[发明专利]一种利用组合生物技术净化黑臭水体的装置及方法

说明书

本发明提供了一种利用组合生物技术净化黑臭水体的装置及方法，装置包括曝气箱、反应箱、植物吸收箱、纳米曝气管、悬浮筐、进水管、出水管、蠕动泵、充气泵。曝气箱、反应箱、植物吸收箱依次设置有海拔高程差。黑臭水体经曝气箱曝气后，向反应箱中投加微生物菌剂、促生剂、填料，使水体中降解污染物的微生物多样性及生物量迅速提高，从而污染物被高效去除，使水体水质提升，最后向植物吸收箱中栽入植物，植物进一步吸收水体中污染物，使水体水质进一步提升。其中所述的微生物菌剂为土著菌剂，其主要成分为光合菌、硝化菌、放线菌及酵母菌，促生剂为生物促生剂BE，填料为弹性立体填料，植物为水花生。本发明实施简单易行、成本低、无二次污染。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种利用组合生物技术净化黑臭水体的装置及方法。

背景技术

城市水体是城市居民生活的命脉，对城市的景观生态和经济发展起着至关重要的作用。然而，随着城市化和工业化进程的加快，大量工业废水和生活污水的直接排放，引起了水体的富营养化，甚至导致水体发黑发臭，最终形成黑臭水体。黑臭现象是水体污染极其严重的表现，它是一种生物化学现象，其过程为当外源性有机污染物在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体的溶氧，造成水体缺氧，致使厌氧微生物大量繁殖，与此同时，分解有机物产生大量恶臭气体如H₂S、氨、硫醇等逸出水面进入大气形成恶臭，其中致臭物质主要包括H₂S和挥发性有机硫化物，同时水中形成FeS、MnS等黑色物质，致使水体黑臭。

当前，城市河流污染严重，许多河流黑臭问题严重，水体生态系统结构严重失衡。为此，国务院于2015年发布了《水污染防治行动计划》，其中对黑臭水体问题提出明确要求，到2020年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。然而，据多方报道，目前我国关于黑臭河道治理工作的进展并不乐观。

由于城市河流集雨面积小，水体自净能力差，在水质较差情况下，如何去除污染物NH₃-N，如何提高溶解氧、氧化还原电位、透明度是治理黑臭水体中的难点。当前黑臭水体常用净化方法有物理法(底泥清淤疏浚、引水冲稀和人工曝气等)，化学法(投加铝盐，硝酸盐和过氧化氢等)和生物学法(水生植物净化，微生物强化和外源微生物等)。这些方法可以较明显地改善黑臭水体水质，但仍然存在诸多不足。物理方法通常伴随着高成本，效率低和二次污染等问题。如黑臭水体清淤的底泥需进行底泥处理，人工曝气使更多的污染物从沉积物释放进入水中。此外，使用化学方法也存在许多问题。如使用铝盐净化时对水生生物有毒，使用硝酸盐会增加上覆水硝酸盐氮的浓度，使用过氧化氢具有危险性和不稳定性。而生物法具有效率高，成本低，无二次污染等优点已被许多国家广泛应用。

目前，生物法修复黑臭水体通常采用菌剂+促生剂、曝气+植物、菌剂+曝气等简单的组合技术，此类简单组合技术修复黑臭水体存在修复周期长、修复效果可持续性低等问题。曝气+菌剂+促生剂+填料+植物的系统组合生物技术法可通过最大限度提高功能微生物多样性和生物量，使污染物去除速率显著提高，进而缩短修复时间，该技术具有成本低、效果好、技术要求低、环境负效应小、持续性强、可应用范围广等特点。因此组合生物技术在黑臭水体治理方面具有重要应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易行、成本低、可操作性强、无二次污染的治理黑臭水体的装置及方法，其主要作用是通过提高微生物多样性及生物量，来提高NH₃-N、TP、COD等污染物的去除效率，从而达到净化黑臭水体的目的。

为实现上述目的，本发明的装置，包括曝气箱、反应箱、植物吸收箱、蠕动泵、充气泵、悬浮筐、进水管、出水管和纳米曝气管，所述曝气箱、反应箱和植物吸收箱用来盛装并处理污水。且需在反应箱中投加微生物菌剂、促生剂、填料，植物吸收箱中栽种植物，该工艺可高效去除NH₃-N、TP、COD，并提高水体溶解氧、氧化还原电位及透明度，从而达到净化黑臭水体的效果。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。