CN117069223A - 一种原位处理藻类及黑臭水体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态修复领域，具体涉及一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，并应用于河湖水体的治理。一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中添加无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂，开始形成矾花时加入催化剂和气浮药剂，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。另一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中加入无机絮凝剂、有机絮凝剂和催化剂，开始形成矾花时加入气浮药剂，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。本发明的原位处理藻类及黑臭水体，不会使藻细胞破裂，不会造成藻毒素释放，从而避免对水体造成二次污染，原位消除黑臭速度快，2‑10 min即可消除水体臭味。
Description
技术领域
本发明涉及一种原位处理藻类及黑臭水体的无动力气浮技术，属于水生态修复领域。
背景技术
黑臭水体、藻类水体的净化及生态修复已经成为人们日益关注的焦点和构建生态文明亟需解决的问题。
水体发生藻华时，水体的透明度、DO降低，散发腥臭味，长期还会导致鱼类死亡，严重影响整个水体的生态平衡，给人类健康、水生动物和植物、生态景观、旅游业产生严重威胁。目前，藻类水体治理方法为物理法、化学法、生物法。通过打捞、换水等物理法，无法解决根本问题；投加EM菌、光合细菌等生物法虽环保，无毒害，但起效时间长，仅在初期具有效果，适用于小水体；通过生态法进行修复时，由于水体透明度低，水体浑浊，达不到建立水生态的条件；化学处理速度快，见效快，但目前大多使用的大部分药剂对水生植物和动物危害大，对环境存在危害，成本高，药效时间短。
水体黑臭时，水体DO含量低、有机污染物含量高、色度高、藻类和菌类滋生、存在硫化氢与不饱和硫氢化合物而使水体散发恶臭味，严重影响人文景观以及人类健康。对于黑臭水体，目前处理方法包括物理法、化学法、生物法。清淤、换水的物理法，成本高，返黑返臭快。投加复合菌剂，菌剂易流失，仅在初期初见成效。通过建立水生态进行修复时，由于水体黑臭，不满足水生态建立的条件。虽然投加化学药剂可快速解决黑臭现象，但大部分药剂环境毒性大，成本高，并无较大突破。
发明内容
针对处理藻类及黑臭水体所用药剂环境毒性大的问题，本发明提出一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，并应用于河湖水体的治理。
本发明的技术方案是：
一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中添加无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂，开始形成矾花时加入催化剂和气浮药剂，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中加入无机絮凝剂、有机絮凝剂和催化剂，开始形成矾花时加入气浮药剂，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
所述无机絮凝剂为聚硅酸、明矾、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的一种或几种，所述有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖中的一种或几种。
所述催化剂为七水合硫酸亚铁、氧化亚铁、四水合氯化亚铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或几种。
所述气浮药剂为柠檬酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、过氧化钙、过碳酸钠、过碳酸酰胺、高铁酸钾中的一种或几种。
所述气浮药剂与催化剂的质量比例为1:0.1-2。
所述无机絮凝剂与有机絮凝剂的质量比例为40-100:1。
所述浮渣通过发酵后用作肥料、种植土。
上述收集的絮体通过发酵后用作肥料、种植土，可达到资源化利用的目的，最终实现水体藻类及污染物去除，净化水体的同时可以达到废物资源化处理。
本发明的有益效果是：
（1）原位处理藻类及黑臭水体，不会使藻细胞破裂，不会造成藻毒素释放，从而避免对水体造成二次污染，原位消除黑臭速度快，2-10 min即可消除水体臭味；
（2）本发明不需要任何设备和动力即可实现气浮，气浮的同时还可为水体富氧，并会在水体底部形成帽封作用，并对底泥氧化，避免异位清淤，节省清淤费用，防止底泥污染物释放，长期维持水体健康状态，时间≥30 d；
（3）本放适用于任何深度河湖处理，最短1 h即可使水体恢复干净清澈状态，透明度提高2.5-6倍；
（4）本发明使用少量药剂即可达到较高的藻类及污染物去除效果，包括COD、氨氮、磷、SS，另外，上浮到水体表面的絮体密实，持续时间≥48 h；
（5）本发明可适用于任何藻类及黑臭水体处理，成本低，易分解，绿色环保，对水体无二次污染，对水环境无毒性，尤其适用于敏感性水体；
（6）本发明在应用过程中，使用的药剂储存与运输方便，操作简单，不需要专业人员和设备；
（7）本发明收集的絮体可发酵后用作肥料或种植土，整个技术不产废物，实现资源化利用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
