專利名稱：污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種修復(fù)材料，特別是一種污水治理河道底泥修復(fù)材料，屬于污水治理領(lǐng)域。
在河道、湖泊、水庫等大型水體的水質(zhì)凈化過程中，對(duì)被污染的底泥的處理是一個(gè)較為困難的問題。目前常用的方法是清淤，即采用截流、挖底泥的方式，這種方法雖可以去除底泥污染物，但工程量大、需人員多、費(fèi)用高，挖出的底泥還會(huì)形成二次污染，而且這種方法用于水質(zhì)治理時(shí)，水體也只能維持一定時(shí)間的清潔，隨著污染物的進(jìn)入，新的污染又會(huì)沉淀下來形成底泥。在傳統(tǒng)的污水處理工藝中，有采用砂石作濾床，利用砂石顆粒之間的空隙截流一些大顆粒的有機(jī)懸浮物質(zhì)，但是顆粒較小的有機(jī)懸浮物質(zhì)很難去除，那些水溶性的有機(jī)物質(zhì)就根本無法去除；而且砂石濾床在運(yùn)行一定時(shí)間后必須進(jìn)行反沖洗，其中截流的大顆粒懸浮物質(zhì)又會(huì)造成二次污染?；钚蕴课绞橇硪环N傳統(tǒng)的污水處理材料，活性炭在污水處理中也有較多應(yīng)用，但活性炭?jī)r(jià)格昂貴、壽命短，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，至今尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明的技術(shù)主題和技術(shù)方案相同的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的分析中，有日本專利，申請(qǐng)?zhí)枮樘卦钙?-139800，發(fā)明人為川副東，發(fā)明名稱為用生物學(xué)方法處理的材料及其使用。這種材料多用于水體凈化，但這種過濾材料不適用于修復(fù)河道底泥，而且這種材料碳/氮比低，不適用于污染河道中富含氮污泥的修復(fù)材料。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于污水治理河道底泥修復(fù)材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案和實(shí)施情況如下本發(fā)明主要包括載體基材、附著于載體基材上的復(fù)合菌群，以及將載體基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝劑，載體基材包括煤粉和/或燕麥桿和/或杉木和/或椴木組成，煤粉由1～50目之間顆粒組成，燕麥桿的寬度在2mm以內(nèi)，杉木、椴木粒徑在2mm以內(nèi)顆粒，基材經(jīng)高溫和酸化處理，溫度控制在200～300℃，采用濃度為1～10％鹽酸或硫酸等無機(jī)酸浸泡，使基材成為多孔物質(zhì)，具較大的比表面積，為復(fù)合菌群生長(zhǎng)著床提供更多的吸附空間，所制成載體基材，為微生物的生長(zhǎng)提供場(chǎng)所。按上述方法制成的載體基材碳氮比約為250∶1，復(fù)合菌群包括酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成細(xì)菌和/或線狀菌和/或曲菌，先把菌種接種在載體基材上，在常溫下培養(yǎng)3-5天，然后投入水中；或先在河道中投加載體基材，再把復(fù)合菌群加入水中，在30分鐘內(nèi)基材迅速在水中形成懸浮狀，并在充氧條件下與復(fù)合菌群形成特殊的高效活性泥，最后投加高分子絮凝劑，絮凝劑是指聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺濃度控制在1～2mg/l，投加量與載體體積比在0.8∶1～1∶1。把載體基材沉入水底，在絮凝劑的作用下覆蓋于被污染的河道底泥上面，提高水體的自凈能力。
河道底泥修復(fù)材料的機(jī)理主要是載體基材具有一個(gè)恒定的碳氮比，根據(jù)微生物生存條件，微生物生存需要一定的營(yíng)養(yǎng)源，一般土壤微生物需C∶N為50～80∶1，載體基材的碳氮比保持在一個(gè)較高的數(shù)值通常＞＞50，微生物生存有了足夠的碳源但缺少氮源，其處于氮饑餓狀態(tài)，當(dāng)附有微生物的基材覆蓋在河底后，附著在基材上的微生物便大量吞噬水中與底泥中的氮以合成自身，底泥中其他的有機(jī)質(zhì)也同樣被微生物降解，這樣，底泥中的氮源不斷被消耗而使底泥無機(jī)化。
