一种修复富营养化水体的方法.pdf

本发明公开了一种修复富营养化水体的方法，涉及水体净化领域，该方法包括以下步骤：预制浮板、若干挂绳、若干贝类挂篮、若干好氧微生物填料层和若干层厌氧微生物填料层；好氧微生物填料包括20～40份硝化细菌、1～20份酵母菌、5～20份假单孢菌、5～25份微球菌份和5～15份动胶菌；厌氧微生物填料包括10～30份光合细菌、10～30份短杆菌、5～20份芽孢杆菌、5～15份动胶菌和1～10份酵母菌；在每根挂绳上顺次固定1～6个贝类挂篮、1～2层好氧微生物填料层和1～2层厌氧微生物填料层。本发明比较简单，能实现富营养化水体净化，成本低，持续时间长。

权利要求书
1.  一种修复富营养化水体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、确定待净化水域的污染程度和深度，预制浮板(4)、若干挂绳、若干贝类挂篮(5)、若干好氧微生物填料层(6)和若干层厌氧微生物填料层(7)；好氧微生物填料层(6)内填充有好氧微生物填料，厌氧微生物填料层(7)内填充有厌氧微生物填料；按质量份计，所述好氧微生物填料包括20～40份硝化细菌、1～20份酵母菌、5～20份假单孢菌、5～25份微球菌份和5～15份动胶菌；所述厌氧微生物填料包括10～30份光合细菌、10～30份短杆菌、5～20份芽孢杆菌、5～15份动胶菌和1～10份酵母菌；
B、在每根挂绳上顺次固定1～6个贝类挂篮(5)、1～2层好氧微生物填料层(6)和1～2层厌氧微生物填料层(7)，将挂绳临近贝类挂篮(5)的一端固定在浮板(4)的底部。

2.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于，步骤B之后还包括以下步骤：在浮板(4)上安装太阳能发电装置(1)和曝气装置(2)，将曝气装置(2)接到太阳能发电装置(1)上，在浮板(4)的顶部种植水生植物(3)后，将浮板(4)固定在待净化水域的水面上。

3.  如权利要求2所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：所述曝气装置(2)包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板(4)的顶部，曝气管和曝气头均位于浮板(4)的底部，曝气头与浮板(4)底部之间的距离为1.5～3m。

4.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：按质量份计，所述好氧微生物填料包括25～35份硝化细菌、5～15份酵母菌、10～15份假单孢菌、10～20份微球菌份和7～12份动胶 菌。

5.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：按质量份计，所述厌氧微生物填料包括15～25份光合细菌、15～25份短杆菌、7～15份芽孢杆菌、8～12份动胶菌和3～7份酵母菌。

6.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：所述好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为1～3亿个/克；所述厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为1～3亿个/克。

7.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：临近浮板(4)的贝类挂篮(5)与浮板(4)之间的距离为0.3～1.5m，相邻贝类挂篮(5)之间的距离为0.1～0.3m。

8.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：所述厌氧微生物填料层(7)的底部与浮板(4)底部之间的距离为2～8m。

9.  如权利要求1所述的修复富营养化水体的方法，其特征在于：步骤A中预制浮板(4)的过程为：准备支撑框(8)、若干种植板(9)和若干固定环(10)，在每块种植板(9)的底部固定一个固定环(10)后，将所有种植板(9)拼接后固定在支撑框(8)的内部。