选取某城市一个小型湖泊进行处理，湖泊中水生植物和动物丰富。该湖泊补充水源主要为再生水，其次是附近河道收集的雨水。由于该湖泊水力流动性差，夏季会发生蓝藻水华，影响观感与市容。因此，在5、7、9月，使用本方法进行治理。将湖泊划分为2个区域，平均水深1.0 m，面积5 m2。水体中总氮含量为6 mg/L，氨氮含量为4 mg/L，总磷含量为0.25mg/L。经检测，藻平均浓度为0.18 g/L（细胞干重），细胞数为0.7×107cell/L，叶绿素a浓度为350 μg/L，水体透明度为25 cm。
区域1：无机絮凝剂包括硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁。有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺。无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂比例为50:1，称取硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁0.3 kg、0.6 kg、0.6 kg溶于10 L水中，均匀泵入区域1中。然后称取有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺30 g，溶于60 L水中，均匀泵入区域1中。随后加入催化剂和气浮药剂，气浮药剂与催化剂比例为1:0.2，称取催化剂为七水合硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁共100 g，质量比例为3:1:1，气浮药剂包括：柠檬酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、过碳酸钠，共称取500 g，质量比例为1:0.5:0.5:2；
区域2：无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂比例为100:1，无机絮凝剂包括明矾、硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，质量分别为0.2 kg，0.2 kg，0.3 kg，0.4 kg，0.4 kg，溶于10 L水中，均匀泵入区域2中。有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺、壳聚糖共15 g，质量比例为2:1。气浮药剂与催化剂比例为1:1.6。使用的催化剂为七水合硫酸亚铁、氧化亚铁、四水合氯化亚铁，使用量为800 g，质量比例为1:1:1。将无机絮凝剂、有机絮凝剂、催化剂一起加入到区域2中。随后加入气浮药剂，气浮药剂包括：柠檬酸钠、碳酸钠、过氧化钙、过碳酸钠，质量为500 g，质量比例为1:1:2:2。
使用不同的药剂组成和配比，分别投加到区域1、2中进行藻类水体处理，藻类絮体上浮后，将浮于水面的藻类进行刮除，收集的藻类絮体发酵后用作种植土。处理后水体透明度分别提高到：80 m、70 m，水体DO分别为：8.01 mg/L、8.10 mg/L。其他实验结果如下所示。
8 h时水体指标
实施例2
选取城市郊区一个小型浅水黑臭河道进行处理。该河道补充水源为再生水，由于该河道水力流动性差，存在排污口，夏季时出现黑臭。因此，在7月份时，使用本方法进行治理。将湖泊划分为2个区域，平均水深1.5 m，面积10 m2。水体中COD为200 mg/L，总氮含量为20 mg/L，氨氮含量为18 mg/L，总磷含量为5 mg/L，水体透明度为15 cm，DO为1.8 mg/L，pH值为6.5。
区域1：无机絮凝剂包括聚硅酸、明矾、硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁。有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵。称取聚硅酸、明矾、硫酸铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁0.8 kg、0.6 kg、1.1kg、1 kg、1 kg溶于50 L水中，均匀泵入区域1中。然后称取有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵共75 g，质量比例为4:1，溶于100 L水中，均匀泵入区域1中。随后加入催化剂和气浮药剂，气浮药剂与催化剂比例为1:0.8，称取催化剂七水合硫酸亚铁、四水合氯化亚铁、高锰酸钾共2.4 kg，质量比例为2:1:1。气浮药剂包括：碳酸钠、过氧化钙、过碳酸酰胺，共称取3.0 kg，质量比例为0.5:2.5:1。
区域2：无机絮凝剂包括聚硅酸、硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁。有机高分子絮凝剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖。称取聚硅酸、硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁0.8 kg、1.2 kg、1 kg、2 kg、1 kg溶于100 L水中，均匀泵入区域2中。然后称取有机高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖共67.5 g，质量比例为1:1，溶于100L水中，均匀泵入区域2中。气浮药剂与催化剂比例为1:1.2，使用的催化剂为四水合氯化亚铁、氯化铁、硫酸铁、高锰酸钾，质量为3.6 kg，质量比为3:1:1:1。将无机絮凝剂、有机絮凝剂、催化剂一起加入到区域2中。气浮药剂包括：柠檬酸钠、碳酸氢钠、过碳酸钠、过碳酸酰胺，质量为3.0 kg，质量比为1:1:2:1。
