(一) 、單項技術(shù)介紹
1、 水體修復(fù)生物制劑技術(shù)
(1)水質(zhì)改善微生物制劑:
技術(shù)內(nèi)容:
依據(jù)土著光合細菌能在不耗氧條件下降解有機物、轉(zhuǎn)化氨氮的原理,從河涌水和底泥中富集篩選光合細菌。優(yōu)化了培養(yǎng)基,研究證明了腐殖酸對光合細菌的促生長作用。研究開發(fā)了培養(yǎng)技術(shù)。經(jīng)過放大培養(yǎng),獲得光合細菌菌液。光合細菌菌液濃度達到每毫升10億個活菌。建立了光合細菌菌液中試培養(yǎng)裝置。利用自行研制的光合細菌菌液,開展了凈化黑臭河涌水的模擬試驗。實驗表明該制劑對河涌水中CODcr、氨氮、硫化物去除率分別達到56%,48%,97%。
特點與效果:
采用了生態(tài)培養(yǎng)方法獲得高濃度復(fù)合光合細菌制劑。該制劑在不好氧情況下有效降解水中有機污染物。實驗?zāi)M,表明投加光合細菌對水體COD去除率提高20%以上,對水質(zhì)改善具有明顯作用。
(2)底質(zhì)改良技術(shù):
技術(shù)內(nèi)容:
針對底泥有機污染削減,研制了固定化微生物制劑。主要由光合細菌和枯草芽胞桿菌復(fù)合,以麩皮、沸石粉、碳酸鈣等為固定化載體。利用微生物氧化分解河道淤泥中的有機污染物,并達到固磷作用。下圖為底質(zhì)改良劑樣品。
特點與效果:
實驗?zāi)M,表明該制劑對底泥有機質(zhì)的消解率提高20%以上,對底泥削減有一定效果,對上覆水中總磷去除率達25 %以上。
(3)藻類生態(tài)改善制劑
技術(shù)內(nèi)容:
針對黑臭水體經(jīng)微生物降解后易演變?yōu)樵孱愡^度繁殖的水華水體的問題,研制了抑制水華的藻類生態(tài)改善制劑。該制劑主要由有機酸和微量元素組成。下圖為藻類生態(tài)改善制劑樣品。
特點與效果:
該制劑有效改善水體營養(yǎng)均衡、增加微量元素生物有效性、增加藻類多樣性、避免體積大的藍藻過渡繁殖。該制劑對抑制水華有明顯作用,水中葉綠素含量明顯減少(與不投加該制劑相比,水中葉綠素含量降低20%以上)。
2、生物柵與人工水草凈水技術(shù)
技術(shù)內(nèi)容:
水生植被的恢復(fù)與重建是提高和改善富營養(yǎng)水體環(huán)境質(zhì)量的重要手段之一,但由于較高營養(yǎng)水平導(dǎo)致水體透明度過低,光補償點不能正常維持光合作用,是制約水生植被重建的關(guān)鍵因子。在較高營養(yǎng)水平條件下,尋求一種較快提高水體透明度,以至提高光補償點的技術(shù),對水生植被的重建和改善水體景觀質(zhì)量有著十分重要意義。生物柵和人工水草正是基于此種目的研發(fā)的一種原位水質(zhì)改善技術(shù)。生物柵和人工水草多孔材料具有很大的比表面積,環(huán)境安全性好,適合富營養(yǎng)水質(zhì)的改善。生物柵和人工水草是對現(xiàn)有的多孔高分子材料進行改性、比選、優(yōu)化而成,如下圖所示。
特點與效果
生物柵和人工水草-藻菌生物膜技術(shù)是一種可以應(yīng)用于富營養(yǎng)水體水質(zhì)改善的原位凈化技術(shù),不需要任何動力和能源,具較好的生態(tài)安全性;可以明顯抑制水體中藻類的生長,遏制或者消除水華,從而迅速提高水體的透明度,改善水體景觀質(zhì)量;該技術(shù)可以在不降低水體營養(yǎng)水平的情況下,在較短的時間內(nèi)顯著提高富營養(yǎng)水體透明度,為富營養(yǎng)水體水生植被恢復(fù)與重建營造一個適宜的理化環(huán)境。
對富營養(yǎng)水體進行的小、中試結(jié)果表明:水質(zhì)改善效果顯著,見效時間短,布放一周左右,水體透明度顯著提高,水體葉綠素水平顯著降低,水體景觀質(zhì)量得到明顯改善。小型試驗表明經(jīng)治理后葉綠素下降40-80%;CODMn降低20~50%;TP 降低20~40%;TN 降低20~40%。