说明书一种修复富营养化水体的方法
技术领域
本发明涉及水体净化领域，具体涉及一种修复富营养化水体的方法。
背景技术
近年来，随着工业的发展，我国经济快速增长的同时，工业废弃物造成的江河湖泊污染越来越严重。
由于城市内的河道、湖泊和水库中的水体流动性较差、自我修复功能较弱，大量含有N、P、S和有毒物质的工业和生活废弃物的排入，造成水质恶化，浮游藻类生物大量繁殖，导致城市水体生态平衡被破坏。
调查表明，长江三角洲地区90％以上的农村水体已丧失了基本功能，城乡河道因污染和生态系统严重退化，河道中的水质为V类和劣V类水质，严重影响了该地区人民的生产和生活。据《2013年中国环境状况公报》显示，中国61个重点保护的湖泊和水库中，超过27.8％湖泊和水库已经出现水体富营养化现象。
目前，治理湖泊、水库、城市内河等污染水体的主要方法为原位生物修复技术，包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理修复方法主要包括底泥疏浚、底泥稀释冲刷、引水换水、机械除藻、水力调度、气体抽提和空气吹脱，存在工程量大、成本高、治理不彻底等问题。
化学修复主要是向受污染的河道中投入化学改良剂，通过药剂与 污染物发生化学反应生成对环境无害的中性物质，以达到净化水质的目的，难以从根本上解决问题。
生物修复是利用水生植物、微生物和水生动物，将水体中的污染物和营养成分进行吸收、降解和转化，作用成分消除，从根本上实现水质净化。
在进行生物修复时，通常在待净化的水面放置生态浮床，在生态浮船的顶部种植水生植物，在生态浮船的底部放置微生物填料，水生植物生长过程中，会吸附水体中的大量营养成分；微生物填料中通常填充有好氧型细菌、厌氧型细菌或兼氧型细菌，填料中的细菌在生长过程中，会将水体中的有机物吸收、分解并转化，进而降低水体中的N、P、S和有毒物质，达到净化水体的目的。
现有的生态浮床在使用时，存在以下缺陷：
(1)被污染的水体中含有的污染物成分比较复杂，水体中不同深度的污染物含量和成分存在差异，水生植物只能净化水体上层的有机物，难以分解水体中下层的污染物；用于净化水体的微生物填料中，通常使用单一的微生物，每种微生物只能对部分污染物进行特异性吸收，因此，现有的生态浮床净化效果不理想。
(2)微生物填料的好氧型细菌在生长繁殖时，需要大量的氧气，由于水体中的氧气含量较少，容易导致好氧型细菌难以生存，微生物死亡后，需要更换新的微生物填料，使用成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种修复富营养化水体的方法，不仅能够将水体深层次净化，而且维持费用低，能够降低使用成本。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种修复富营养化水体的方法，包括以下步骤：
A、确定待净化水域的污染程度和深度，预制浮板、若干挂绳、若干贝类挂篮、若干好氧微生物填料层和若干层厌氧微生物填料层；好氧微生物填料层内填充有好氧微生物填料，厌氧微生物填料层内填充有厌氧微生物填料；按质量份计，所述好氧微生物填料包括20～40份硝化细菌、1～20份酵母菌、5～20份假单孢菌、5～25份微球菌份和5～15份动胶菌；所述厌氧微生物填料包括10～30份光合细菌、10～30份短杆菌、5～20份芽孢杆菌、5～15份动胶菌和1～10份酵母菌；
B、在每根挂绳上顺次固定1～6个贝类挂篮、1～2层好氧微生物填料层和1～2层厌氧微生物填料层，将挂绳临近贝类挂篮的一端固定在浮板的底部。
在上述技术方案的基础上，步骤B之后还包括以下步骤：在浮板上安装太阳能发电装置和曝气装置，将曝气装置接到太阳能发电装置上，在浮板的顶部种植水生植物后，将浮板固定在待净化水域的水面上。
在上述技术方案的基础上，所述曝气装置包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板的顶部，曝气管和曝气头均位于浮板的底部，曝气头与浮板底部之间的距离为1.5～3m。
在上述技术方案的基础上，按质量份计，所述好氧微生物填料包括25～35份硝化细菌、5～15份酵母菌、10～15份假单孢菌、10～20份微球菌份和7～12份动胶菌。
在上述技术方案的基础上，按质量份计，所述厌氧微生物填料包括15～25份光合细菌、15～25份短杆菌、7～15份芽孢杆菌、8～12 份动胶菌和3～7份酵母菌。
在上述技术方案的基础上，所述好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为1～3亿个/克；所述厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为1～3亿个/克。
