[發明專利]一種快速消除水體黑臭的方法

有效

• 申請號: 201010118355.2
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN102190370A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 張錫輝;宋乾武;鄧偉斌;高靜思
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院;中國環境科學研究院;東莞市環保產業促進中心;深圳市金達健水科技有限公司
• 主分類號: C02F3/26
• 分類號: C02F3/26
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標代理有限公司 44257
• 代理人: 王鎖林

技術領域

本發明涉及水環境修復，是一種快速消除水體黑臭的方法，特別適合受到嚴重污染而引起水體黑臭現象的城市景觀河流和湖泊。

背景技術

在社會城市化進程中，由于污水收集和處理系統不完善，大量污水進入河流和湖泊等水體，導致水體溶解氧被消耗殆盡，水體發生嚴重的“黑臭”現象。理論上，1mg/L的BOD需要消耗1.5-2mg/L的溶解氧，1mg/L的NH₃-N則需要消耗4.5mg/L的溶解氧，而正常狀態下河流的溶解氧一般只有8mg/L左右，因此，高濃度的BOD和NH₃-N將很快將河道或者湖泊水體溶解氧耗盡，使水體大部分時間處于厭氧狀態。水體進入厭氧階段后，厭氧微生物大量繁殖，并對水體和底泥中大量有機物進行酸化分解，產生各種揮發性的有機物中間體，水體開始出現腐敗性氣味。當水體溶解氧接近0mg/L時，水體進入“嚴格”厭氧階段，水體開始發黑發臭，其中代表“黑”的主要物質是硫化鐵錳類無機物以及腐殖質類有機物，而代表“臭”的主要物質是硫化氫以及由厭氧放線菌分泌產生的土臭素和異莰醇，這類發“臭”物質的嗅閾值極低，容易引起強烈、的“臭”味效應。城市河流湖泊水體發生黑臭不僅使其失去資源功能，還會嚴重破壞周圍的環境景觀，甚至危害到水體周圍居民的健康。

針對河流湖泊的黑臭現象，國內外展開了大量的研究。現有的研究主要分為兩個部分：一是為了恢復河流湖泊的資源功能，保證飲用水的供應中不會出現嗅味而對傳統的水處理工藝進行改進；另一方面的研究是針對城市中污染較為嚴重的河流湖泊水體，為了恢復其景觀功能而對其進行原位處理。其中，飲用水方面的研究開始較早，研究成果較多；而針對污染較嚴重的城市河流湖泊的研究則開展得較晚，研究成果還不多，目前的治理方法主要包括物理法、化學法、生物法和曝氣充氧等。

物理法主要包括截污、調水、清淤等水利工程，經過物理法治理的河流湖泊，因為淤泥疏浚，會對減輕水體的臭味起到良好的作用；截彎取直會增加河流的沖污能力。但這種方法需要建造大型的構筑物，費用高，也受到當地水利水文條件的限制，適應性較差，且因水體底泥營養物質的不斷釋放、地面各種干濕沉降的增加和污染物的持續排放，這種方法不能從根本上解決水體黑臭問題。

生物法是利用特定的生物(包括土著或外源微生物以及植物等)在一定的條件下降解消除環境污染物，是對被污染的環境進行恢復的生物過程。生物修復技術用于治理水體黑臭時，必須與其他環境工程技術如截污、清淤等結合同步進行，否則會由于外源污染物的不斷注入，底泥污染物的不斷釋放而影響生物修復的效果。同時，這種方法并不能降解所有的污染物，還會受到環境中的有毒物質如重金屬等的抑制，受到環境因素包括時間、季節等的影響。

曝氣充氧技術是根據河流湖泊受到污染后缺氧的特點，人工向水體中充入空氣或氧氣，加速水體復氧過程，以提高水體的溶解氧水平，恢復和增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物質得以凈化，從而改善水質。但是，由于空氣中氧氣比例只有21％，其在水體中飽和濃度也只有8mg/L左右，通過空氣曝氣進入水體的溶解氧會很快被消耗，因此空氣曝氣效果持續時間短，常常需要布置很多曝氣器，投資和運行成本高。

采用純氧曝氣技術效果比空氣曝氣效果好。向遭受嚴重有機污染且處于黑臭狀態的河道湖泊水體進行純氧曝氣，充入的溶解氧可以比較快地抑制產生黑臭物質的厭氧細菌，氧化有機物厭氧降解時產生的H₂S、甲硫醚及FeS等黑臭物質，有效地消除水體黑臭現象。純氧曝氣一般采用固定式充氧站和移動式充氧平臺兩種形式。德國在Emscher河、Teltow河、Fulda河、西班牙在Secura河，美國在Homewood河口治理中分別建立了固定式純氧曝氣設施，通過管道式布氣擴散系統對河道進行人工充氧；德國在Saar河、英國在Thames河口、澳大利亞在Swan河治理中均采用了船載式移動純氧曝氣平臺。但是，在重污染河流和湖泊消除黑臭治理中，常規氣泡曝氣或者水力曝氣，效率比較低，消除黑臭需要時間比較長。例如，上海在蘇州河消除黑臭治理中采用微泡式純氧曝氣，因效果不理想而放棄。

發明內容

鑒于現有消除水體黑臭技術存在上述缺陷，本發明的目的是提供一種快速消除水體黑臭的方法。