專利名稱：污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種修復(fù)材料的制作工藝，特別是一種污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作工藝，屬于污水治理領(lǐng)域。
在河道、湖泊、水庫等大型水體的水質(zhì)凈化過程中，對被污染的底泥的處理是一個較為困難的問題。目前常用的方法是清淤，即采用截流、挖底泥的方式，這種方法雖可以去除底泥污染物，但工程量大、需人員多、費(fèi)用高，挖出的底泥還會形成二次污染，而且這種方法用于水質(zhì)治理時，水體也只能維持一定時間的清潔，隨著污染物的進(jìn)入，新的污染又會沉淀下來形成底泥。在傳統(tǒng)的污水處理工藝中，有采用砂石作濾床，利用砂石顆粒之間的空隙截流一些大顆粒的有機(jī)懸浮物質(zhì)，但是顆粒較小的有機(jī)懸浮物質(zhì)很難去除，那些水溶性的有機(jī)物質(zhì)就根本無法去除；而且砂石濾床在運(yùn)行一定時間后必須進(jìn)行反沖洗，其中截流的大顆粒懸浮物質(zhì)又會造成二次污染。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，至今尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明的技術(shù)主題和技術(shù)方案相同的文獻(xiàn)報導(dǎo)，在對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的分析中，有日本專利，申請?zhí)枮樘卦钙?-139800，發(fā)明人為川副東，發(fā)明名稱為用生物學(xué)方法處理的材料及其使用。這種過濾材料多用于水體凈化，但不能用于修復(fù)河道底泥，而且過濾材料碳/氮比低，不適用作治理河道中富含氮的底泥的修復(fù)材料。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案和實施情況如下污水治理河道底泥修復(fù)材料主要包括載體基材、附著于基材上的復(fù)合菌群，以及將載體基材絮凝于河道底泥上的高分子絮凝劑。載體基材主要由煤粉和/或燕麥桿和/或杉木和/或椴木的組成，先把大塊的煤粉碎成為微小顆粒，控制粒徑范圍在1-50目之間，燕麥桿加工寬度在2mm以內(nèi)，杉木和椴木加工粒徑在2mm以內(nèi)，載體基材的碳氮比達(dá)到250∶1，或根據(jù)實際河道的情況，確定其碳氮比，較大的碳氮比，使得微生物生長有足夠的碳源而缺少氮源。復(fù)合菌群包括酵母菌和/或乳酸菌和/或光合成細(xì)菌和/或線狀菌和/或曲菌，絮凝劑是指聚丙烯酰胺。制作工藝為①載體基材經(jīng)高溫、酸化處理，高溫控制在200～300℃隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫烘培2小時左右，采用濃度為1～10％鹽酸、硫酸等無機(jī)酸浸泡2～10小時，經(jīng)處理后增大了載體的比表面積，為微生物生長著床提供更多的吸附空間。②把復(fù)合菌群接種在載體基材上，在常溫下培養(yǎng)3-5天，然后投入水中；或者先在河道中投加載體基材，再把復(fù)合生物菌群加入水中，30分鐘內(nèi)基材迅速在水中形成懸浮狀，并在充氧條件下與復(fù)合菌群形成特殊的高效活性泥，③最后投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺溶液，其濃度控制在1～2mg/l，投加量與載體體積比在0.8∶1～1∶1，使附著有菌種的載體基材絮凝于被污染的河道底泥之上，提高水體的自凈能力。載體基材具有一個恒定的碳氮比，根據(jù)微生物生存條件，微生物生存需要一定的營養(yǎng)源，當(dāng)微生物生存有了足夠的碳源但缺少氮源時，菌群處于氮饑餓狀態(tài)，當(dāng)附有微生物的基材覆蓋在底泥上以后，微生物便大量吞噬水中與底泥中的氮以合成自身，底泥中其他的有機(jī)質(zhì)也同樣被微生物降解。這樣，底泥中的氮源和其他有機(jī)質(zhì)不斷被消耗而逐步使底泥無機(jī)化。