生物浮床及微污染水體原位立體生物修復方法
【專利摘要】本發明涉及生物浮床及微污染水體原位立體生物修復方法。所涉及的生物浮床包括浮床本體，該浮床本體上設置有組合生物填料。該浮床本體上也可種植植物。本發明所用的組合生物填料上掛有利用待處理水體的底泥富集馴化獲得高效菌群，其具有生物活性高、適應能力強、處理效果好的優點。所涉及的微污染水體原位立體生物修復方法。方法先將粉煤灰在治理的微污染水體底泥上覆蓋約1～2厘米，接著將掛膜的生物填料灑在粉煤灰上，覆蓋厚度也約為1～2厘米；然后將所涉及的生物浮床覆蓋微污染水體水面，覆蓋面積占微污染水體水面面積的10%-20%。該修復方法可持續凈化微污染水體3-4個月。
【專利說明】生物浮床及微污染水體原位立體生物修復方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微污染水體處理【技術領域】，具體涉及一種生物浮床及微污染水體原位立體生物修復方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷發展和人們生活條件的不斷改善，人們對居住環境的要求也越來越高，公園、居住小區、公共場所的水景及城市內的河流湖泊等污染程度較輕的微污染水體，慢慢地融入了人們的生活，微污染水在現代社會生活中的地位日益上升。
[0003]但是隨著工農業的快速發展，大多數城市微污染湖泊遭受到了不同程度的污染，城市近郊水體的富營養化程度也普遍偏高，如杭州西湖、云南滇池、南京玄武湖、江西九江堂湖、合肥巢湖、廣州麓湖、流花湖及武漢東湖等均達到了富營養化程度。可見我國城市水體微污染質量正在嚴重地下降。許多具有美學價值及旅游觀光功能的水體，其生態環境效益和社會經濟效益也正在逐步地削弱。尤其城市微污染湖泊水體的污染問題比較嚴重，主要原因是大多數城區微污染水體設計為靜止或者流動性差的緩流性水體，水體的自凈能力差，極容易成為居民生活污水、工業廢水、雨水、垃圾的受納體，導致不同程度的污染，最終導致水體的富營養化。
[0004]現有的微污染水體原位生物修復技術，只針對水體中污染物的去除。一旦微污染水體環境發生變化，沉積在底泥中的氮磷營養元素、重金屬和難降解有機物會重新釋放進入水體，影響上覆水體的水質，形成二次污染。此外，底泥又是底棲生物的主要生活場所和食物來源，底泥沉積物和間隙水中所含的污染物濃度遠比上覆水中所含污染物濃度高，污染物質可直接或間接對底棲生物或上覆 水生物產生致毒致害作用，并通過生物富集、食物鏈放大等過程，進一步影響陸地生物和人類健康。
[0005]生物浮床技術是以可漂浮材料為基質或載體，將高等水生植物或陸生植物栽植到富營養化水域中，通過植物的根系吸收或吸附作用，削減水體中的氮、磷及有機污染物質，從而凈化水質的生物防治法。生物浮床技術利用人工基質無土栽培的原理種植水生植物以及某些由陸生生長轉變為漂浮水生生長的陸生植物，提供了一種可以充分利用被污染水體中營養鹽資源的新途徑。現有生物浮床主要利用植物及根際微生物去除水中的污染物，由于根際微生物數量少、適應性差使生物浮床原位修復技術的效率較低。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的缺陷或不足，本發明目的之一在于提供一種生物浮床。
[0007]為此，本發明的生物浮床包括浮床本體，其特征在于，浮床本體上設置有組合生物填料；
[0008]所述組合生物填料為組合填料經生物培養液浸泡處理后得到；所述生物培養液為SSff培養液與生物制劑的混合液，且SSW培養液與生物制劑的積體比為1: (40~60);
[0009]所述SSW培養液的配方為:[0010]滅菌后的待治理微污染水體:1000mL ；
[0011]微量兀素溶液一:2ml ；
[0012]所述微量元素溶液一為:以質量濃度計，0.2g/L EDTA.0.05g/L ZnS04,0.02g/LMnCl2.4Η20、0.02g/LCuS04.5H20 的水溶液；
