)水槽中，使水體循環(huán)流動(dòng)于填料間，特殊功能菌種在填料 表面生成一層0. 2 Imm的生物膜，進(jìn)行微生物修復(fù)處理，降低水體中有機(jī)污染物的COD、 BOD、TN 禾口 TP ；(3)吸附階段將經(jīng)過(guò)處理的陶粒置于吸附水槽內(nèi)并被水體淹沒(méi)；將經(jīng)過(guò)步驟(2)微生 物修復(fù)處理后的水體引入吸附水槽，水體循環(huán)流動(dòng)于陶粒層間，陶粒吸附水體中的磷，進(jìn)一 步降低TP ；經(jīng)過(guò)吸附處理的水體溫度升高；(4)冷卻階段當(dāng)步驟(3)經(jīng)過(guò)吸附處理的水體溫度升高到20 25°C以上時(shí)，將水 體引入冷卻水槽中開始冷卻處理；水體經(jīng)冷卻器降低水體溫度至20°C以下，水體不發(fā)生水 華；將經(jīng)過(guò)冷卻處理的水體重新泵入湖泊中；(5)水中生態(tài)修復(fù)階段在湖泊的岸邊鋪設(shè)生態(tài)磚，種植水草，養(yǎng)水中動(dòng)物，構(gòu)成生態(tài) 環(huán)境食物鏈系統(tǒng)，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(2)所述馴 化的時(shí)間為2 3個(gè)月，所述特殊功能菌種為光合細(xì)菌、真菌、絲狀菌、枯草芽孢桿菌、硝化 菌、反硝化菌或聚磷菌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(2)所述填 料的使用量以去除水體中有機(jī)污染物的量計(jì)，其范圍為0. 5 IOkgCOD/(m3d)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(2)所述微 生物修復(fù)處理的時(shí)間為1 8小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(3)所述陶 粒的粒徑為5 IOmm ；所述陶粒是將體積百分比濃度50%的陶土、體積百分比濃度30%的 鐵礦土、體積百分比濃度10%的粉煤灰和體積百分比濃度10%的雜質(zhì)充分混合后燒結(jié).再 經(jīng)浸酸水冼處理后干燥得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于所述雜質(zhì)為紙屑 和油類物質(zhì)；所述燒結(jié)的溫度為1100°c，燒結(jié)的時(shí)間為6小時(shí)；所述浸酸是浸入質(zhì)量百分比 濃度5%的硫酸中，浸漬的時(shí)間為2小時(shí)；所述水洗的時(shí)間為1小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(3)所述陶 粒的使用量以1立方陶粒去除水體中10 30公斤磷的量計(jì)算；所述陶粒每隔2 6個(gè)月 更換一次。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(3)所述水 體循環(huán)流動(dòng)于陶粒層間的時(shí)間控制在0 2小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(4)所述冷 卻時(shí)間控制在0 0.5小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟(5)所述水 中動(dòng)物為變形蟲、表殼蟲、輪蟲、蚤類、無(wú)節(jié)幼蟲、螺、蜆、水蚯蚓、水蛭或蚊蟲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種湖泊富營(yíng)養(yǎng)化修復(fù)方法。該方法包括步驟(1)在湖岸上以半埋式依次設(shè)置微生物修復(fù)水槽、吸附水槽和冷卻水槽；(2)微生物修復(fù)階段；(3)吸附階段；(4)冷卻階段；(5)水中生態(tài)修復(fù)階段。在本發(fā)明微生物修復(fù)階段中，微生物在可控制一定環(huán)境下，生存穩(wěn)定，微生物存活率高；微生物在填料中生成生物膜體系，形成了菌種多樣性；該微生物系統(tǒng)對(duì)有機(jī)污染物COD、BOD及氨氮降解快，也不產(chǎn)生有機(jī)污泥，不造成二次污染；本發(fā)明方法水質(zhì)凈化除磷效率高，在水華高發(fā)生期的高溫環(huán)境下有降溫功能的異常處理。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102079612SQ20101059697
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者張肇宏 申請(qǐng)人:張肇宏