[发明专利]一种富营养化水体磷的原位持续去除方法与装置

权利要求书

1.一种富营养化水体磷的原位持续去除装置，其特征在于：是由三层穿孔圆管构成主体框架，三层管的底部密封，管高50～100cm或根据水体深度设置；中心管是一个中空管，管内径1～1.8cm，管内填充异化铁还原细菌液、或有机物溶液和异化铁还原细菌液的混合液；第二层管内径3～4cm，填充纯富铁基质或富铁基质和植物碎屑的混合物；最外层管内径5cm左右，填充河砂颗粒；富铁基质和河砂颗粒的填充高度根据水深设置，低于水面1～3cm；三层管的内壁上都贴有一层网纱，网纱紧贴管壁。

2.根据权利要求1所述的富营养化水体磷的原位持续去除装置，其特征在于：三层管的管壁在盛装基质以下部分从上到下均匀地打四排孔并呈十字对称，每排孔间距3～5cm，孔径0.5～1cm。

3.根据权利要求1所述的富营养化水体磷的原位持续去除装置，其特征在于：所述富铁基质为赤红壤、砖红壤及铁矿物，植物碎屑为烘干的植物茎叶破碎成的颗粒，经过研磨过20目筛的颗粒大小。

4.根据权利要求1所述的富营养化水体磷的原位持续去除装置，其特征在于：所述河砂为粒径1mm左右的沙砾。

5.根据权利要求1所述的富营养化水体磷的原位持续去除装置，其特征在于：所述有机物溶液为葡萄糖、淀粉或其他易生物降解有机碳化合物溶液。

6.根据权利要求1所述的富营养化水体磷的原位持续去除装置，其特征在于：所述异化铁还原菌液为具有异化铁还原功能的混合菌液，可以从河流底泥或水稻土中富集获得。

7.一种富营养化水体磷的原位持续去除方法，其特征在于：是采用权利要求1～6任一项所述的装置，包括以下步骤：

(1)将装置的外层管孔打开，然后将装置放入水中，管口在水面以上，单纯使用富铁基质的装置，每隔3～7天向中心管内加入COD在1000～3000mg/L有机物溶液100～150ml和异化铁还原菌液20～30ml；使用富铁基质和植物碎屑的混合物的装置，只需一次投加异化铁还原菌液20～30ml；有机物溶液和/或异化铁还原细菌液扩散至第二层管的富铁基质中，有机物降解会消耗水中氧形成厌氧环境，进而在异化铁还原菌液作用下，富铁基质中的三价铁被有机物厌氧还原为亚铁离子，然后亚铁离子通过管壁小孔扩散到最外层管的河砂层间隙水中；

(2)间隙水中磷酸根离子与亚铁离子反应形成沉淀，沉积在河砂表面；同时，亚铁离子被间隙水中的氧或硝酸盐氮氧化形成无定形三价铁氧化物，并沉积在河砂表面，对水中无机磷具有吸附作用；

(3)步骤(1)和(2)的反应持续进行，使得装置附近水中的磷不断扩散进入外层河砂间隙水，然后被沉积固定在河砂表面，达到原位除磷的效果。

8.根据权利要求7所述的富营养化水体磷的原位持续去除方法，其特征在于：当富铁基质中的三价铁被完全还原或河砂表面空隙被填满后，可通过更换新的富铁基质和河砂颗粒，继续发挥除磷作用。