[0013]所述生物制劑的制備方法為:
[0014]從待治理微污染水體中取底泥和受污染水，將泥水混合物在23-28 0C，溶解氧控制在4-5mg/L培養2天，以使微生物恢復活性，其中底泥與受污染水的體積比為:1:(10~20)；
[0015]之后通過逐漸添加液體培養基進行培養馴化18天，得到生物制劑:每三天更換一次培養液，前九天所用的液體培養液按照更換次序依次為:1體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、2體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、SGG培養液；
[0016]后九天所用的液體培養液按照更換次序依次為:2體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、I體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、滅菌后的待治理微污染水體；
[0017]所述的SGG培養液的配方為:
[0018]乙酸鈉:0.3g，
[0019]NH4Cl:0.02g,
[0020]NaNO3:0.03g,
[0021]KH2PO4:0.02g,
[0022]MgSO4.7H20:0.01g,
[0023]CaCl2:0.01g,
[0024]微量元素溶液二:2ml，
[0025]蒸餾水:1000mL;
[0026]所述微量元素溶液二為:以質量濃度計，0.5g/L EDTA、0.2g/L ZnS04、0.05g/LMnCl2.4Η20、0.lg/LFeS04.7Η20、0.lg/LCuS04.5Η20、0.lg/LCoCl2.6H20 的水溶液。
[0027]進一步，所述浮床本體上種植有植物。
[0028]與現有的生物浮床相比，本發明的生物浮床的優點在于:
[0029](I)現有微污染水體的生物填料多采用自然掛膜，但這種方法存在著掛膜時間長，菌種活性低的缺點。篩選的高效菌種掛膜形成的生物填料又有適應性差的問題。本發明的生物浮床底部所掛的組合生物填料上掛有待處理水體的底泥富集馴化獲得高效菌群，其具有生物活性高、適應能力強、處理效果好的優點。
[0030](2)生物浮床與生物填料組合技術利用某些陸生植物或者水生植物對水體中氮、磷、有機物等營養物的吸收，可減少水體中過量的營養物質和其它一些有害物質，使得水體水質得到極大的改善，提高了水體透明度，為水生動植物的生存營造了一個非常良好的水生生態環境條件。
[0031](3)生物浮床與生物接觸氧化組合技術利用植物的龐大根系以及生物填料形成的生物膜的綜合作用共同凈化水體，最終通過收獲植物來去除污染物，改善水體水質狀況，地提高了水質的凈化效果，為微生物、原生動物以及后生動物營造了一個非常良好的棲息地。[0032]針對現有技術的缺陷或不足，本發明的另一目的在于提供一種微污染水體原位立體生物修復方法。方法包括:
[0033]為此，本發明提供的微污染水體原位立體生物修復方法包括:
[0034]先將粉煤灰在待治理微污染水體底泥上覆蓋I~2厘米厚，接著將掛膜的生物填料灑在粉煤灰上，覆蓋厚度為I~2厘米；所述掛膜的生物填料為:質量比為60~70:20~30:10~15的生物沸石、生物礫石和生物方解石混合物；所述生物沸石為經權利要求1所述的生物培養液浸泡處理后的沸石，所述生物礫石為經權利要求1所述的生物培養液浸泡處理后的礫石，所述生物方解石為經權利要求1所述的生物培養液浸泡處理后的方解石；其中:沸石粒徑為4~8mm,碌石的粒徑為6~12mm、方解石的粒徑為6~12mm ；
[0035]用權利要求1、2或3所述的生物浮床覆蓋微污染水體水面，被覆蓋面積占微污染水體水面面積的10%-20%。
