專利名稱：一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保行業(yè)，特別是一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法。
背景技術(shù)：
黑臭河道主要是由外源污染不斷進(jìn)入河道，造成河道的納污能力大于自凈能力所致。黑臭河道水體污染嚴(yán)重，溶解氧幾乎為零。河道底泥是河道重要的內(nèi)污染源，黑臭底泥通過(guò)不斷向上覆水體釋放有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽，使水質(zhì)惡化，底泥耗氧是水體耗氧主要部分，是河道黑臭主要原因，底泥反硝化、甲烷化造成大量黑臭底泥上浮，底泥中的N、P、營(yíng)養(yǎng)鹽釋放又引起富營(yíng)養(yǎng)化。目前城市黑臭河道治理中，單一或幾種技術(shù)使用，缺乏系統(tǒng)和連貫性，例如單獨(dú)使用生物生態(tài)技術(shù)治理，具有見(jiàn)效慢、難持久、效率低等缺點(diǎn)，而電化學(xué)污水處理因 為成本較高，很少單獨(dú)使用到黑臭河道治理中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題就是提供一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，經(jīng)濟(jì)、實(shí)效，達(dá)到快速治理，消除水體黑臭，延長(zhǎng)河道生物鏈，增加水體生物多樣性，提高河道水體自凈能力。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于包括以下措施I)在待治理河道的外源污染進(jìn)入前端，圍堰形成接觸氧化池，在接觸氧化池中設(shè)置生物接觸氧化系統(tǒng)，同時(shí)在待治理河道中進(jìn)行電化學(xué)處理，將待治理河道中分段并設(shè)置曝氣系統(tǒng)進(jìn)行增氧曝氣處理；2)在待治理河道中投入微生物菌劑，在此之前結(jié)束電化學(xué)處理，同時(shí)保持增氧曝氣處理；3)在待治理河道中撒入底泥生物菌劑進(jìn)行底泥氧化修復(fù)處理，建立氧化還原和生物降解有機(jī)物污染的系統(tǒng)，同時(shí)保持增氧曝氣處理；4)在待治理河道中間隔一段距離安置能夠吸附微生物和浮游生物，讓微生物和浮游生物進(jìn)行繁殖的生物膜系統(tǒng)；5)在待治理河道中央設(shè)置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，在待治理河道中種植水草，使待治理河道恢復(fù)天然自凈能力。進(jìn)一步的，所述電化學(xué)處理使用電壓為5 30V的電化學(xué)處理器，根據(jù)待治理河道水量均勻布置，每只電化學(xué)處理器處理100 500噸水量，兩兩相近的電化學(xué)處理器的間距為20 40米，并使用DSA惰性電極和金屬電極。進(jìn)一步的，所述生物接觸氧化系統(tǒng)包括懸浮填料、掛在懸浮填料上的生物接觸膜和充氧裝置，所述生物接觸膜的比表面積380 1200m2/m3，孔隙率大于99%，并由充氧裝置充氧，保持溶氧不小于2mg/L，保持DO在2mg/L以上，控制深度保持在I. 5 3. 5m之間。
進(jìn)一步的，所述曝氣系統(tǒng)包括水下自沉式微孔曝氣管和提水式曝氣器，所述增氧曝氣處理保持水中DO濃度在3mg/L以上。水下自沉式微孔曝氣管氧利用率高，能夠直接對(duì)底泥供氧；提水式曝氣器擴(kuò)大水域溶氧范圍，加速上下水層的交換，還美化了景觀。進(jìn)一步的，所述微生物菌劑的細(xì)菌總數(shù)彡lX109/g，密度為30 520kg/m3，使用量為 O. 5 2ppm。進(jìn)一步的，所述微生物菌劑包括硝化菌、反硝化菌、光合細(xì)菌、乳酸菌、蛋白酶、月旨肪酶、淀粉酶和纖維素酶。用經(jīng)過(guò)篩選、適應(yīng)、培養(yǎng)并改良的微生物菌種來(lái)補(bǔ)充土著微生物群體于水中迅速繁殖，形成優(yōu)勢(shì)菌群，加強(qiáng)對(duì)有機(jī)物的分解，清潔水體，微生物菌劑為天然微生物，不產(chǎn)生變異和致病菌，對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害。進(jìn)一步的，所述底泥生物菌劑由微生物菌劑、生物促生劑及硅藻土、沸石組成，根據(jù)底泥污染程度定期加入，每次使用量在5 30g/m2。利用微生物氧化分解淤泥中的有機(jī)物，提高底泥氧化還原電位，促進(jìn)底泥礦化，并達(dá)到固磷作用，消除河道黑臭的根本原因。進(jìn)一步的，所述生物膜系統(tǒng)包括生物膜、掛生物膜的生物繩以及人工水草，所述生 物膜占待治理河道總面積的10 20%，所述生物繩的直徑為40 60mm，，表面積O. 65
