CN109052834A - 一种富营养化水体的治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了富营养化水体的治理方法，将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按一定比例混合均匀，制得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中有益菌的含量：枯草芽苞杆菌≥8.0×108cfu/g、硝化细菌≥2.0×106cfu/g、反硝化细菌≥2.0×106cfu/g；将过一硫酸氢钾复合盐颗粒直接均匀投撒待治理水体，按50～1000克/亩/米的剂量直接投撒，使水体保持在500MV以上电位；过一硫酸氢钾复合盐投入待治理水体12小时后，将脱氮去磷抑藻复合微生物制剂直接均匀投撒待治理水体，按50～500克/亩/米的剂量直接投撒。分阶段直接投放，不需要曝气，其脱氮去磷抑藻效果明显，使水体电位平衡、菌相平衡、藻相平衡，形成水体自净化能力。
Description
技术领域
本发明属于环境治理技术领域，特别是涉及一种水体治理的方法，尤其针对于富营养化水体的治理方法。
背景技术
近年来，随着对环境资源开发利用力度的日益增加，大量含有氮、磷元素营养物质的污染物不断排入湖泊、水库和河流，使水体的营养物质负荷量不断增加。另一方面，为提高农作物产量，农田施用的化肥和牲畜粪便逐年增加，经雨水冲刷和渗透，进入水体的营养物质不断增多。由于这些人为因素的影响使水体的污染和富营养化问题日益严重。富营养化水体的有效治理已成为迫待解决的重要环境问题。
水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河湖、海湾、池塘等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。水体富营养化加速水体老化，使水生生态系统和水体功能受到影响和破坏，影响水资源利用，给饮用、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输等带来巨大损失，并对人体健康构成危害的现象。
水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华，即淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象。富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡，给养殖户带来巨大经济损失。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。在形成“绿色浮渣”后，水下的藻类会因得不到阳光照射而呼吸水内氧气，不能进行光合作用。水内氧气会逐渐减少，水内生物也会因氧气不足而死亡。死去的藻类和生物又会在水内进行氧化作用，这时水体也会变得很臭，水资源也会被污染的不可再用，既污染环境又影响观瞻。
目前，针对富营养化，国内、外主要采用如下方法：
1. 污水分流、换水/稀释、深层排水、曝气/混合、挖泥、机械收草藻等物理方法。如申请号为CN201310329279.3，发明名称为一种富营养化水体资源化治理装置及方法的中国发明专利，其包括实验箱，所述实验箱两侧壁间设有分隔板，所述分隔板将所述实验箱分为水质调节区和实验区；所述实验箱上与所述两侧壁相连的相对两端分别为进水端和出水端，所述进水端和所述出水端上分别设有第一进水闸门和第一出水闸门，所述分隔板上设有第二出水闸门；所述实验区上方设有用于调节光照强度的光照控制装置，所述实验区内部设有用于控制水温的温控管。
2. 深水曝气技术、营养物钝化，铝盐与无机和颗粒磷产生沉淀等化学方法。
3. 褐藻粉提取物等生物净化方法。如申请号为CN200510000120.2，发明名称为一种治理富营养化水体的方法的中国发明专利，其提供的治理富营养化水体方法是：向水体中喷洒褐藻提取物，褐藻提取物在水体中的终浓度为10-200mg/L，并曝气处理所述水体；其中，所述褐藻提取物是按如下步骤提取的：1.将褐藻粉以水浸泡，制成浆液，所述浆液的浓度为5-20g/L；2.在所述浆液中加入甲醇，萃取、过滤，收集清液，所述甲醇为浆液体积的20-40%；3.将所得清液去甲醇后调节pH4-5，得到所述褐藻提取物。该方法广泛应用于湖泊、公园、池塘等水体的治理。
4. 生物栅修复技术等生物净化方法。如申请号为CN201610744698.7，发明名称为城市废水处理方法的中国发明专利，其包括以下步骤：1.废水进入格栅井、沉淀槽中去除大体积的污染物质；2.所述沉淀槽中的出水进入接触氧化池，在接触氧化池的底部设有通气孔，并通入空气，再流入砂滤池；3.所述砂滤池的出水流入厌氧污泥消化单元进行消化处理，上清液回流至砂滤池；4.步骤3处理后的出水进入生化池，所述生化池内投加有以芽孢杆菌属微生物为优势菌种的菌群；5.所述生化池的出水经过BBR接触体装置。