在上述技术方案的基础上，临近浮板的贝类挂篮与浮板之间的距离为0.3～1.5m，相邻贝类挂篮之间的距离为0.1～0.3m。
在上述技术方案的基础上，所述厌氧微生物填料层的底部与浮板底部之间的距离为2～8m。
在上述技术方案的基础上，步骤A中预制浮板的过程为：准备支撑框、若干种植板和若干固定环，在每块种植板的底部固定一个固定环后，将所有种植板拼接后固定在支撑框的内部。
(1)本发明中修复富营养化水体的方法，包括制备若干净化装置，净化装置包括自上而下依次设置有1～6个贝类挂篮、1～2层好氧微生物填料层和1～2层厌氧微生物填料层，贝类挂篮中的贝类能够将漂浮于水体上层的浮游藻类滤食掉，并进行初步降解，位于浮板顶部水生植物根系能够将贝类产生的部分降解产物吸收并转化；好氧型微生物与厌氧型微生物能够将水体中层和下层的有机碎屑进行彻底分解，与现有技术相比，本发明的净化作用更加全面。
本发明中的好氧微生物填料包括20～40份硝化细菌、1～20份酵母菌、5～20份假单孢菌、5～25微球菌份和5～15份动胶菌；厌氧微生物填料包括10～30份光合细菌、10～30份短杆菌、5～20份芽孢杆菌、5～15份动胶菌和1～10份酵母菌，不同组分的细菌相互协同作用，不仅能够有效提高细菌的生存几率，而且能够提高细菌降解污染水体中的无机无毒物、无机有毒物、有机无毒物和有机有毒物的能力，与现有技术中需要更换新的微生物填料、使用成本较高的技 术相比，能够有效降低成本。
(2)本发明中修复富营养化水体的方法，包括太阳能发电装置和曝气装置，曝气装置能够为水中的好氧型细菌提供生存所需的氧气，提高好氧型细菌的生存几率和繁殖系数；太阳能发电装置能够提供曝气装置工作需要的能量，不仅能够降低使用成本，而且能够保证该净化装置的持续运行。
附图说明
图1为本发明实施例中用于修复富营养化水体装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中浮板的结构示意图。
图中：1-太阳能发电装置，2-曝气装置，3-水生植物，4-浮板，5-贝类挂篮，6-好氧微生物填料层，7-厌氧微生物填料层，8-支撑框，9-种植板，10-固定环。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种修复富营养化水体的方法，包括以下步骤：
S1：选择待净化水域，测量该水域的深度并检测污染程度后，确定制作净化装置的区域的面积和深度，制作支撑框8，参见图2所示，在支撑框8的内部设置若干种植板9，将若干种植板9固定，在每块种植板9的底部设置固定环10，得到浮板4。
S2：预制若干挂绳、若干贝类挂篮5、若干好氧微生物填料层6和若干层厌氧微生物填料层7。
在每根挂绳上顺次设置1～6个贝类挂篮5、1～2层好氧微生物 填料层6和1～2层厌氧微生物填料层7后，将挂绳临近贝类挂篮5的一端固定在每块种植板9的底部的固定环10上。相邻贝类挂篮5之间的距离为0.1～0.3m。
好氧微生物填料层6内填充有好氧微生物填料，所述厌氧微生物填料层7内填充有厌氧微生物填料。好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为1～3亿个/克，厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为1～3亿个/克。
按质量份计，好氧微生物填料包括20～40份硝化细菌、1～20份酵母菌、5～20份假单孢菌、5～25份微球菌和5～15份动胶菌；按质量份计，厌氧微生物填料包括10～30份光合细菌、10～30份短杆菌、5～20份芽孢杆菌、5～15份动胶菌和1～10份酵母菌。
S3：在浮板4的顶部安装太阳能发电装置1和曝气装置2，将曝气装置2接在太阳能发电装置1上，曝气装置2包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板4的顶部、曝气管和曝气头均位于浮板4的底部，曝气头与浮板4底部之间的距离为1.5～3m。太阳能发电装置1包括相互连接的蓄电池和若干太阳能接收板，蓄电池与曝气泵电连接。
S4：在浮板4的顶部种植水生植物3，将浮板4固定在待净化水域的水面上。
在实际使用中，贝类挂篮5、好氧微生物填料层6和厌氧微生物填料层7的数量根据实际需要进行设定，在本发明实施例中，贝类挂篮5的数量为3个，好氧微生物填料层6、厌氧微生物填料层7的数量均为1层。
厌氧微生物填料层7的底部与浮板4底部之间的距离为2～8m，厌氧微生物填料层7的底部距底泥高度至少0.5米。
在实际使用中，好氧微生物填料的成分根据实际需要进行设定，可以包括25～35份硝化细菌、5～15份酵母菌、10～15份假单孢菌、10～20微球菌份和7～12份动胶菌。在本发明实施例中好氧微生物填料包括30份硝化细菌、10份酵母菌、14份假单孢菌、15微球菌份和7份动胶菌。
