CN102849846A - 一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种水质调控方法，涉及水处理技术领域。一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，包括：搅动水源水，使得水中的颗粒物质悬浮；保持颗粒物质沿一定的方向，以适当的速度(0.015～0.020米/秒)运动；保持水力停留时间10～14天。本发明针对含有泥沙的水源水进行强化水质自净，能够达到非常好的水质净化效果，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质调控方法，特别涉及一种含泥沙水源水水质生态调控方法。
背景技术
随着工农业生产的发展，河流水体受到污染的情况越来越严重，由于上游来水受到污染，特别是氮磷营养盐的污染，导致水源地水库藻类大量生长、富营养化现象频频发生，作为饮用水水源地的水质面临严峻的挑战。
为了减轻和消除上游来水中的污染物质，特别是氮磷营养物，当务之急是进行源头控制，在此基础上进行污染水体的污染处理和修复。
水体的修复包括生物方法和化学的方法。化学方法要往水体中添加各种化学物质，因此作为水源水处理方法被避免使用。生物方法，特别是生态修复技术，是目前在水体修复中常常采用的恢复技术。其中原位生态修复往往采用种植水生植物和投加微生物和酶制剂的方法。但大面积水生植物的种植费用较高，使用微生物技术进行修复需要投加功能性的微生物菌剂，常常会带来较大的投资和外源生物影响的问题，在实际应用中受到限制。
河流水体通常还带有泥沙，给水体污染治理和修复带来困难。
因此，业界迫切需要一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题，克服现有技术缺陷，提供一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法。本发明的技术方案如下：
一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，包括：
搅动水源水，使得水中的颗粒物质悬浮；
保持颗粒物质沿一定的方向，以适当的速度运动；
保持水力停留时间10～14天。
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，所述搅动为：采用机械方式。
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，所述颗粒物质悬浮和运动，形成了一个流动床生物反应器，对水源水中的营养物质具有流动床反应器的去除功能，由于上游来水中含有泥沙，泥沙上吸附有适应能力较强的土著微生物菌群，这些微生物菌群在水体的悬浮、流动过程中，吸收利用周围环境中的各种营养物质，与泥沙一同形成了具有污染物降解能力的生物膜颗粒，达到对水中富营养物质的去除和降解。
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，所述速度的范围在0.015～0.020米/秒。
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，在颗粒物质以适当的速度运动期间，其上吸附的土著微生物通过吸收代谢水中的营养物质降解水中污染物，颗粒上的微生物通过互相碰撞，自我消耗所繁殖的生物量。
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，在颗粒物质以适当的速度运动期间，颗粒物质上土著微生物的主要反应为：
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，搅拌的GT值为10000左右。
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，所述搅拌的方法为：根据水源水中的泥沙情况、悬浮物浓度对搅拌的水力驱动参数进行调整
上述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其中，所述水力搅拌方式采取向同一个方向的水力推动。
本发明的有益效果是：水质净化效果好；无污染；成本低；可行性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
图1是本发明水质控制的方法示意图；
图2是2010年9月用本发明方法净化水源水的效果示意图；
图3是2010年12月用本发明方法净化水源水的效果示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图1表示了本发明的方法流程图。本发明用于含泥沙水源水水质生态调控的方法包括：
(1)搅动水源水，使得水中的颗粒物质悬浮。搅动可以采用机械方式或其他动力方式。颗粒物质悬浮、流动，形成了一个流动床生物反应器，对水源水中的营养物质具有流动床反应器的去除功能，由于上游来的水中含有泥沙，泥沙上吸附有适应能力较强的土著微生物菌群，这些微生物菌群在水体的悬浮、流动过程中，吸收利用周围环境中的各种营养物质，与泥沙一同形成了具有污染物降解能力的生物膜颗粒，达到对水中富营养物质的去除和降解。
