專利名稱：一種治理黑臭河道的生物綜合凈化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污染河道的生物綜合凈化技術(shù)，具體地涉及一種治理黑臭河道的生物綜合的凈化工藝。
背景技術(shù)：
目前，隨著城市的發(fā)展和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，城市中河道水系污染日益嚴重， 黑臭現(xiàn)象明顯，嚴重影響了市民的居住環(huán)境。造成河道黑臭的原因主要有

1污染負荷過重。由于污水管網(wǎng)建設(shè)不到位，偷排漏排嚴重，大量工業(yè)廢水、生活污水、雨水、垃圾和農(nóng)田化肥未經(jīng)處理直接排入河道，使有機污染負荷遠遠超過了水體本身的自凈能力，造成水體嚴重缺氧。2補給水源受污染，底泥沉積嚴重。用于引水換水的水源本身存在污染，至使無法通過換水對黑臭河道進行恢復，經(jīng)過長期積累，底泥淤積嚴重。3河道流動性差。由于市政建設(shè)、箱涵設(shè)置或其他一些原因，很多水系不暢，流動性差，造成河道容易缺氧，進一步惡化水質(zhì)。4河道水生態(tài)系統(tǒng)破壞。由于污染嚴重，河道原有生物(包括植物、動物和微生物) 群落結(jié)構(gòu)被破壞甚至被完全毀滅，水體自身凈化能力消失，從而使有機污染物無法及時降解，水體發(fā)生富營養(yǎng)化，使藻類爆發(fā)，形成惡性循環(huán)，進一步惡化水質(zhì)。目前對于黑臭河道的治理，主要依靠市政工程來完成，包括截污、清淤和換水等方法。這種方法能緩解一時的黑臭問題，但因工程沒有后續(xù)的生態(tài)修復，河道自凈能力沒有恢復，當外源污水流入河道積累到一定程度，河道又會變黑臭。運用生物綜合凈化技術(shù)，即通過構(gòu)建完整的河道生態(tài)系統(tǒng)，依靠微生物、水生植物、動物自己高效的凈化能力來治理黑臭河道的應(yīng)用并不廣泛，有的也只局限于單一的人工濕地治理方法，凈化系統(tǒng)缺少生物多樣性，易受外界環(huán)境干擾和影響，達不到長期穩(wěn)定的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種治理黑臭河道的生物綜合凈化工藝，該技術(shù)結(jié)合市政工程進行施工，不僅能使黑臭河道的水質(zhì)得到凈化，而且能夠保持水質(zhì)長期穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的在充分考慮項目環(huán)境的前提下，通過選擇種植不同水生植物、放養(yǎng)魚類、浮游動物、底棲動物和有益微生物種群，科學構(gòu)建人工水域生態(tài)系統(tǒng)，使黑臭河道逐漸恢復水體的自凈能力，從而達到“生物養(yǎng)水，凈化水質(zhì)”的長遠目的。一種治理黑臭河道的生物綜合凈化工藝，該工藝包括如下步驟(1)底質(zhì)預處理在黑臭河道清淤完成后，對底質(zhì)進行預處理，并潑灑底質(zhì)改良微生物制劑，改善底質(zhì)；(2)構(gòu)建植物帶在黑臭河道兩岸構(gòu)建生態(tài)護坡，種植挺水植物，以構(gòu)建生態(tài)浮床的方式來構(gòu)建植物帶；(3)構(gòu)建沉水植物群落在黑臭河道底質(zhì)上填土，在土上種植沉水植物群落；(4)補給水源和放養(yǎng)水生動物在黑臭河道中，對補水水源進行簡單預處理后放水，然后用增氧機對水體進行曝氣處理，放養(yǎng)水生動物，潑灑微生物復合制劑，所述水生動物包括濾食性魚類、肉食性魚類和底棲動物；(5)維護管理對水質(zhì)取樣檢測，根據(jù)相應(yīng)指標調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈組成，包括水生動物數(shù)量和比例的控制，水生植物的種類搭配、及時收割。本發(fā)明的另一方面，所述步驟1中底質(zhì)預處理為用生石灰殺滅土壤中的病菌、蟲卵有害生物。本發(fā)明的另一方面，所述步驟2中生態(tài)護坡為用木樁固定河兩岸自然緩坡，所述生態(tài)護坡上種植 水生植物，以此防止兩岸泥土被雨水沖刷，其中所述水生植物包括挺水植物和浮葉植物，所述生態(tài)浮床由浮床固定木樁，浮床框體、浮床植物種植基質(zhì)、水生植物組成。