经过长期的社会实践，最终得出如下结论：
1. 采用物理法的实施工程量大、成本高，效果维持时间较短；
2. 化学法见效快，但存在效果维持时间短、存在二次污染的弊端；
3. 褐藻粉提取物、生物膜修复技术等生物净化方法既不适合养鱼池塘低附加值的水体，也不适合像滇池、太湖等水域大的水体处理，工程施工难度以及费用投入巨大都限制了其使用，而且褐藻粉提取物也受到资源来源的极大限制。
综上所述，现有的技术存在以下问题：动力消耗高、投入巨大，氮、磷的去除率不高，达不到水体电位平衡、菌相平衡、藻相平衡，形不成水体自净化能力。
因此，如何解决上述现有技术存在的缺陷成为了该领域技术人员努力的方向。
发明内容
本发明的目的就是提供一种富营养化水体的治理方法，其脱氮去磷抑藻效果明显，使水体电位平衡、菌相平衡、藻相平衡，形成水体自净化能力，使用简单，见效快，运行及维护费用低廉，环境效益好；能有效的解决富营养化水体的水质问题。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种富营养化水体的治理方法，其包括如下步骤：
第一步，将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按一定比例混合均匀，制得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中有益菌的含量：枯草芽苞杆菌≥8.0×108cfu/g、硝化细菌≥2.0×106cfu/g、反硝化细菌≥2.0×106cfu/g；
第二步，将过一硫酸氢钾复合盐颗粒直接均匀投撒待治理水体，按50～200克/亩/米的剂量直接投撒，使水体保持在500MV以上电位；
第三步，过一硫酸氢钾复合盐投入待治理水体12小时后，将脱氮去磷抑藻复合微生物制剂直接均匀投撒待治理水体，按50～500克/亩/米的剂量直接投撒。
作为优选方式之一，枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌的混合比例为6:2:2。
作为优选方式之一，枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌的混合比例为5.5:2.25:2.25。
作为优选方式之一，枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌的混合比例为5:2.5:2.5。
枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是芽孢杆菌属的一种。单个细胞0.7～0.8×2～3微米，着色均匀。无荚膜，周生鞭毛，能运动。革兰氏阳性菌，芽孢0.6～0.9×1.0～1.5微米，椭圆到柱状，位于菌体中央或稍偏，芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明，污白色或微黄色，在液体培养基中生长时，常形成皱醭。是一种需氧菌，广泛分布在土壤及腐败的有机物中，易在枯草浸汁中繁殖。
枯草芽孢杆菌对水产中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物有很强的抑制作用，有效预防水产动物肠炎，烂鳃等疾病。分泌大量几丁质酶的功能，几丁质酶可分解病原真菌的细胞壁而抑制真菌病害，分解养殖池中的有毒有害物质，净化水质；分解池中残饵、粪便、有机物等,具有很强的清理水中垃圾小颗粒的作用。
另外，枯草芽孢杆菌能够改善有害蓝藻泛溢造成的水质浑浊问题，水质由浑变清，具有很强的净化水质功能，具有较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，促进饲料中营养素降解，使水产类动物对饲料的吸收利用更加充分；枯草芽孢杆菌还可以减少对虾病害发生，可以大大提高对虾产量，从而提高经济效益，生物环保，刺激水产动物免疫器官的发育，增强机体免疫力；减少对虾病害发生，明显提高对虾产量，从而提高经济效益，净化水质，无污染，无残留。
硝化细菌 ( Nitrifying bacteria ) 是一类好氧性细菌，包括亚硝酸菌和硝酸菌。生活在有氧的水中或砂层中，在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。硝化细菌用于控制养殖池水自生氨浓度,使用相当方便，而且能发挥立竿见影的效果。市售硝化细菌制剂可分为活菌及休眠菌两种，前者是利用细菌的活体制成，在显微镜的观察下，可看到它们的活动情形；后者是利用休眠菌制成，在显微镜的观察中，则无法看到它们具有活动能力。
反硝化细菌是一种能引起反硝化作用的细菌。多为异养、兼性厌氧细菌，如反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等，用优良反硝化菌株经特殊工艺发酵而成。菌株反硝化能力强，能够以亚硝态氮和硝态氮作氮源，活化简单，繁殖迅速，作用效果显著，24小时可见效。针对养殖水体亚硝酸盐偏高的情况有特效；针对藻类过度繁殖的水体能够大量消耗氮素营养，切断藻类氮素营养，维护良好水色；菌株在溶氧充足及厌氧条件下均可生存并进行反硝化反应，优化底质的物理、化学环境。