人工水草

生物柵
3、生態(tài)浮島與漂浮式人工濕地技術(shù):
技術(shù)內(nèi)容:
生態(tài)浮島技術(shù)就是利用人工浮體,在上邊栽培水生植物,凈化水體,抑制藻類生長。漂浮式人工濕地就是在河道深水區(qū)域設(shè)計的浮島載體,利用陶粒、生物碳等填料作為浮體,和水生植物構(gòu)成可移動的人工濕地。如下圖所示。
技術(shù)特點:
(1)建立生態(tài)島、漂浮濕地獨特的透氣構(gòu)造孔便于各種植物生根;(2)脫氮除磷:利用漂浮濕地上的功能植物,吸收和去除水中的N、P等富營養(yǎng)化物質(zhì);(3)景觀功能:可根據(jù)污染水體治理要求不同,選擇挺水、浮水、沉水和陸生植物,也可以進行輪種和套種,形成立體種植、四季種植,景觀效果四季延續(xù);(4)水質(zhì)改善:植物,浮體填料,水體修復(fù)藥劑共同作用,促進懸浮物沉降,削減污染物含量,抑制浮游藻類生長;(5)消浪護岸:通過消浪作用穩(wěn)定湖濱帶,形成有利于水生植物恢復(fù)的相對的靜水環(huán)境;(6)造型組裝:結(jié)構(gòu)新穎,植物造型與色彩可隨意組合,便于管理。

漂浮式人工濕地

生態(tài)浮島
4、造流曝氣技術(shù):
技術(shù)內(nèi)容:
利用“流水不腐,戶樞不蠹”的水體自然生態(tài)凈化原理,在相對封閉、水體流動性差的的水域中,設(shè)計曝氣推流,營造水體的循環(huán)對流,從而改善水體中的水流流態(tài),促進上下層水體交換,提高水中的溶解氧含量,破壞微鬟藻的生存環(huán)境,實現(xiàn)抑制藻類繁殖,激活水體凈化機能的目的。
裝置系統(tǒng)主要由潛水電機、專用推水葉輪、安裝支架(分浮水式安裝和沉水式安裝)、吸氣室、吸氣管、專用保護開關(guān)等組成。在葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生強大的軸向推力和徑向攪拌力,將吸入的空氣粉碎成細微氣泡,在水體中形成強大的氣水混合流,同時進一步帶動更大的水體流動,從而使整個水體達到曝氣和推流攪拌混合的雙重作用。它能在較短的時間內(nèi)迅速提高水中的溶解氧,降低水體的有機物和氨氮等污染指數(shù);與傳統(tǒng)的機械式曝氣機不同的是葉輪通過潛水電動機直接驅(qū)動,最大限度的減少能耗損失。
技術(shù)特點:
(1)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易安裝、重量輕,操作簡單;(2)可以水下安裝,噴射角可在上下60度范圍內(nèi)隨意調(diào)整;(3)高性能、低損耗,具有節(jié)能高效的優(yōu)點;(4)在使用過程中無噪音污染,不改變水體的景觀效果;(4)選用的材料采用不銹鋼和高強度工程塑料材質(zhì),耐酸、堿及部分有機劑腐蝕。對水體流動性差的河段,布置造流,進行人工造流,保持水體循環(huán)、流動,通過水體上下層的交換來提高水體溶解氧。
(二)、技術(shù)集成與應(yīng)用試驗案例
1、廣州芳村A涌翠竹園段水體修復(fù)(廣東省科技計劃項目)
綜合技術(shù)方法:設(shè)置堤壩、蓄水、打撈水面垃圾;設(shè)置措施造流與曝氣裝置;投加水體修復(fù)藥劑(主要是水質(zhì)改善微生物制劑、底質(zhì)改善制劑、藻類生態(tài)改善制劑)。
治理效果:見下表。
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水質(zhì)指標
監(jiān)測時間
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CODcr(mg/L)
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BOD5(mg/L)
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硫化物(mg/L)
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氨氮(mg/L)
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總磷(mg/L)
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溶解氧(mg/L)
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治理前
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2004.3.18
|
263
|
124
|
0.63
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45.4
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2.03
|
0.06
|
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治理后
|
2004.7.23
|
33
|
13
|
-----
|
1.4
|
0.20
|
6.20
|
|
2004.10.28
|
39
|
20
|
-----
|
1.2
|
0.48
|
5.00
|
|
2004.12.15
|
45
|
21
|
-----
|
2.1
|
0.32
|
4.70
|
|
2005.5.20
|
23
|
9.8
|
-----
|
1.2
|
1.02
|
5.00
|
|
2005.10.26
|
36
|
18
|
-----
|
1.0
|
0.90
|
4.75
|
|
2005.12.16
|
43
|
21
|
-----
|
1.30
|
0.65
|
4.40
|
|
2006.7.18
|
17
|
5.4
|
-----
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1.60
|
0.67
|
6.00
|
|
國家地表水V類標準
|
≤40
|
≤10
|
≤1.0
|
≤2.0
|
≤0.4
|
≥2
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2、深圳大沙河坪山段水體修復(fù)(廣東省粵港關(guān)鍵領(lǐng)域項目)
綜合技術(shù)措施:設(shè)置堤壩、蓄水;生態(tài)護岸:人工復(fù)氧措施;投加水體修復(fù)藥劑(主要是水質(zhì)改善微生物制劑、底質(zhì)改善制劑、藻類生態(tài)改善制劑)。
治理效果:經(jīng)治理后從劣Ⅴ類水演變成Ⅳ-Ⅴ類水。
治理效果照片:


3、寧波江東區(qū)臥彩江水體修復(fù)(橫向合作項目):
臥彩江位于寧波市,是典型的重度污染的河道,分散源污染較多。長1186m,平均寬約28m,工程面積約33066m2,水體容積約6.28萬m3??菟竞诔魢乐?。
綜合技術(shù)方法:采用曝氣增氧;投放微生物制劑;架設(shè)生物膜(柵)和人工水草;設(shè)置人工生態(tài)浮島、引入水生植物等措施。
治理效果:經(jīng)修復(fù)后,水體黑臭、水華暴發(fā)得到有效控制。水體透明度明顯提高。與工程施工前相比較水體的溶解氧提高了60.9%, COD下降了60%以上,氨氮下降了40.4%,總磷下降了20.5%,總氮下降了51%。
治理效果照片


(三)、主要技術(shù)經(jīng)濟指標
技術(shù)系統(tǒng)集成方法:在河涌水體修復(fù)應(yīng)用實踐中主要采取:水位控制——造流增氧——投加生物制劑——植物修復(fù)組合技術(shù)路線。
技術(shù)適用性與成本:對納污負荷不超過1KgCOD/Km3水體.天的河涌水體,治理后可消除黑臭、水華,達到景觀要求(國家地表水Ⅳ-Ⅴ類標準),明顯改善水質(zhì)和景觀。治理費用控制在30-50萬元/公里(15-25米寬)(不含堤岸改造和控水閘建設(shè))。
(四)、相關(guān)專利
1、陳繁忠,付廣義,余旭祿,一種光合細菌制劑的制備工藝,發(fā)明專利,受理號:200810219265
2、陳繁忠,桂紅艷,盛彥清,付廣義,一種抑制河道水體和底泥惡臭的方法,發(fā)明專利,受理號:200710032727.8
3、陳繁忠,徐文新,盛彥清,傅家謨,一種用于控制河道底泥二次污染的固定化復(fù)合菌劑的制備方法,發(fā)明專利,申請?zhí)?/span>ZL200410026930.0
4、陳繁忠,盛國英, 傅家謨,徐文新,一種水體浮游生態(tài)調(diào)節(jié)劑及用其控制水體藍藻過渡繁殖的方法,發(fā)明專利,授權(quán)號ZL200410050911.1
5、陳繁忠,盛國英,傅家謨,盛彥清,一種池塘底質(zhì)生態(tài)環(huán)境改良劑及使用方法,發(fā)明專利,授權(quán)號ZL03126702.5
6、陳繁忠,盛彥清,一種高濃度有機復(fù)合磷肥及用途,發(fā)明專利,授權(quán)號 ZL03146829.2
7、陳繁忠,水體表面浮渣水華吸除裝置,實用新型專利,授權(quán)號 ZL200420045018.5