本發(fā)明的另一方面，所述步驟3中沉水植物為黑藻、伊樂藻、菹草、金魚藻、苦草中的一種或者多種，其中所述黑藻、伊樂藻、菹草、金魚藻和苦草的密度為20叢/m2，每叢4-5 株。本發(fā)明的另一方面，所述步驟4中水源預處理是通過攔網(wǎng)方法阻止漂浮物垃圾流入河道，所述濾食性魚類為鰱鳙魚，所述肉食性魚類為烏鱧和鱖魚，所述底棲動物為螺絲、 河蛘和螺螄，其中所述濾食性魚類和肉食性魚類為30g/m3，所述螺絲、河蛘和螺螄為IOg/ m3。本發(fā)明的另一方面，所述步驟4中所述的微生物復合制劑包括光合細菌、硝化細菌、芽孢桿菌、酵母菌和硫化細菌。本發(fā)明的另一方面，所述微生物復合制劑的濃度> 1. 0X 109cfu/ ml，用量約為10ml/m2，一天一次，連續(xù)潑灑3次。本發(fā)明的另一方面，所述步驟5中檢測的水質(zhì)指標為C0DCr、B0D5、氨氮、總氮和總磷。本發(fā)明的另一方面，所述挺水植物為再力花、黃菖蒲、澤瀉、梭魚草、千屈菜、美人蕉和狐尾藻。該發(fā)明的工作原理如下所述河道通過清淤工作去除淤泥，減少不必要的淤泥耗氧量，并用生石灰等殺滅土壤中的病菌、蟲卵等有害生物，避免這些有害生物對構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)中的動植物造成感染。潑灑的底質(zhì)改良微生物制劑經(jīng)過分子生物學的方法篩選鑒定，具有高度專一性，在適合的條件下能夠大量繁殖，并迅速降解底質(zhì)中殘留的氨氮、亞硝酸鹽、 硫化氫等有害物質(zhì)，消除河道黑臭，同時分解有機物成為水生植物可吸收的小分子物質(zhì)。建設(shè)生態(tài)護坡可以有效防止自然緩坡因被雨水沖刷而造成的泥土流失，并增強河道景觀效果。通過生態(tài)浮床方式種植的水生植物根系可以在生長過程中吸收河道水體中氮、磷等植物必須元素供其生長發(fā)育；能吸附和富集水體中的懸浮物和有毒有害物質(zhì)；能有效滯緩水體水流速度，促進水體懸浮物質(zhì)的自然沉降；為水體中的微生物提供棲息地，并向水體輸送大量氧氣，為好養(yǎng)微生物的大量繁殖創(chuàng)造了條件。種植沉水植物不僅可以構(gòu)建水中森林的自然景觀，并且可以通過根系的擴散作用把光合作用產(chǎn)生的氧氣輸入到底泥中，有效避免黑臭物質(zhì)的產(chǎn)生；沉水植物的莖葉表面給微生物提供了附著載體，為創(chuàng)造高效的生物膜系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件；沉水植物還可以吸附懸浮物，提高水體透明度；通過釋放化感物質(zhì)抑制藻類生長。放養(yǎng)濾食性魚類(如鰱鳙魚)，可以降低水體中藻類的生物量，提高水體的透明度，改善光照，有利于沉水植物的生長和繁殖，從而更有利于底質(zhì)中的營養(yǎng)鹽的吸收和去除；濾食性魚類同時能夠促進水體中底棲動物和碎屑的增加，從而間接促進了食底棲動物和食碎屑魚類的增加，有利于水體的物質(zhì)循環(huán)和對水質(zhì)的凈化作用。放養(yǎng)的底棲動物能夠攝食碎屑物，加速碎屑的分解，調(diào)節(jié)底泥與水體之間的物質(zhì)交換，促進水體的自凈調(diào)節(jié)作用。通過維護管理，及時收割水生植物，捕撈水生動物，可以有效地將氮、磷、重金屬元素和有機物質(zhì)從河道系統(tǒng)中移除出去。本發(fā)明的有益效果
1.本發(fā)明運用生物綜合凈化技術(shù)對河道進行凈化處理，自然生態(tài)，無污染，維護成本低廉。2.本發(fā)明中不僅運用了傳統(tǒng)的水生植物發(fā)揮凈化水質(zhì)作用，而且充分運用了生態(tài)系統(tǒng)中的分解者-微生物，通過微生物高效的分解作用，能快速分解、吸收和轉(zhuǎn)化黑臭物質(zhì)。水生植物和微生物搭配使用，使污染物的去除效率最大化。3.在生態(tài)系統(tǒng)中投放多樣的水生動物，完善生態(tài)系統(tǒng)了食物鏈，能使各物種相生相克，使整個河道系統(tǒng)保持持久的動態(tài)平衡，恢復原有的自凈能力，達到長期穩(wěn)定的效果。