使用不同的药剂组成和配比，分别投加到区域1、2中进行黑臭水体处理。使用本方法进行处理时，水体臭味2 min内即消失，水体透明度分别提高到：75 m、80 m，其他实验结果如下所示。
8 h时水体指标
实施例1、实施例2通过本发明的方法对藻类及黑臭水体进行处理，在较短时间内即可达到较好的处理效果，可显著去除藻类及污染物，水体透明度显著提高，水体水质提高，处理后水体质量甚至可以达到《地表水环境质量标准》GB3838-2002的Ⅳ类标准以上。从除藻及污染物去除效果、环保性及实用性出发，该发明制备的产品具有较高的工程实用价值。
实施例3
一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中添加无机絮凝剂聚合氯化铝10 kg、聚合硫酸铝10 kg、聚合氯化铁10 kg、聚合硫酸铁10 kg和有机高分子絮凝剂壳聚糖1 kg，开始形成矾花时加入催化剂氯化铁0.05 kg、硫酸铁0.05 kg，以及气浮药剂柠檬酸钠1 kg，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
实施例4
一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中添加无机絮凝剂明矾100 kg和有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺1 kg，开始形成矾花时加入催化剂氧化亚铁2 kg和气浮药剂过碳酸钠1 kg，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
实施例5
一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中加入无机絮凝剂硫酸铝10 kg、氯化铝10 kg、硫酸铁10 kg、氯化铁10 kg、有机絮凝剂聚丙烯酰胺1 kg和催化剂四水合氯化亚铁0.1 kg，开始形成矾花时加入气浮药剂过碳酸酰胺0.5 kg、高铁酸钾0.5kg，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
实施例6
一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，步骤如下：向水体中加入无机絮凝剂聚合硫酸铁100 kg、有机絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵1 kg和催化剂氧化亚铁2 kg，开始形成矾花时加入气浮药剂过碳酸酰胺1 kg，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
通过上述的说明内容以及实施例，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，进行多样的并更以及修改，不以任何形式限制本发明的技术方案。本项发明的产品制备方法以及应用并不局限说明书上的内容，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均包含在本发明保护范围内。
Claims (8)
1.一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于，步骤如下：向水体中添加无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂，开始形成矾花时加入催化剂和气浮药剂，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
2.一种原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于，步骤如下：向水体中加入无机絮凝剂、有机絮凝剂和催化剂，开始形成矾花时加入气浮药剂，形成的絮体上浮到水体表面后，刮除或捕集上浮的絮体。
3.如权利要求1或2所述的原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于：所述无机絮凝剂为聚硅酸、明矾、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的一种或几种，所述有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、壳聚糖中的一种或几种。
4.如权利要求1或2所述的原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于：所述催化剂为七水合硫酸亚铁、氧化亚铁、四水合氯化亚铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或几种。
5.如权利要求1或2所述的原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于：所述气浮药剂为柠檬酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、过氧化钙、过碳酸钠、过碳酸酰胺、高铁酸钾中的一种或几种。
6.如权利要求1或2所述的原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于：所述气浮药剂与催化剂的质量比例为1:0.1-2。
7.如权利要求1或2所述的原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于：所述无机絮凝剂与有机絮凝剂的质量比例为40-100:1。
8.如权利要求1或2所述的原位处理藻类及黑臭水体的方法，其特征在于：所述浮渣通过发酵后用作肥料、种植土。
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