[发明专利]在富营养化水域底泥层上构筑底栖微生物层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种水处理技术领域的水底治污的方法，具体涉及的是一种在富营养化水域底泥层上构筑底栖微生物层的方法。

背景技术

氮磷污染是我国水体富营养化的主要因素之一，其中尤以氨氮污染为重，2007年5月爆发的太湖蓝藻事件影响了无锡市上百万居民的饮用水安全。在水资源日益紧缺的今天，城市及其近郊的河湖水体由于受纳了城市排放的各种污染物而普遍存在泥沙淤积、水质恶化、富营养化及生态退化等现象。其中水体富营养化对人类生产生活的影响最为显著，受到了人们的普遍关注。

对于水体富营养化污染的治理，点源污染常常由于其影响显著而得到首先关注，成为了综合治理的首要步骤，但富集在水体底泥内的营养盐对水体的返混污染则常常被忽视。水体底泥对水质的影响一般通过以下几个途径实现：①底泥中悬浮过程中吸附于颗粒物上的污染物解吸释放。②表层底泥中的污染物直接向上覆水体解吸释放。③底泥间隙水中的污染物直接向上覆水体扩散释放等。由于底泥与上覆水之间的物质交换，底泥上覆水中的污染物浓度与底泥内营养盐浓度直接相关。而底泥间隙水污染物浓度一般均接近平衡，当其有机会与上覆水混合时，则容易造成上覆水营养盐浓度的上升。当底泥未被扬动时，底泥中的污染物只能通过扩散作用从表层沉积物向上覆水迁移；而底泥一旦被扬起(如曝气作用或放养不当的底栖生物)，则会造成水质的剧烈变动与恶化。底泥与上覆水之间存在着一种吸收与释放的动态平衡，一旦上覆水污染物浓度减少，底泥中污染物的释放量就会增加。这一现象在受污时间长、底泥沉积量大的富营养化水体显得尤为明显，造成即使引水冲污也不能控制水体的营养盐水平，最终形成“引进清水、孕育肥水、排放污水”的恶性循环。

经对现有技术的文献检索发现，中国申请号为200710191195.2，记载了一种“富营养化水体底泥掩蔽修复方法”，该方法提出了(1)使藻类迅速繁殖，富集景观水中N、P、金属离子；(2)然后再把藻类富集、转移；(3)系统控制水循环的时间间隔或次数，以藻类爆发周期作为水循环的周期，进行多次循环。采用可以吸附或者共沉淀污染物的材料(如粘土、粉煤灰、石灰等)构造覆盖层，以使底泥污染物的释放得到最大限度的控制。然而，该方法仅仅强调了对底泥营养盐释放的阻隔与休眠藻的上浮，但同时减弱了底泥对水体中营养盐的吸附、沉淀与固定，更没有考虑底栖微生物层的生态构筑，从而降低了底栖生物层应有的净化与生态调节功能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在富营养化水域底泥层上构筑底栖微生物层的方法，通过提出底栖生态层的构建，解决现有富营养化水体内底栖生态严重退化，其治理过程中出现的“曝气会扰动底泥，增加营养盐释放；停止曝气则不能为底泥表层供氧，造成厌氧微生物活动释放营养盐”的矛盾。本发明通过向底泥层铺设多孔材料，改善微生物生存环境，同时以多孔材料分割或覆盖底泥，减缓曝气推流对底泥层的扰动。在改善底栖微生物生态环境的同时减少底泥内营养盐的释放，从而达到抑制水体富营养化污染的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

第一步、筛选底栖微生物附载材料，该材料要求比表面积大、孔隙发达、堆集密度小、来源广泛，本发明中选用贝壳；

第二步、将天然贝壳清洗后，并于300℃～500℃焙烧后浸入酸性溶液浸泡以去除其中的有机质并完成贝壳表面孔隙的活化，制成堆积密度为0.9×10³kg/m³～1.2×10³kg/m³，比表面积为10m²/kg～50m²/kg的附载材料；

所述酸性溶液为醋酸或硫酸等，浸泡时间为1h～3h.

所得到的载体材料具有以碳酸钙及醋酸钙或硫酸钙为主要成分且多孔薄层的特质。

第三步、微生物附载：将预处理后的贝壳浸入普通城市生活废水硝化池内进行微生物附载，历时3天～10天取出后备用；

所述的生活废水硝化池中的微生物浓度为2-4g/L，所述的微生物包括亚硝化单孢菌、亚硝化螺菌、硝化杆菌、硝化球菌、动胶菌、微球菌、假单孢菌或芽孢杆菌中的一种或其组合。

所述的微生物附载是指：附载的微生物浓度为5～30g/kg。

第四步、将第三步制得的底栖微生物附载材料铺设投入到富营养化水体的底泥层上，每平方米投加0.5kg～1.0kg；

所述底栖微生物附载材料铺设在底泥层上的覆盖厚度为1cm～3cm。