具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明在本質(zhì)上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明選定上海某條需治理的黑臭河道，長約1000米，寬約20米，水面高為2米左右，對其排污口進行截污納管后，將該段河水全部抽干，徹底清除河底淤泥，同時對不宜植物生長的建筑棄土，或含有害成份的土壤，以及強酸性土、強堿土、鹽土、鹽堿土、重粘土、 沙土等，均應(yīng)根據(jù)設(shè)計規(guī)定，采用換上適宜種植的土壤或采取改良土壤的技術(shù)措施。后用100g/m2的生石灰均勻潑灑河道底質(zhì)，通過放熱作用殺死土壤中的病菌、蟲卵等有害物質(zhì)，同時起到調(diào)節(jié)底質(zhì)中PH值作用，消毒劑的潑灑應(yīng)均勻、不遺漏，確保整個施工區(qū)域的土壤都進行徹底的消毒，潑灑完畢后要對河道暴曬一周；過一周后均勻潑灑微生物復合制劑(原液濃度彡1.0X109cfu/ml)，用量約為10ml/m2，一天一次，連續(xù)潑灑3次，以完成對河道底質(zhì)的微生物環(huán)境的改善，確保后期生態(tài)系統(tǒng)的建立。同時對河岸進行生態(tài)護坡建設(shè)，用木樁固定河兩岸自然緩坡，上植再力花、黃菖蒲、梭魚草、千屈菜、香蒲、菖蒲、旱傘草、莎草等水生植物，密度為20株/m2構(gòu)成生態(tài)護岸， 可吸收河道內(nèi)的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，也可對地表徑流水進行攔截和過濾吸收，還可以起到一定的景觀效果。在需要構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的河道進出口兩側(cè)進行攔網(wǎng)建設(shè)和預處理設(shè)施，可防止大的漂浮物等垃圾進入河道，并對補水水源進行預處理。初次補水需根據(jù)沉水植物的種植進度進行，沉水植物種植好后，開始進水，每次進水30-50cm，間隔5-7天左右為宜，以確保沉水植物的存活。在河道底質(zhì)上構(gòu)建沉水植物群落，選擇輪葉黑藻、伊樂藻、菹草、金魚藻和苦草中的幾種密植，密度為20叢/m2，每叢4-5株。沉水植物是整個生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵點，它以有效吸收水體中N、P等營養(yǎng)元素，并通過營養(yǎng)鹽競爭控制單細胞藻類繁殖；另一方面光合作用為水體中提供溶解氧；還可為水生動物提供特殊生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造環(huán)境多樣性和生物多樣性，同時沉水植物選擇上還需考慮冬夏兩季的相互銜接。

在河道完成補水后，放養(yǎng)鰱魚夏花和鳙魚夏花，每種魚約30g/m3，并投放一定量的螺螄(約10g/m3)，投放水生動物能夠完善生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，食物鏈相互交聯(lián)形成食物網(wǎng)。 食物網(wǎng)越復雜，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。水體穩(wěn)定后，在水面上按5ppm的比例均勻潑灑微生物復合制劑，一天一次，連續(xù)潑灑3次。微生物具有體積小、表面積大、繁殖力驚人等特點，能不斷與周圍環(huán)境快速進行物質(zhì)交換，對有機物和毒性物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化。污水具備微生物生長繁殖的條件，因而微生物能從污水中獲取養(yǎng)分，同時降解和利用有害物質(zhì)，從而使水質(zhì)得到凈化。一個月后根據(jù)水生植物成活率進行適當補種、調(diào)整。經(jīng)過該發(fā)明處理，等構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定后，河道能達到很好的景觀效果，取十個樣點檢測水質(zhì)，各指標的平均值為C0D& 15. 32mg/L、B0D55. 14mg/L、氨氮 0. 57mg/L、總氮 1. 32mg/L、總磷 0. 238mg/L，均達到了地表水環(huán)境質(zhì)量標準IV類標準或更好。