2.10m2/m ;所述人工水草包括由高分子材料制造的片狀、柱狀、樹(shù)根狀水草。進(jìn)一步的，所述挺水水生植物的種植面積占待治理河道總面積的10 30%。進(jìn)一步的，所述水草的種植面積占待治理河道總面積的15 35%。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)不用在待治理河道內(nèi)興建建筑物和引水至待治理河道外處理，無(wú)需清淤載污，不影響原有泄洪、防洪等功能，即原位治理；解決了生物生態(tài)技術(shù)的治理見(jiàn)效慢、難持久、效率低等缺點(diǎn)，成本比較低，提高了生物生態(tài)修復(fù)的效率，縮短治理周期，快速使水體達(dá)到生態(tài)平衡。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明圖I為本發(fā)明的治理措施框圖；圖2為本發(fā)明的治理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，包括以下措施I)在待治理河道的外源污染進(jìn)入前端，圍堰形成接觸氧化池，在接觸氧化池中設(shè)置生物接觸氧化系統(tǒng)，同時(shí)在待治理河道中進(jìn)行電化學(xué)處理，將待治理河道中分段并設(shè)置曝氣系統(tǒng)進(jìn)行增氧曝氣處理；2)在待治理河道中投入微生物菌劑，在此之前結(jié)束電化學(xué)處理，同時(shí)保持增氧曝氣處理；3)在待治理河道中撒入底泥生物菌劑進(jìn)行底泥氧化修復(fù)處理，建立氧化還原和生物降解有機(jī)物污染的系統(tǒng)，同時(shí)保持增氧曝氣處理；4)在待治理河道中間隔一段距離安置能夠吸附微生物和浮游生物，讓微生物和浮游生物進(jìn)行繁殖的生物膜系統(tǒng)；
5)在待治理河道中央設(shè)置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，在待治理河道中種植水草，使待治理河道恢復(fù)天然自凈能力。所述電化學(xué)處理使用電壓為5 30V的電化學(xué)處理器，根據(jù)待治理河道水量均勻布置，每只電化學(xué)處理器處理100 500噸水量，兩兩相近的電化學(xué)處理器的間距為20 40米，并使用DSA惰性電極和金屬電極。所述生物接觸氧化系統(tǒng)包括懸浮填料、掛在懸浮填料上的生物接觸膜和充氧裝置，所述生物接觸膜的比表面積380 1200m2/m3，孔隙率大于99%，并由充氧裝置充氧，保持溶氧不小于2mg/L，保持DO在2mg/L以上，控制深度保持在
1.5 3. 5m之間。所述曝氣系統(tǒng)包括水下自沉式微孔曝氣管和提水式曝氣器，所述增氧曝氣處理保持水中DO濃度在3mg/L以上。所述微生物菌劑的細(xì)菌總數(shù)彡IX 109/g，密度為30 520kg/m3，使用量為O. 5 2ppm。所述微生物菌劑為純天然微生物，不含致病菌，包括硝化菌、反硝化菌、光合細(xì)菌、乳酸菌、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。所述底泥生物菌劑由微生物菌劑、生物促生劑及硅藻土、沸石組成，根據(jù)底泥污染程度定期加入，每次使用量在5 30g/m2。所述生物膜系統(tǒng)包括生物膜、掛生物膜的生物繩以及人工水草，所述 生物膜占待治理河道總面積的10 20%，所述生物繩的直徑為40 60mm，，表面積O. 65