在实际使用中，厌氧微生物填料的成分根据实际需要进行设定，可以包括15～25份光合细菌、15～25份短杆菌、7～15份芽孢杆菌、8～12份动胶菌和3～7份酵母菌。在本发明实施例中，厌氧微生物填料包括20份光合细菌、20份短杆菌、14份芽孢杆菌、10份动胶菌和5份酵母菌。
临近浮板4的贝类挂篮5与浮板4之间的距离为0.3～1.5m，本发明实施例中临近浮板4的贝类挂篮5与浮板4之间的距离为0.5～1m，优选为0.8m；相邻贝类挂篮5的距离为0.1～0.3m，本发明实施例中，相邻贝类挂篮5的距离为0.2m。
下面，通过5个实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
步骤101：选择待净化水域，测量该水域的深度并检测污染程度后，确定制作净化装置的区域的面积和深度，制作支撑框8，在支撑框8的内部设置若干种植板9，将若干种植板9固定，在每块种植板9的底部设置固定环10，得到浮板4。
步骤102：预制若干挂绳、若干贝类挂篮5、若干好氧微生物填料层6和若干层厌氧微生物填料层7。
在每根挂绳上顺次设置5个贝类挂篮5、1层好氧微生物填料层6和1层厌氧微生物填料层7后，将挂绳临近贝类挂篮5的一端固定在每块种植板9的底部的固定环10上。相邻贝类挂篮5之间的距离 为0.3m。
好氧微生物填料层6内填充有好氧微生物填料，所述厌氧微生物填料层7内填充有厌氧微生物填料。好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为3亿个/克，厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为3亿个/克。
按质量份计，好氧微生物填料包括20份硝化细菌、20份酵母菌、20份假单孢菌、25份微球菌和15份动胶菌；按质量份计，厌氧微生物填料包括30份光合细菌、30份短杆菌、20份芽孢杆菌、15份动胶菌和10份酵母菌。
步骤103：在浮板4的顶部安装太阳能发电装置1和曝气装置2，将曝气装置2接在太阳能发电装置1上，曝气装置2包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板4的顶部、曝气管和曝气头均位于浮板4的底部，曝气头与浮板4底部之间的距离为1.5m。太阳能发电装置1包括相互连接的蓄电池和若干太阳能接收板，蓄电池与曝气泵电连接。
步骤104：在浮板4的顶部种植水生植物3，将浮板4固定在待净化水域的水面上。
实施例2
步骤201：选择待净化水域，测量该水域的深度并检测污染程度后，确定制作净化装置的区域的面积和深度，制作支撑框8，在支撑框8的内部设置若干种植板9，将若干种植板9固定，在每块种植板9的底部设置固定环10，得到浮板4。
步骤202：预制若干挂绳、若干贝类挂篮5、若干好氧微生物填料层6和若干层厌氧微生物填料层7。在每根挂绳上顺次设置3个贝类挂篮5、2层好氧微生物填料层6和2层厌氧微生物填料层7后， 将挂绳临近贝类挂篮5的一端固定在每块种植板9的底部的固定环10上。相邻贝类挂篮5之间的距离为0.1m。
好氧微生物填料层6内填充有好氧微生物填料，所述厌氧微生物填料层7内填充有厌氧微生物填料。好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为2亿个/克，厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为2亿个/克。
按质量份计，好氧微生物填料包括40份硝化细菌、1份酵母菌、5份假单孢菌、5份微球菌和5份动胶菌；按质量份计，厌氧微生物填料包括10份光合细菌、10份短杆菌、5份芽孢杆菌、5份动胶菌和1份酵母菌。
步骤203：在浮板4的顶部安装太阳能发电装置1和曝气装置2，将曝气装置2接在太阳能发电装置1上，曝气装置2包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板4的顶部、曝气管和曝气头均位于浮板4的底部，曝气头与浮板4底部之间的距离为3m。太阳能发电装置1包括相互连接的蓄电池和若干太阳能接收板，蓄电池与曝气泵电连接。
步骤204：在浮板4的顶部种植水生植物3，将浮板4固定在待净化水域的水面上。
实施例3
步骤301：选择待净化水域，测量该水域的深度并检测污染程度后，确定制作净化装置的区域的面积和深度，制作支撑框8，在支撑框8的内部设置若干种植板9，将若干种植板9固定，在每块种植板9的底部设置固定环10，得到浮板4。
步骤302：预制若干挂绳、若干贝类挂篮5、若干好氧微生物填料层6和若干层厌氧微生物填料层7。