(2)保持颗粒物质沿一定的方向，通过机械(叶轮搅拌、泵闸联合调度等)控制水体以适当的速度运动。速度的范围在0.015～0.020米/秒，水力搅拌GT(G是水流速度梯度；T是反应时间)值为10000～11000。根据来水水体中的泥沙情况、悬浮物浓度对搅拌的水力驱动参数进行调整，保证运动速度在合适的范围，保证水中颗粒物悬浮，使得颗粒物与水流充分接触和摩擦，使得泥沙颗粒上的土著微生物能够充分接触水中的营养物质。通过水力冲刷作用，加快生物膜的更新，促进营养物质的降解。水源水通过悬浮、沉淀过程，大大提高了其中的氮磷营养物污染物去除效率。水力搅拌方式采取向同一个方向的水力推动。
(3)保持水力停留时间10～14天。在这期间，颗粒物质在运动过程中，其上吸附的土著微生物通过吸收代谢水中的营养物质，达到降解水中污染物的目的。同时，颗粒上的微生物通过互相碰撞，自我消耗掉繁殖的生物量。
泥沙颗粒土著微生物去除氮磷的主要反应为：
本发明利用土著微生物通过人工强化的技术对水源水进行水质生态调控，避免了现有技术的副作用，具有低污染和低成本的特点，减轻和缓解富营养化危害，有实际应用价值。
本发明方法使用长江口进入水库的水进行了实验，实验过程和实验结果介绍如下：
一、取样：
取上海长江口青草沙水库入水口9月和12月的水样若干。
二、水质控制实验：
如图1，将20L水倒入模拟的容器内，水层的高度约10厘米。采用搅拌器1控制其速度为0.015～0.020米/秒，GT值为10000左右。使得水中的颗粒物质全部悬浮起来，不形成沉淀的死角。另外设置一个不搅拌的容器作为对照。每天采集水中的样品进行微生物和水质指标的测定，主要测定指标为异养细菌数量，水质指标总氮(TN)和总磷(TP)。测定方法见国家环保局《水和废水水质检测分析方法》第四版，2004年。
三、实验结果及分析
图2为2010年9月，实验组和对照组水中总氮(TN)和总磷(TP)的变化情况。由图中曲线可以看出，随着处理时间的延长，水中的TN和TP浓度不断降低，经过2周左右的时间，基本稳定，及水力停留时间约两周。实验组的TN和TP比对照组有明显的下降，TN下降的幅度高于TP。
图3是2010年12月实验组和对照组水中TN和TP的变化情况。由图中曲线可以看出，随着处理时间的延长，水中的TN和TP浓度不断降低，经过2周左右的时间，基本稳定，及水力停留时间约两周。实验组的TN和TP比对照组有明显的下降，TN下降的幅度高于TP。
9月份和12月份的水样虽然有变化的区别，但变化趋势一致，即随着处理时间的延长，水中的TN和TP浓度均有明显的下降，TN下降的幅度高于TP。经过2周左右的时间，基本稳定。12月份的实验比9月份地实验更加明显地显示了TN和TP比的下降，其原因是12月份水中的悬浮颗粒物浓度比9月份高，其上携带的微生物数量多，其对水质净化的效果好。实验结果显示，本发明针对含有泥沙的水源水进行强化水质自净，例如长江原水进入水库后利用本发明方法进行自净，能够达到非常好的水质净化效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，包括：
搅动水源水，使得水中的颗粒物质悬浮；
保持颗粒物质沿一定的方向，以适当的速度运动；
保持水力停留时间10～14天。
2.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，所述的搅动为：采用机械方式。
3.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，所述颗粒物质悬浮和运动，形成了一个流动床生物反应器，对水源水中的营养物质具有流动床反应器的去除功能，由于上游来的水中含有泥沙，泥沙上吸附有适应能力较强的土著微生物菌群，这些微生物菌群在水体的悬浮、流动过程中，吸收利用周围环境中的各种营养物质，与泥沙一同形成了具有污染物降解能力的生物膜颗粒，达到对水中富营养物质的去除和降解。
4.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，所述速度的范围在0.015～0.020米/秒。
5.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，在颗粒物质以适当的速度运动期间，其上吸附的土著微生物通过吸收代谢水中的营养物质降解水中污染物，颗粒上的微生物通过互相碰撞，自我消耗所繁殖的生物量。
6.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，在颗粒物质以适当的速度运动期间，颗粒物质上土著微生物的主要反应为：
7.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，所述的搅拌的GT值为10000左右。
8.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，所述搅拌的方法为：根据水源水中的泥沙情况、悬浮物浓度对搅拌的水力驱动参数进行调整。
9.根据权利要求1所述一种用于含泥沙水源水水质生态调控的方法，其特征在于，所述水力搅拌方式采取向一个方向的水力推动。
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