2.10m2/m ;所述人工水草包括由高分子材料制造的片狀、柱狀、樹(shù)根狀水草，例如聚乙烯。所述挺水水生植物的種植面積占待治理河道總面積的10 30%，挺水水中生植物優(yōu)選為美人蕉、鳶尾、旱傘草、黑麥草、香蒲等。所述水草的種植面積占待治理河道總面積的15 35%，水草優(yōu)選為金魚(yú)藻、枯草、伊樂(lè)藻等。在本實(shí)施例中，利用電化學(xué)處理產(chǎn)生電離和氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化性的自由基離子0H，對(duì)大分子結(jié)構(gòu)有機(jī)物破鏈開(kāi)環(huán)，打散大分子團(tuán)，減小水分子團(tuán)締合數(shù)目，產(chǎn)生氧氣、臭氧、磁化、脫色、除臭、絮凝配合增氧曝氣快速消解，COD、B0D5、氨氮、總磷等污染物，提高可生化性，一次性降解水體50 70%污染物，析出污染物，活化水體，消除水體黑臭，提高可生化性，為后期的生物生態(tài)創(chuàng)造有利條件。增氧曝氣的作用是加速氧化有機(jī)物厭氧降解時(shí)產(chǎn)生的H2S、甲硫醇及FeS等致黑致臭物質(zhì)，抑制底泥磷釋放，提高水體溶氧含量，增強(qiáng)水體好氧微生物活性，降解水體和底泥有機(jī)污染物，為河道生態(tài)平衡創(chuàng)造有利條件。采用生物接觸氧化系統(tǒng)，利用微生物吸附在填料上的生物接觸膜和充分供應(yīng)的氧氣，通過(guò)生物氧化作用，將污水中的有機(jī)物氧化分解，達(dá)到凈化目的，使外污染源進(jìn)入河道前得到凈化處理，減輕河道后期生態(tài)治理負(fù)擔(dān)。微生物菌劑投入后，通過(guò)人工增氧恢復(fù)微生物的礦化作用，使水體中現(xiàn)有的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)，抑制厭氧微生物的代謝，形成優(yōu)勢(shì)菌群，大量繁殖，去除水體有機(jī)污染物，控制河道有機(jī)污染物總量。在電化學(xué)處理后期，直接在河面上撒入底泥生物菌劑進(jìn)行底泥氧化修復(fù)處理,通過(guò)水體作為介質(zhì)的固液交流接觸,把河道底厭氧環(huán)境轉(zhuǎn)化成好氧環(huán)境，建立氧化還原和生物降解有機(jī)物污染系統(tǒng)，消除因厭氧環(huán)境和厭氧發(fā)酵過(guò)程中不斷向上層水體排放的惡臭污染物產(chǎn)生機(jī)制，使河道底泥形成穩(wěn)定、潔凈、好養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)。在河道小點(diǎn)源污染和適當(dāng)位置每間隔一段距離，安置生物膜系統(tǒng)，通過(guò)生物膜高比表面積，吸附微生物和浮游生物，使微生物和浮游生物在生物膜上繁殖，減少水體流動(dòng)造成微生物流失，從而分解水體中的污染物，還為魚(yú)類和螺類等生物物種提供棲息場(chǎng)所，提高水底生物多樣性。在待治理河道中央設(shè)置人工浮島，在浮島上種植挺水水生植物，利用其根系吸附水中有機(jī)污染物，根系向水中輸送氯氣，同時(shí)微生物靠根的分泌物繁殖，增強(qiáng)微生物活性能力，通過(guò)水體和底泥修復(fù)，然后在河道中合適位置，人工種植一定數(shù)量水草，水草可以利用無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，有利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)平衡，增加生物多樣性的生態(tài)修復(fù)，使河道恢復(fù)天然自凈能力。上述實(shí)例例中，電化學(xué)處理器根據(jù)整河道污染物降解情況，達(dá)到強(qiáng)化治理目的后，減少處理器，保留適當(dāng)數(shù)量，作為突發(fā)水污染事件和正常維持水質(zhì)平衡的備用設(shè)備。本發(fā)明整個(gè)治理措施可歸納成如圖I所示，具體治理流程如圖2所示。河道整體治理開(kāi)始，經(jīng)電化學(xué)增氧曝氣10天后消除黑臭，水體透明度O. 6 I. 2m，水中微生物由厭氧向好氧演替，水體呈現(xiàn)綠色；2周后，DO達(dá)到彡4mg/L以上，；1 2個(gè)月后，底泥由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑?個(gè)月后,底泥逐步變?yōu)橥梁稚?底泥厚度逐步減小。