修復(fù)材料呈泥狀且附著大量復(fù)合性微生物，在好氧和厭氧條件均可存活，把生物載體投入水體后覆蓋于河道底泥之上，再進(jìn)行適量的曝氣，讓微生物與表層底泥在好氧條件下充分反應(yīng)，經(jīng)絮凝劑絮凝沉結(jié)，使之無機(jī)化，并逐步深入底泥使底泥進(jìn)一步分解并無機(jī)化，經(jīng)多次投放，底泥無機(jī)化程度增加，無機(jī)化層增厚，這樣，在河道底泥之上形成了一層1cm以上無機(jī)化的固定層，即可把含有大量污染物的底泥與上層水流隔離開來，微生物繼續(xù)不斷地深入底泥，使氨氮逐步被降解，水中的難以處理磷酸根離子、各種重金屬離子以及各種大分子難分解的有機(jī)物均被無機(jī)層覆蓋而不能釋放到水中，在實際使用中可分批投加載體基材和微生物，隨著使河底底泥的無機(jī)層增厚，水體與底泥完全隔離，內(nèi)源污染得到了完全控制。
以下對本發(fā)明的實施情況再進(jìn)一步提供實例例1取一嚴(yán)重污染河流進(jìn)行實施，河水0.1m3，底部底泥約0.15m厚，取近底泥處泥水混合物，沉淀后取上清液測定化學(xué)需氧量(CODcr)為38.3mg/l，氨氮(NH3-N)為10.5mg/l，生化需氧量(BOD5)為14.7mg/l。載體基材的制作先取1～10目的煤粉和加工成寬度在2mm以內(nèi)的燕麥片以質(zhì)量比8∶2的比例混合，再用8％的硫酸浸泡2小時后用清水把酸液完全沖洗干凈，然后在200℃下隔絕空氣的條件下烘培2小時，最后把10mg/l主要含有酵母菌和乳酸菌的生物菌液與載體基材混合，在20℃下培養(yǎng)4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生長。把附著微生物的載體基材投入水中，投加量達(dá)到覆蓋底泥1cm以上的厚度，進(jìn)行充氧曝氣(曝氣量1.3升空氣/分鐘)，加入2mg/l的聚丙烯酰胺絮凝劑使基材成型，投加量為基材體積的0.8∶1，一個星期后，同樣取泥水交接面的水進(jìn)行測定化學(xué)需氧量(CODcr)為13.6mg/l，氨氮(NH3-N)為0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)為4.2mg/l。經(jīng)過二個月以后，底泥厚度有明顯的變化，泥水交界面下降約2～3cm，表層底泥為灰白色，表明該部分泥層已呈無機(jī)化狀態(tài)，形成約1cm厚致密的礦化結(jié)構(gòu)，此無機(jī)層控制了底泥內(nèi)部內(nèi)源污染的向水中擴(kuò)散。
例2取同一污染河流進(jìn)行實施，河水0.1m3，底部底泥約0.15m厚，化學(xué)需氧量(CODcr)為38.3mg/l，氨氮(NH3-N)為10.5mg/l，生化需氧量(BOD5)為14.7mg/l。載體基材的制作先取20～30目的煤粉和杉木和椴木(杉木、椴木顆粒在2mm以內(nèi))以質(zhì)量比8∶1∶1的比例混合，再用10％的鹽酸酸浸泡10小時后用清水把酸液完全沖洗干凈，然后在300℃下隔絕空氣的條件下烘培2小時，最后把10mg/l主要含有酵母菌和光合細(xì)菌和曲菌的生物菌液與載體基材混合，在20℃下培養(yǎng)4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生長。把附著微生物的載體基材投入水中，投加量達(dá)到覆蓋底泥1cm以上的厚度，進(jìn)行充氧曝氣(曝氣量1.3升空氣/分鐘)，加入1mg/l的聚丙烯酰胺絮凝劑使基材成型，投加量為基材體積的0.9∶1，一個星期后，同樣取泥水交接面的水進(jìn)行測定化學(xué)需氧量(CODcr)為11.6mg/l，氨氮(NH3-N)為0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)為4.1mg/l。經(jīng)過二個月以后，底泥厚度有明顯的變化，泥水交界面下降約2～3cm，表層底泥為灰白色，表明該部分泥層已呈無機(jī)化狀態(tài)，形成1cm以上致密的礦化結(jié)構(gòu)，此無機(jī)層控制了底泥內(nèi)部內(nèi)源污染的向水中擴(kuò)散。