在每根挂绳上顺次设置5个贝类挂篮5、1层好氧微生物填料层6和1层厌氧微生物填料层7后，将挂绳临近贝类挂篮5的一端固定在每块种植板9的底部的固定环10上。相邻贝类挂篮5之间的距离为0.2m。
好氧微生物填料层6内填充有好氧微生物填料，所述厌氧微生物填料层7内填充有厌氧微生物填料。好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为1.5亿个/克，厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为1.5亿个/克。
按质量份计，好氧微生物填料包括30份硝化细菌、10份酵母菌、14份假单孢菌、15份微球菌和7份动胶菌；按质量份计，厌氧微生物填料包括20份光合细菌、20份短杆菌、14份芽孢杆菌、10份动胶菌和5份酵母菌。
步骤303：在浮板4的顶部安装太阳能发电装置1和曝气装置2，将曝气装置2接在太阳能发电装置1上，曝气装置2包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板4的顶部、曝气管和曝气头均位于浮板4的底部，曝气头与浮板4底部之间的距离为2m。太阳能发电装置1包括相互连接的蓄电池和若干太阳能接收板，蓄电池与曝气泵电连接。
步骤304：在浮板4的顶部种植水生植物3，将浮板4固定在待净化水域的水面上。
实施例4
步骤401：选择待净化水域，测量该水域的深度并检测污染程度后，确定制作净化装置的区域的面积和深度，制作支撑框8，在支撑框8的内部设置若干种植板9，将若干种植板9固定，在每块种植板9的底部设置固定环10，得到浮板4。
步骤402：预制若干挂绳、若干贝类挂篮5、若干好氧微生物填料层6和若干层厌氧微生物填料层7。
在每根挂绳上顺次设置5个贝类挂篮5、1层好氧微生物填料层6和1层厌氧微生物填料层7后，将挂绳临近贝类挂篮5的一端固定在每块种植板9的底部的固定环10上。相邻贝类挂篮5之间的距离为0.15m。
好氧微生物填料层6内填充有好氧微生物填料，所述厌氧微生物填料层7内填充有厌氧微生物填料。好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为2亿个/克，厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为2亿个/克。
按质量份计，好氧微生物填料包括25份硝化细菌、5份酵母菌、10份假单孢菌、10份微球菌和7份动胶菌；按质量份计，厌氧微生物填料包括15份光合细菌、15份短杆菌、7份芽孢杆菌、8份动胶菌和3份酵母菌。
步骤403：在浮板4的顶部安装太阳能发电装置1和曝气装置2，将曝气装置2接在太阳能发电装置1上，曝气装置2包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板4的顶部、曝气管和曝气头均位于浮板4的底部，曝气头与浮板4底部之间的距离为3m。太阳能发电装置1包括相互连接的蓄电池和若干太阳能接收板，蓄电池与曝气泵电连接。
步骤404：在浮板4的顶部种植水生植物3，将浮板4固定在待净化水域的水面上。
实施例5
步骤501：选择待净化水域，测量该水域的深度并检测污染程度后，确定制作净化装置的区域的面积和深度，制作支撑框8，在支撑 框8的内部设置若干种植板9，将若干种植板9固定，在每块种植板9的底部设置固定环10，得到浮板4。
步骤502：预制若干挂绳、若干贝类挂篮5、若干好氧微生物填料层6和若干层厌氧微生物填料层7。
在每根挂绳上顺次设置5个贝类挂篮5、1层好氧微生物填料层6和1层厌氧微生物填料层7后，将挂绳临近贝类挂篮5的一端固定在每块种植板9的底部的固定环10上。相邻贝类挂篮5之间的距离为0.25m。
好氧微生物填料层6内填充有好氧微生物填料，所述厌氧微生物填料层7内填充有厌氧微生物填料。好氧微生物填料中，好氧微生物的密度为3亿个/克，厌氧微生物填料中，厌氧微生物的密度为3亿个/克。
按质量份计，好氧微生物填料包括35份硝化细菌、15份酵母菌、15份假单孢菌、20份微球菌和12份动胶菌；按质量份计，厌氧微生物填料包括25份光合细菌、25份短杆菌、15份芽孢杆菌、12份动胶菌和7份酵母菌。
步骤503：在浮板4的顶部安装太阳能发电装置1和曝气装置2，将曝气装置2接在太阳能发电装置1上，曝气装置2包括顺次连接的曝气泵、曝气管和曝气头，曝气泵位于浮板4的顶部、曝气管和曝气头均位于浮板4的底部，曝气头与浮板4底部之间的距离为2m。太阳能发电装置1包括相互连接的蓄电池和若干太阳能接收板，蓄电池与曝气泵电连接。
步骤504：在浮板4的顶部种植水生植物3，将浮板4固定在待净化水域的水面上。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。