本發(fā)明材料呈泥狀且附著大量復(fù)合菌群，在好氧和厭氧條件均可存活，把生物載體投入水體后覆蓋于河道底泥之上，再進(jìn)行適量的曝氣讓微生物與表層底泥在好氧條件下充分反應(yīng)使之無機(jī)化，并逐步深入底泥在好氧或厭氧條件下使底泥進(jìn)一步分解并無機(jī)化，經(jīng)多次投加生物載體使得底泥無機(jī)化程度增加，無機(jī)化層增厚，這樣，在河道底泥之上形成了一層具有1cm以上厚度的固定層，即可把含有大量污染物的底泥與上層水流隔離開來，微生物繼續(xù)不斷地深入底泥，使氨氮逐步被降解，水中的難以處理磷酸根離子、各種重金屬離子以及各種大分子難分解的有機(jī)物均被無機(jī)層覆蓋而不能釋放到水中，在實(shí)際使用中可分批投加載體基材和復(fù)合菌群，使河道底泥的無機(jī)層增厚，即使水體與底泥完全隔離，內(nèi)源污染得到了完全控制。
以下進(jìn)一步提供實(shí)例例1取一嚴(yán)重污染河流進(jìn)行實(shí)施，河水0.1m3，底部底泥約0.15m厚，取近底泥處泥水混合物，沉淀后取上清液測(cè)定化學(xué)需氧量(CODcr)為38.3mg/l，氨氮(NH3-N)為10.5mg/l，生化需氧量(BOD5)為14.7mg/l。取1～10目的煤粉和加工成寬度在2mm以內(nèi)的燕麥桿片以質(zhì)量比8∶2的比例混合制成載體基材，經(jīng)高溫酸化處理，把10mg/l主要含有酵母菌和乳酸菌的生物菌液與載體基材混合，在20℃下培養(yǎng)4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生長(zhǎng)。把附著微生物的載體基材投入水中，投加量達(dá)到覆蓋底泥1cm以上的厚度，進(jìn)行充氧曝氣(曝氣量1.3升空氣/分鐘)，加入2mg/l的聚丙烯酰胺絮凝劑使基材成型，投加量為基材體積的0.9∶1，一個(gè)星期后，同樣取泥水交接面的水進(jìn)行測(cè)定化學(xué)需氧量(CODcr)為13.6mg/l，氨氮(NH3-N)為0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)為4.2mg/l。經(jīng)過二個(gè)月以后，底泥厚度有明顯的變化，泥水交界面下降約2～3cm，表層底泥為灰白色，表明該部分泥層已呈無機(jī)化狀態(tài)，形成約1cm厚致密的礦化結(jié)構(gòu)，此無機(jī)層控制了底泥內(nèi)部?jī)?nèi)源污染的向水中擴(kuò)散。
例2取同一污染河流進(jìn)行實(shí)施，河水0.1m3，底部底泥約0.15m厚，化學(xué)需氧量(CODcr)為38.3mg/l，氨氮(NH3-N)為10.5mg/l，生化需氧量(BOD5)為14.7mg/l。取25～35目的煤粉和杉木和椴木(杉木、椴木顆粒在2mm以內(nèi))以質(zhì)量比8∶1∶1的比例混合制成載體基材，經(jīng)高溫酸化處理，把10mg/l主要含有酵母菌和光合細(xì)菌和曲菌的生物菌液與載體基材混合，在20℃下培養(yǎng)4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生長(zhǎng)。把附著微生物的載體基材投入水中，投加量達(dá)到覆蓋底泥1cm以上的厚度，進(jìn)行充氧曝氣(曝氣量1.3升空氣/分鐘)，加入1mg/l的聚丙烯酰胺絮凝劑使基材成型，投加量為基材體積的0.8∶1，一個(gè)星期后，同樣取泥水交接面的水進(jìn)行測(cè)定化學(xué)需氧量(CODcr)為11.6mg/l，氨氮(NH3-N)為0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)為4.1mg/l。經(jīng)過二個(gè)月以后，底泥厚度有明顯的變化，泥水交界面下降約2～3cm，表層底泥為灰白色，表明該部分泥層已呈無機(jī)化狀態(tài)，形成1cm以上致密的礦化結(jié)構(gòu)，此無機(jī)層控制了底泥內(nèi)部?jī)?nèi)源污染的向水中擴(kuò)散。