例3同例1例2水質(zhì)指標(biāo)，載體基材的制作先取40～50目的煤粉和燕麥片、杉木、椴木以質(zhì)量比7∶1；1；1的比例混合，再用2％的硫酸浸泡10小時后用清水把酸液完全沖洗干凈，然后在250℃下隔絕空氣的條件下烘培2小時，最后把10mg/l主要含有乳酸菌和線狀菌和曲菌的生物菌液與載體基材混合，在20℃下培養(yǎng)4～5天，使微生物在基材上大量繁殖生長。把附著微生物的載體基材投入水中，投加量達(dá)到覆蓋底泥1cm以上的厚度，進(jìn)行充氧曝氣(曝氣量1.3升空氣/分鐘)，加入1mg/l的聚丙烯酰胺絮凝劑使基材成型，投加量于基材體積為1∶1，一個星期后，同樣取泥水交接面的水進(jìn)行測定化學(xué)需氧量(CODcr)為12.2mg/l，氨氮(NH3-N)為0.4mg/l，生化需氧量(BOD5)為3.8mg/l。經(jīng)過二個月以后，底泥厚度有明顯的變化，泥水交界面下降約2～3cm，表層底泥為灰白色，表明該部分泥層已呈無機(jī)化狀態(tài)，形成約1cm厚致密的礦化結(jié)構(gòu)，此無機(jī)層控制了底泥內(nèi)部內(nèi)源污染的向水中擴(kuò)散。
從上實施例可以看出，本發(fā)明最適宜作池塘、河流、湖泊、水庫的水質(zhì)治理。
本發(fā)明者具有實質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，與污染的底泥充分接觸從而使污染的底泥分解并無機(jī)化，形成一層固定的礦化無機(jī)層，在不清淤的條件下控制底泥污染，保證在水體水質(zhì)治理過程中不受到底泥污染物釋放的影響，具有工程量小、需人員少、費(fèi)用省，無二次污染、效果明顯，使被治理水體的底泥上形成一層具有高效降解污染物能力的接觸氧化工作區(qū)，極大地提高了水體的自凈能力。
權(quán)利要求
1.一種污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作工藝，其特征在于制作工藝為①載體基材經(jīng)高溫、酸化處理，高溫控制在200～300℃隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫烘培2小時左右，采用濃度為1～10％鹽酸、硫酸等無機(jī)酸浸泡2～10小時，②把復(fù)合菌群接種在載體基材上，在常溫下培養(yǎng)3-5天，然后投入水中；或者先在河道中投加載體基材，再把復(fù)合生物菌群加入水中，30分鐘內(nèi)基材迅速在水中形成懸浮狀，并在充氧條件下與復(fù)合菌群形成特殊的高效活性泥，③最后投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺溶液，其濃度控制在1～2mg/l，投加量與載體體積比在0.8∶1～1∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作工藝，其特征還在于修復(fù)材料呈泥狀且附著大量復(fù)合性微生物，把生物載體投入水體后覆蓋于河道底泥之上，再進(jìn)行適量的曝氣，經(jīng)絮凝劑絮凝沉結(jié)，經(jīng)多次投放，底泥無機(jī)化程度增加，無機(jī)化層增厚，在河道底泥之上形成了一層1cm以上無機(jī)化的固定層。
全文摘要
污水治理河道底泥修復(fù)材料的制作工藝為:①載體基材經(jīng)高溫、酸化處理,高溫控制在200～300℃隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫烘培2小時左右,采用濃度為1～10%鹽酸、硫酸等無機(jī)酸浸泡2～10小時,②把復(fù)合菌群接種在載體基材上,在常溫下培養(yǎng)3－5天,然后投入水中;或者先在河道中投加載體基材,再把復(fù)合生物菌群加入水中,③最后投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺溶液,其濃度控制在1～2mg/l,投加量與載體體積比在0.8∶1～1∶1。
文檔編號C02F3/10GK1310135SQ0110595
公開日2001年8月29日 申請日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月12日
發(fā)明者章永泰 申請人:章永泰