过一硫酸氢钾复合盐是一种自由流动的白色颗粒状粉末，易溶于水，由过硫酸氢钾KHSO5、硫酸氢钾KHSO4和硫酸钾K2SO4三种成分组成。过一硫酸氢钾复合盐的氧化功能来自于高酸化学性质，是一种十分有效的氧化剂、消毒剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：分阶段向富营养化水体直接投放过一硫酸氢钾复合盐和脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，不需要曝气，其脱氮去磷抑藻效果明显，使水体电位平衡、菌相平衡、藻相平衡，形成水体自净化能力，具体来说：
1. 运用过一硫酸氢钾氧化硫化氢、亚硝酸盐等还原性有害物质，改底除臭；
2. 利用过一硫酸氢钾复合盐的强氧化作用，降解农药、除草剂、藻毒素等污染物，使这些有机污染物分解成小分子物质，沉淀变成小颗粒有机絮团，形成微生物产品成长的温床，被微生物菌群利用；
3. 利用脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中枯草芽孢杆菌脱氮去磷抑藻，将富营养水体中有机物氧化分解为无机的水、二氧化碳和氨氨，利用硝化细菌氨氮硝化为亚硝酸盐和硝酸盐，利用反硝化细菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮化物和氮气，不形成毒副产物，安全性高，使污染源消除，蓝藻等水华自然消解，有益藻得到恢复，最终达到藻相平衡、水体溶解氧、透明度增加，从而实现湖泊、池塘等“原位修复、标本兼治”；
4. 本发明使用方法简单，运行及维护成本低廉，见效快，是环境友好型治理方法，环境效益好；
5. 本发明可广泛用于湖泊、池塘、景观水体等的治理。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
四川德阳市某一湖泊，面积1200平方米，根据我国湖泊富营养化分级标准，判定为富营养水质。采用本发明所述的治理方法进行治理，达到地表水和湖泊水水质国家标准。
表1：我国湖泊富营养化分级标准
水体生物修复的最终目标，是使水体达到地表水和湖泊水水质国家标准。为达到此目的，环境管理部门要求控制氨氮、总磷、透明度这三项水体基本指标。根据我国水体环境污染总体状况，目前通常把氨氮含量定在地表水Ⅱ类标准，0.5 mg.L−1；总磷含量定在湖泊水Ⅲ类标准，0.025-0.1 mg.L−1；透明度定在湖泊水Ⅳ类标准，1.5 m,地表水透明度无标准；富营养化湖泊水体透明度一般仅0.2-0.3 m。
本实施例采用的富营养化水体的治理方法，包括如下步骤：
第一步，将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按6:2:2的比例混合均匀，制得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂。通过测量使得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中有益菌的含量达到：枯草芽苞杆菌≥8.0×108cfu/g、硝化细菌≥2.0×106cfu/g、反硝化细菌≥2.0×106cfu/g。
第二步，将过一硫酸氢钾复合盐颗粒直接均匀投撒待治理水体，按150克/亩/米的剂量直接投撒，用仪器测量，使水体保持在500MV以上电位。
第三步，过一硫酸氢钾复合盐投入待治理水体12小时后，将脱氮去磷抑藻复合微生物制剂直接均匀投撒待治理水体，按400克/亩/米的剂量直接投撒。待过一硫酸氢钾复合盐在水中起到作用后，并且其杀菌功效在12小时后丧失，再进行微生物制剂的脱氮。脱氮过程以硝化作用、反硝化作用为主。硝化作用主要分为2 个阶段：第一阶段是由亚硝化杆菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌等将NH3 氧化为亚硝酸盐；第二阶段是硝化杆菌、硝化球菌、硝化刺菌等将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。而反硝化作用中芽孢杆菌、短杆菌、假单杆菌等将硝酸盐移出水体、提高水体pH的好氧菌和兼性厌氧菌。