[0036]優選的，所述浸泡處理為:D0為4~5mg/L，連續曝氣4~6天。
[0037]與現有技術相比，本發明的微污染水體原位立體生物修復方法優點在于:
[0038]本發明的微污染水體原位立體生物修復技術利用底泥作為菌源，通過底泥馴化獲得生物制劑，將生物菌劑通過掛膜的方式固定于生物填料，利用沸石等硬性生物填料抑制底泥污染物的釋放，采用植物和生物填料組合型的生態浮島降低水體中N、P等污染物的量，改善微污染水體水質，防治水體發生富營養化；同時該方法具有水質改善效果好，作用持續時間長的特點。
[0039]本發明的修復方法 可持續凈化微污染水體3-4個月。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]以下結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步解釋說明。
[0041]圖1為實施例1中微污染水體原位立體生物修復技術對總氮的去除效果曲線圖；
[0042]圖2為實施例1中微污染水體原位立體生物修復技術對總磷的去除效果曲線圖；
[0043]圖3為實施例2中微污染水體原位立體生物修復技術對總氮的去除效果曲線圖；
[0044]圖4為實施例2中微污染水體原位立體生物修復技術對總磷的去除效果曲線圖。
【具體實施方式】
[0045]本發明的生物浮床上所種植的植物可選美人蕉、香蒲、鳶尾、旱傘草等，優選旱傘草和美人蕉，且旱傘草與美人蕉的株數比為1:1;也可優選人工水草。
[0046]本發明所用的組合填料為是在軟性填料和半軟性填料的基礎上發展而成的，它兼有兩者的優點。其結構是將塑料圓片壓扣改成雙圈大塑料環，將醛化纖維或滌綸絲壓在環的環圈上，使纖維束均勻分布；內圈是雪花狀塑料枝條，既能掛膜，又能有效切割氣泡，提高氧的轉移速率和利用率。使水氣生物膜得到充分交換，使水中的有機物得到高效處理。
[0047]本發明所用的活性微生物主要存在于待治理微污染水體的底泥中，利用底泥制備的生物制劑呈半固態的泥狀物。
[0048]以下是發明人提供的具體實施例，需要說明的是，所提供的實施例是對本發明的進一步解釋說明，本發明的保護范圍并不限于所提供的實施例。
[0049]實施例1:[0050]該實施例中待治理的微污染水體底泥來自于西安市南湖，遵從本發明的技術方案，對微污染水體進行原位立體生物修復。
[0051 ] 該實施例的覆蓋底泥填料采用沸石、礫石和方解石，按照6:3:1的比例混合，生物浮島所用的填料為組合填料。
[0052]該實施例采用SSW培養液按照泥水體積比為1:50配制掛膜培養液，掛膜通過曝氣裝置將DO的濃度控制在5mg/L以加速掛膜進程，連續曝氣掛膜5d，生物填料形成黃色生物膜后表明掛膜結束，采用連續水流沖掉填料表面的吸附的細菌。
[0053]該實施例的微污染水體底泥污染物釋放的控制:首先將粉煤灰在治理的微污染水體底泥上覆蓋約I厘米厚度，然后將掛膜的生物填料均勻的灑在粉煤灰上，覆蓋厚度也約為I厘米左右。
[0054]該實施例的浮床采用長X寬=150cmX 120cm,厚δ = IOcm的聚乙烯泡沫板，將旱傘草和美人蕉按照1:1的比例插在聚乙烯泡沫板上，將掛膜的組合生物填料用繩子懸浮于泡沫板下，每張泡沫板放置10條組合生物填料，浮床的覆蓋面積為15%。
[0055]從圖1和圖2可以看出，對照由于底泥及隨塵埃進入水體的污染物的影響，水體中總氮和總磷的濃度持續升高，第30天水體中總氮和總磷的濃度分別為4.26mg/L和0.75mg/L0而采用原位立體生物修復的微污染水體，第30天總氮和總磷的濃度分別為1.89mg/L和
0.37mg/L，表現出較好的降低水體污染物的效果。
[0056]實施例2:
[0057]與實施例不同之處在于:該實施例中待治理的微污染水體底泥來自于西安市大唐芙蓉園，由于冬季氣溫低，生態浮島只采用了組合生物填料，浮床本體上未栽種植物。遵從本發明的技術方案，對微污染水體進行原位立體生物修復。