在河道原COD在120— 200mg/L之間，治理后COD降低80 90%, NH3-N降低75 85%，H2S降低90%, DO保持在4mg/L以上，底泥總有機(jī)碳降低70 80%，透明度保持在2m以上，使之達(dá)到環(huán)境地表水III IV類標(biāo) 準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于包括以下措施 1)在待治理河道的外源污染進(jìn)入前端，圍堰形成接觸氧化池，在接觸氧化池中設(shè)置生物接觸氧化系統(tǒng)，同時(shí)在待治理河道中進(jìn)行電化學(xué)處理，將待治理河道中分段并設(shè)置曝氣系統(tǒng)進(jìn)行增氧曝氣處理； 2)在待治理河道中投入微生物菌劑，在此之前結(jié)束電化學(xué)處理，同時(shí)保持增氧曝氣處理； 3)在待治理河道中撒入底泥生物菌劑進(jìn)行底泥氧化修復(fù)處理，建立氧化還原和生物降解有機(jī)物污染的系統(tǒng)，同時(shí)保持增氧曝氣處理； 4)在待治理河道中間隔一段距離安置能夠吸附微生物和浮游生物，讓微生物和浮游生物進(jìn)行繁殖的生物膜系統(tǒng)； 5)在待治理河道中央設(shè)置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，在待治理河道中種植水草，使待治理河道恢復(fù)天然自凈能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述電化學(xué)處理使用電壓為5 30V的電化學(xué)處理器，根據(jù)待治理河道水量均勻布置，每只電化學(xué)處理器處理100 500噸水量，兩兩相近的電化學(xué)處理器的間距為20 40米，并使用DSA惰性電極和金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述生物接觸氧化系統(tǒng)包括懸浮填料、掛在懸浮填料上的生物接觸膜和充氧裝置，所述生物接觸膜的比表面積380 1200m2/m3，孔隙率大于99%，并由充氧裝置充氧，保持溶氧不小于2mg/L，保持DO在2mg/L以上，控制深度保持在I. 5 3. 5m之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述曝氣系統(tǒng)包括水下自沉式微孔曝氣管和提水式曝氣器，所述增氧曝氣處理保持水中DO濃度在3mg/L以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述微生物菌劑的細(xì)菌總數(shù)彡lX109/g，密度為30 520kg/m3，使用量為0. 5 2ppm0
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述微生物菌劑包括硝化菌、反硝化菌、光合細(xì)菌、乳酸菌、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述底泥生物菌劑由微生物菌劑、生物促生劑及硅藻土、沸石組成，根據(jù)底泥污染程度定期加入，每次使用量在5 30g/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述生物膜系統(tǒng)包括生物膜、掛生物膜的生物繩以及人工水草，所述生物膜占待治理河道總面積的10 20%,所述生物繩的直徑為40 60mm,,表面積0. 65 2. 10m2/m ;所述人工水草包括由高分子材料制造的片狀、柱狀、樹(shù)根狀水草。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述挺水水生植物的種植面積占待治理河道總面積的10 30%。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，其特征在于所述水 草的種植面積占待治理河道總面積的15 35%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用電化學(xué)結(jié)合生物生態(tài)治理黑臭河道的方法，包括以下措施1)生物接觸氧化、電化學(xué)處理、增氧曝氣處理；2)投入微生物菌劑，在此之前結(jié)束電化學(xué)處理，同時(shí)保持增氧曝氣處理；3)撒入底泥生物菌劑，同時(shí)保持增氧曝氣處理；4)間隔一段距離安置生物膜系統(tǒng)；5)設(shè)置人工浮島，在人工浮島上種植挺水水生植物，種植水草。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)、實(shí)效，達(dá)到快速治理，消除水體黑臭，延長(zhǎng)河道生物鏈，增加水體生物多樣性，提高河道水體自凈能力。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102701519SQ201210156670
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者蔣建江 申請(qǐng)人:杭州共創(chuàng)環(huán)保科技有限公司, 蔣建江