分阶段向富营养化水体直接投放过一硫酸氢钾复合盐和脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，不需要曝气。过一硫酸氢钾复合盐由市场上直接购买商品产品，最终使水体保持在500MV以上电位。直接投用，运用过一硫酸氢钾氧化硫化氢、亚硝酸盐等还原性有害物质，改底除臭；利用过一硫酸氢钾复合盐的强氧化作用，降解农药、除草剂、藻毒素等污染物，使这些有机污染物分解成小分子物质，沉淀变成小颗粒有机絮团，形成微生物产品成长的温床，被微生物菌群利用。同时利用脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中枯草芽孢杆菌脱氮去磷抑藻，将富营养水体中有机物氧化分解为无机的水、二氧化碳和氨氨，利用硝化细菌氨氮硝化为亚硝酸盐和硝酸盐，利用反硝化细菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮化物和氮气，不形成毒副产物，安全性高，使污染源消除，蓝藻等水华自然消解，有益藻得到恢复，最终达到藻相平衡、水体溶解氧、透明度增加，从而实现湖泊、池塘等“原位修复、标本兼治”。
从实践结果来看，与传统的物理、化学治理方法相比，本发明所述的水体微生物治理方法具有以下优点：费用省，仅为传统环境工程技术的30%-50%；环境影响小，遗留问题少，无二次污染和污染物转移；可有效降低污染物浓度；修复时间较短；操作者与污染物直接接触机会减少，不致对人产生危害；控制操作简单，对周围环境干扰少。
实施例2：
云南省德庆市某一湖泊，面积1500平方米，根据我国湖泊富营养化分级标准，判定为富营养水质。采用本发明所述的治理方法进行治理，达到地表水和湖泊水水质国家标准。
一种富营养化水体的治理方法，包括如下步骤：第一步，将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按5.5:2.25:2.25的比例混合均匀，制得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中有益菌的含量：枯草芽苞杆菌≥8.0×108cfu/g、硝化细菌≥2.0×106cfu/g、反硝化细菌≥2.0×106cfu/g；第二步，将过一硫酸氢钾复合盐颗粒直接均匀投撒待治理水体，按100克/亩/米的剂量直接投撒，使水体保持在500MV以上电位；第三步，过一硫酸氢钾复合盐投入待治理水体12小时后，将脱氮去磷抑藻复合微生物制剂直接均匀投撒待治理水体，按300克/亩/米的剂量直接投撒。
实施例3：
重庆市武隆某一湖泊，面积800平方米，根据我国湖泊富营养化分级标准，判定为富营养水质。采用本发明所述的治理方法进行治理，达到地表水和湖泊水水质国家标准。
一种富营养化水体的治理方法，包括如下步骤：第一步，将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按5:2.5:2.5的比例混合均匀，制得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中有益菌的含量：枯草芽苞杆菌≥8.0×108cfu/g、硝化细菌≥2.0×106cfu/g、反硝化细菌≥2.0×106cfu/g；第二步，将过一硫酸氢钾复合盐颗粒直接均匀投撒待治理水体，按120克/亩/米的剂量直接投撒，使水体保持在500MV以上电位；第三步，过一硫酸氢钾复合盐投入待治理水体12小时后，将脱氮去磷抑藻复合微生物制剂直接均匀投撒待治理水体，按350克/亩/米的剂量直接投撒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种富营养化水体的治理方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，将枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌按一定比例混合均匀，制得脱氮去磷抑藻复合微生物制剂，脱氮去磷抑藻复合微生物制剂中有益菌的含量：枯草芽苞杆菌≥8.0×108cfu/g、硝化细菌≥2.0×106cfu/g、反硝化细菌≥2.0×106cfu/g；
第二步，将过一硫酸氢钾复合盐颗粒直接均匀投撒待治理水体，按50～1000克/亩/米的剂量直接投撒，使水体保持在500MV以上电位；
第三步，过一硫酸氢钾复合盐投入待治理水体12小时后，将脱氮去磷抑藻复合微生物制剂直接均匀投撒待治理水体，按50～500克/亩/米的剂量直接投撒。
2.根据权利要求1所述的富营养化水体的治理方法，其特征在于：枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌的混合比例为6:2:2。
3.根据权利要求1所述的富营养化水体的治理方法，其特征在于：枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌的混合比例为5.5:2.25:2.25。
4.根据权利要求1所述的富营养化水体的治理方法，其特征在于：枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌的混合比例为5:2.5:2.5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181221 |