[0058]從圖3和圖4可以看出，對照由于底泥及隨塵埃進入水體的污染物的影響，水體中總氮和總磷的濃度持續升高，第30天水體中總氮和總磷的濃度分別為4.63mg/L和1.05mg/L0而采用原位立體生物修復的微污染水體，第30天總氮和總磷的濃度分別為2.35mg/L和
0.6lmg/L,表現出較好的同步脫氮除磷的效果。
【權利要求】
1.一種生物浮床，包括浮床本體，其特征在于，浮床本體上設置有組合生物填料； 所述組合生物填料為組合填料經生物培養液浸泡處理后得到；所述生物培養液為SSW培養液與生物制劑的混合液，且SSW培養液與生物制劑的積體比為1: (40~60); 所述SSW培養液的配方為: 滅菌后的待治理微污染水體:1000mL ； 微量兀素溶液一:2ml； 所述微量元素溶液一為:以質量濃度計，0.2g/L EDTA、0.05g/L ZnSO4,0.02g/LMnCl2.4Η20、0.02g/LCuS04.5H20 的水溶液； 所述生物制劑的制備方法為: 從待治理微污染水體中取底泥和受污染水，將泥水混合物在23-28°C，溶解氧控制在4-5mg/L培養2天，以使微生物恢復活性，其中底泥與受污染水的體積比為:1:(10~20); 之后通過逐漸添加液體培養基進行培養馴化18天，得到生物制劑:每三天更換一次培養液，前九天所用的液體培養液按照更換次序依次為:1體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、2體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、SGG培養液； 后九天所用的液體培養液按照更換次序依次為:2體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、I體積的SGG培養液與I體積的滅菌后的待治理微污染水體組成的液體培養基、滅菌后的待治理微污染水體； 所述的SGG培養液的配方為: 乙酸鈉:0.3g,
NH4Cl:0.02g,
NaNO3:0.03g，
KH2PO4:0.02g，
MgSO4.7H20:0.01g，
CaCl2:0.01g, 微量元素溶液二:2ml, 蒸懼水:1000mL ； 所述微量元素溶液二為:以質量濃度計，0.5g/L EDTA、0.2g/L ZnSO4,0.05g/LMnCl2.4Η20、0.lg/LFeS04.7Η20、0.lg/LCuS04.5Η20、0.lg/LCoCl2.6H20 的水溶液。
2.如權利要求1所述的生物浮床，其特征在于，所述浮床本體上種植有植物。
3.一種微污染水體原位立體生物修復方法，其特征在于，方法包括: 先將粉煤灰在待治理微污染水體底泥上覆蓋I~2厘米厚，接著將掛膜的生物填料灑在粉煤灰上，覆蓋厚度為I~2厘米；所述掛膜的生物填料為:質量比為60~70:20~30:10~15的生物沸石、生物礫石和生物方解石混合物；所述生物沸石為經權利要求1所述的生物培養液浸泡處理后的沸石，所述生物礫石為經權利要求1所述的生物培養液浸泡處理后的礫石，所述生物方解石為經權利要求1所述的生物培養液浸泡處理后的方解石；其中:沸石粒徑為4~8mm,碌石的粒徑為6~12mm、方解石的粒徑為6~12mm ； 用權利要求1、2或3所述的生物浮床覆蓋微污染水體水面，被覆蓋面積占微污染水體水面面積的10%-20%。
4.如權利要求3所述的微污染水體原位立體生物修復方法，其特征在于，所述浸泡處理為:D0為4~5mg/L，連續曝氣4~6天。
【文檔編號】C02F3/34GK103570134SQ201310545247
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】蘇俊峰, 黃廷林, 周真明, 葉羨婧, 郭琳, 袁杰, 楊少斐, 張凱 申請人:西安建筑科技大學