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種治理黑臭河道的生物綜合凈化工藝，其特征在于該工藝包括如下步驟(1)底質(zhì)預處理在黑臭河道清淤完成后，對底質(zhì)進行預處理，并潑灑底質(zhì)改良微生物制劑，改善底質(zhì)；(2)構(gòu)建植物帶在黑臭河道兩岸構(gòu)建生態(tài)護坡，種植挺水植物，以構(gòu)建生態(tài)浮床的方式來構(gòu)建植物帶；(3)構(gòu)建沉水植物群落在黑臭河道底質(zhì)上填土，在土上種植沉水植物群落；(4)補給水源和放養(yǎng)水生動物在黑臭河道中，對補水水源進行簡單預處理后放水，然后用增氧機對水體進行曝氣處理，放養(yǎng)水生動物，潑灑微生物復合制劑，所述水生動物包括濾食性魚類、肉食性魚類和底棲動物；(5)維護管理對水質(zhì)取樣檢測，根據(jù)相應(yīng)指標調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈組成，包括水生動物數(shù)量和比例的控制，水生植物的種類搭配、及時收割。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述凈化工藝，其特征在于所述步驟1中底質(zhì)預處理為用生石灰殺滅土壤中的病菌、蟲卵有害生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述凈化工藝，其特征在于所述步驟2中生態(tài)護坡為用木樁固定河兩岸自然緩坡，所述生態(tài)護坡上種植水生植物，以此防止兩岸泥土被雨水沖刷，其中所述水生植物包括挺水植物和浮葉植物，所述生態(tài)浮床由浮床固定木樁，浮床框體、浮床植物種植基質(zhì)、水生植物組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述凈化工藝，其特征在于所述步驟3中沉水植物為黑藻、伊樂藻、菹草、金魚藻、苦草中的一種或者多種，其中所述黑藻、伊樂藻、菹草、金魚藻和苦草的密度為20叢/m2，每叢4-5株。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述凈化工藝，其特征在于所述步驟4中水源預處理是通過攔網(wǎng)方法阻止漂浮物垃圾流入河道，所述濾食性魚類為鰱鳙魚，所述肉食性魚類為烏鱧和鱖魚， 所述底棲動物為螺絲、河蛘和螺螄，其中所述濾食性魚類和肉食性魚類為30g/m3，所述螺絲、河蛘和螺螄為10g/m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述凈化工藝，其特征在于所述的微生物復合制劑包括光合細菌、 硝化細菌、芽孢桿菌、酵母菌和硫化細菌。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述凈化工藝，其特征在于所述微生物復合制劑的濃度彡1.0X109cfu/ml，用量約為10ml/m2，一天一次，連續(xù)潑灑3次。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述凈化工藝，其特征在于所述步驟5中檢測的水質(zhì)指標為 CODCr、B0D5、氨氮、總氮和總磷。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述凈化工藝，其特征在于所述挺水植物為再力花、黃菖蒲、澤瀉、 梭魚草、千屈菜、美人蕉和狐尾藻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種治理黑臭河道的生物綜合凈化工藝，該工藝包括如下步驟(1)底質(zhì)預處理；(2)構(gòu)建植物帶；(3)構(gòu)建沉水植物群落；(4)補給水源和放養(yǎng)水生動物；(5)維護管理。本發(fā)明中不僅運用了傳統(tǒng)的水生植物發(fā)揮凈化水質(zhì)作用，而且充分運用了生態(tài)系統(tǒng)中的分解者微生物，通過微生物高效的分解作用，能快速分解、吸收和轉(zhuǎn)化黑臭物質(zhì)。本發(fā)明通過水生植物和微生物搭配使用，使污染物的去除效率最大化。
文檔編號C02F3/34GK102432107SQ20111023856
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者謝平 申請人:上海水平衡環(huán)境科技發(fā)展有限公司