例3同例1例2水質(zhì)指標(biāo)，取40～50目的煤粉和燕麥片、杉木、椴木以質(zhì)量比7∶1；1；1的比例混合制成載體基材，經(jīng)高溫酸化處理，把10mg/l主要含有乳酸菌和線狀菌和曲菌的生物菌液與載體基材混合，在20℃下培養(yǎng)4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生長(zhǎng)。把附著微生物的載體基材投入水中，投加量達(dá)到覆蓋底泥1cm以上的厚度，進(jìn)行充氧曝氣(曝氣量1.3升空氣/分鐘)，加入1mg/l的聚丙烯酰胺絮凝劑使基材成型，投加量于基材體積為1∶1，一個(gè)星期后，同樣取泥水交接面的水進(jìn)行測(cè)定化學(xué)需氧量(CODcr)為12.2mg/l，氨氮(NH3-N)為0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)為3.8mg/l。經(jīng)過二個(gè)月以后，底泥厚度有明顯的變化，泥水交界面下降約2～3cm，表層底泥為灰白色，表明該部分泥層已呈無機(jī)化狀態(tài)，形成約1cm以上厚的致密礦化結(jié)構(gòu)，此無機(jī)層控制了底泥內(nèi)部?jī)?nèi)源污染的向水中擴(kuò)散。
從上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明最適宜作池塘、河流、湖泊、水庫的污水治理。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，與污染的底泥充分接觸從而使污染的底泥分解并無機(jī)化，形成一層固定的礦化無機(jī)層，在不清淤的條件下控制底泥污染，保證在水體水質(zhì)治理過程中不受到底泥污染物釋放的影響，具有工程量小、需人員少、費(fèi)用省，無二次污染、效果明顯，使被治理水體的底泥上形成一層具有高效降解污染物能力的接觸氧化工作區(qū)，極大地提高了水體的自凈能力。
權(quán)利要求
1.一種污水治理河道底泥修復(fù)材料，其特征在于主要包括載體基材、附著于載體基材上的復(fù)合菌群，以及將載體基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝劑，載體基材包括煤粉和/或燕麥桿和/或杉木和/或椴木組成，復(fù)合菌群包括酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成細(xì)菌和/或線狀菌和/或曲菌，絮凝劑是指聚丙烯酰胺溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理河道底泥修復(fù)材料，其特征還在于煤粉由1～50目之間顆粒組成，燕麥桿的寬度在2mm以內(nèi)，杉木、椴木粒徑在2mm以內(nèi)顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的這種污水治理河道底泥修復(fù)材料，其特征還在于載體基材碳氮比約為250∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理河道底泥修復(fù)材料，其特征還在于聚丙烯酰胺濃度控制在1～2mg/l，投加量與載體體積比在0.8∶1～1∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理河道底泥修復(fù)材料，其特征還在于在河道底泥之上形成了一層具有1cm以上厚度的固定層。
全文摘要
污水治理河道底泥修復(fù)材料主要包括:載體基材、附著于載體基材上的復(fù)合菌群,以及將載體基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝劑,載體基材包括:煤粉和/或燕麥桿和/或杉木和/或椴木組成,復(fù)合菌群包括:酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成細(xì)菌和/或線狀菌和/或曲菌,絮凝劑是指聚丙烯酰胺。
文檔編號(hào)C02F1/56GK1310137SQ0110595
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月12日
發(fā)明者章永泰 申請(qǐng)人:章永泰