一种用于治理底泥污染的微生物滤层构建方法与流程

1.本发明属于底泥修复技术领域，具体涉及一种用于治理底泥污染的微生物滤层构建方法。


背景技术：

2.水体污染是全球普遍存在的一个重要环境问题，在河流湖泊污染治理中，污染底泥的治理一直是主要的难点。水体中底部的底泥因季节性分层导致长期堆积，泥内的细菌厌氧增殖和爆发，导致水体中的氮、磷等营养盐的释放，引起水环境中的污染物大量增加，甚至产生有毒物质。
3.目前，污染底泥控制技术主要有异位处理技术和原位处理技术两大类。
4.异位处理技术是将污染底泥挖掘出来运输到其它地方后再进行处理，即将水体的内污染源转移走，以防止污染水体。异位处理技术主要有疏浚、异位淋洗、玻璃化等，但是在应用最广泛的疏浚过程中必然产生大量的疏浚底泥，并且由于底泥含水量高、运输困难、污染成分不明确以及无处堆积等问题，如果不能得到合理的处理，不仅浪费了大量的土地资源，并且底泥中的污染物质可能随着地表径流流入土壤及周围环境中，对堆积区周围的环境造成二次污染。
5.原位处理技术是将污染底泥封留在原处，采取措施阻止底泥污染物进入水体，即切断内污染源的污染途径。原位处理技术主要有覆盖、固化、氧化、引水、物理淋洗、喷气、电动力学修复、微生物修复和植物修复等。
6.其中，化学药物对水体和底泥的污染往往超出了其修复的作用；而物理的方法会导致生态系统的破坏，只能改善一时，不能够维持长久生态平衡。
7.因此，本发明提供一种微生物滤层的构建方法。


技术实现要素：

8.为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于治理底泥污染的微生物滤层构建方法，其具体技术方案如下：一种用于治理底泥污染的微生物滤层构建方法，包括以下步骤：步骤1：加料：在污染底泥的表层注入氧化剂和反应添加剂，降低污染底泥的沉积物中污染物质的溶解性，氧化剂在水中产生具有强氧化性的羟基自由基，所述氧化剂和反应添加剂的注入深度为5~10cm；步骤2：氧化反应：混合搅拌底泥3~10min，搅拌深度为20~30cm，羟基自由基氧化底泥中的有机质和还原态物质，降解底泥中的污染性物质和有害微生物，在河道泥水界面形成一层棕色氧化层，通过富集于底泥氧化层的底栖微型动物食物链的转换作用，快速消减底泥，为后续微生物的附着提供介质；步骤3：向氧化反应后的底泥中加入固化膨胀剂，稳定3~12天，底泥形成结构层；步骤4：在结构层中加入微生物和微生物激活剂，所述微生物和微生物激活剂采用
高压枪进行喷射；步骤5：将步骤4得到的结构层在室外自然条件下稳定20~40天，形成微生物滤层。
9.进一步的，所述反应添加剂为超细铁粉、ph调节剂、螯合促进剂或有机调理剂中的一种或多种组合。
10.进一步的，所述固化膨胀剂为硅酸钙、石灰石、火山灰、聚合铁铝、改性脱硫石膏或沸石粉中的一种或多种组合。
11.进一步的，所述氧化剂与所述固化膨胀剂的投放比例为1:0.5~2，形成的所述结构层厚度为15~30cm，孔隙率为40~60%，孔隙比表面积大于5m2/g。
12.进一步的，所述微生物包括异养硝化菌、好氧反硝化菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、乳杆菌和芽孢八叠球菌，所述激活剂为生物制酶。
13.进一步的，微生物滤层的构建过程在水陆两栖机械或船只上完成，所述水陆两栖机械或船只配备储药箱和高压水枪。
14.进一步的，所述氧化剂为固体氧化钙。
15.本发明的有益效果是：1、本方法没有淤泥的转移、堆积和处置问题，不会对环境产生二次污染，利用部分原有底泥所形成的微生物滤层具有透气性和透水性，对原有生态系统不会产生破坏；2、微生物滤层可以长效环保地改善底泥，并建立长久的生态平衡，具有投资小、效果好、生态环保等优点。
16.3、采用生物喷射和激活酶的组合方式，实现微生物优势菌种的建立和数量的快速繁殖，采用本发明的方法得到的结构层孔隙数量多、比表面积大，微生物滤层所附着的微生物量达到1*109cfu/g以上。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
18.生物制酶是一种负荷生物酶，由酵母群生物酶与辅助其活动的辅酶浓缩混合而成，可以刺激微生物的生化反应，加速微生物对有机物的分解代谢过程，促进微生物的活性和增加微生物的数量。
19.加入微生物和微生物激活剂后，微生物附着在结构层的孔隙结构中，在生物制酶的激活作用下，微生物能够加速分解代谢，迅速繁殖成为优势菌种。
20.实施例1：安徽天长某湖底泥原位修复，湖的水域面积为75.6万平，底泥修复面积为70.2万平，底泥厚度0.8-1.0m，具体步骤如下：s1、将水域水位降至50cm，采用水陆两栖设备将固体氧化钙和反应添加剂注入污染底泥的表层，注入深度为10cm；s2、将处理后的底泥进行混合搅拌3分钟，搅拌机搅拌深度为20cm；s3、通过水陆两栖设备以与固体氧化钙1:1的比例向反应后的底泥加入固化膨胀剂，形成稳定、多孔而有利于微生物着生的结构层，结构层稳定6天；
s4、将微生物及激活剂通入高压枪中，并喷射在结构层上，静置7天，得到的结构层厚度为30cm，孔隙率60%，孔隙的比表面积为5.6 m2/g；s5、恢复水位，持续稳定20天，结构层逐步演变成微生物滤层，即可进行对湖泊重污染底泥原位修复。
21.原位修复完成一个月后，进入修复观察期，对底泥进行随机取样，对检测结果进行汇总分析，底泥溶解态氨氮含量降低60%，溶解态总氮含量降低55%，溶解态总磷含量降低87%，cod含量降低65%，水生植物生长茂盛，生态系统运转良好，达到了原位修复的效果。
22.实施例2：江苏南京某湖底泥原位修复，湖的水域面积为32.3万平，底泥修复面积为30万平，底泥厚度0.6-0.8m，具体步骤如下：s1、将水域水位降至10cm，采用水陆两栖设备将固体氧化钙注入污染底泥的表层，注入深度为15cm；s2、将处理后的底泥进行混合搅拌5分钟，搅拌机搅拌深度为30cm；s3、通过水陆两栖设备以与固体氧化钙1:0.5的比例向反应后的底泥加入固化膨胀剂，形成稳定、多孔而有利于微生物着生的结构层，结构层稳定6天；s4、将微生物及激活剂通入高压枪中，并喷射在结构层上，静置7天，得到的结构层厚度为30cm，孔隙率60%，孔隙的比表面积为6.2m2/g；s5、恢复水位，持续稳定20天，结构层逐步演变成微生物滤层，即可进行对湖泊重污染底泥原位修复。
23.原位修复完成一个月后，进入修复观察期，对底泥进行随机取样，对检测结果进行汇总分析，底泥中溶解天氨氮含量降低68%，总氮含量降低59%，总磷含量降低82%，cod含量降低71%。
24.通过实施例1和2的采样数据分析结果可知，采用本发明的方法构建微生物滤层，可以在利用原有底泥的条件下，有效对底泥中的有毒有害物质进行分解，降低其对环境的破坏，长期有效对生态环境进行保护，维持生态平衡。
25.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。