小流域河道修复方法

摘要

本发明公开了一种小流域河道修复方法，包括以下步骤：S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；S2、向河道中投放吸附微球，搅拌、静置，去除吸附微球；S3、向河道中抛洒改性粘土和复合菌种；S4、种植沉水植物。本发明的小流域河道修复方法，通过化学吸附和微生物净化相结合的方式对河道的底泥进行改良活化，同时通过种植沉水植物作为先锋植物，实现了小流域河道的生态修复，具有成本低，净化效果好等优点，适合大规模推广应用。

权利要求

1.小流域河道修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；

S2、向河道中投放吸附微球，搅拌、静置，去除吸附微球；

所述吸附微球由质量比为6:1:12的柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成；

S3、向河道中抛洒改性粘土和复合菌种；

步骤S3中所述改性粘土的加入量为河道水体重量的0.05-0.1％；

所述改性粘土由硝酸钙、粘土和壳聚糖组成；所述硝酸钙、粘土和壳聚糖的质量比为1:

100:2；

S4、种植沉水植物。

2.根据权利要求1所述的小流域河道修复方法，其特征在于，步骤S2中所述吸附微球的粒径为15-20cm。

3.根据权利要求1所述的小流域河道修复方法，其特征在于，所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.02-0.06％。

4.根据权利要求1所述的小流域河道修复方法，其特征在于，步骤S2中所述搅拌时间为

2-3h，所述静置的时间为24-36h。

5.根据权利要求1所述的小流域河道修复方法，其特征在于，步骤S3中所述复合菌种的加入量为河道底泥重量的0.05-0.12％。

6.根据权利要求5所述的小流域河道修复方法，其特征在于，所述复合菌种由枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌组成。

7.根据权利要求1-6任一项所述的小流域河道修复方法，其特征在于，步骤S4所述沉水植物为枯草、轮叶黑藻、狐尾草、眼子菜、小茨藻、菹草、金鱼藻中的至少一种。

说明书

小流域河道修复方法

技术领域

[0001] 本发明属于河道污染治理技术领域，具体涉及一种小流域河道修复方法。

背景技术

[0002] 在城市化进程中，由于人类活动影响，大量污染物通过大气沉降、废水排放、雨水冲刷等进入水体，最后沉积到底泥中并且逐渐富集，富营养化的河道的底泥一般会受到严重污染，底泥中的污染物反复和水体混合，造成水质难以达标。底泥污染的加剧主要是人为因素造成的，在经济高速发展过程中，大量的难降解、高浓度的污染物进入到河道中，且污染物积累在河道底泥中，从而会导致水体的发黑发臭，而对于河道的治理、水质的恢复的关键在于底泥污染物的解决。

[0003] 污染底泥的修复主要有物理修复、化学修复和生物修复等几种方法。物理修复主要包括底泥疏浚和底泥覆盖等方法，其特点是见效快，但存在不经济、易对水生生态造成破坏、长期作用效果难以保障等缺点。化学修复通过添加化学试剂从而固定和钝化底泥中的污染物，钙盐、铝盐和铁盐是比较常用的固化剂，但有研究表明，铝盐过高会对水生生物具有一定的毒性，钙盐和铁盐虽然对溶解性磷酸盐有良好的结合效果，但铁盐易受到底泥pH和ORP变化的影响。生物修复是通过投加微生物或提高土著微生物活性以消除底泥中有机污染物的一种方法，该方法具有环境友好，不产生二次污染等特点，随着生物技术和生物科学的不断发展，生物修复已成为污染环境治理的热点。

[0004] CN108947158A公开了一种微生物制剂消解黑臭河道底泥的方法，其特征在于：在黑臭河道中投加微生物制剂，所述微生物制剂为CQ1、CQ2和CQ3按照体积比为1-3：1-3：1混合制成，CQ1为枯草芽孢杆菌、金黄色杆菌属、不动杆菌属、嗜冷杆菌、不动杆菌属、假单胞菌属菌株按照等体积比混合而成的混合菌剂；CQ2为弓形菌属、不动杆菌属、希瓦氏菌属菌株按照等体积比混合而成的混合菌剂；CQ3为气单胞菌属、罗尔斯通氏菌属、罗尔斯通氏菌属菌株按照等体积比混合而成的混合菌剂。该发明微生物制剂中的菌株可以恢复生态系统微生物种群，增强水体的自净功能。

[0005] CN106916763A公开了一种用于降解黑臭水体底泥的微生物菌剂，该微生物菌剂包括：A液0.5-10重量份、B液0.1-10重量份和C液0.1-10重量份，其中，所述A液为降解底泥的好氧微生物菌液，所述B液为降解底泥的缺氧微生物菌液，C液为降解底泥的厌氧微生物菌液。该发明利用好氧、缺氧、厌氧的菌种进行复配，对黑臭河体进行治理，通过调节黑臭水体的营养平衡，激活河道中的缺失的相关菌种，促进底泥有机物的快速分解，最终达到水体自净的目的。

[0006] 但是上述现有技术直接将微生物菌种投入河道中，河道底泥中的重金属以及高浓度的有机物均会对微生物菌种产生一定的抑制作用，导致净化效果差，为了保证净化效果，需要反复投加大量菌种，造成劳动量大，且成本偏高，不适合大规模推广应用。

发明内容

[0007] 为了解决以上技术问题，本发明提供了一种小流域河道修复方法。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0009] 一种小流域河道修复方法，包括以下步骤：

[0010] S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；

[0011] S2、向河道中投放吸附微球，搅拌、静置，去除吸附微球；

[0012] S3、向河道中抛洒改性粘土和复合菌种；

[0013] S4、种植沉水植物。

[0014] 优选地，步骤S2中所述吸附微球的粒径为15-20cm。

[0015] 进一步优选地，所述吸附微球由柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成。

[0016] 进一步优选地，所述柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石的质量比为6:1:12。

[0017] 进一步优选地，所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.02-0.06％。

[0018] 优选地，步骤S2中所述搅拌时间为2-3h，所述静置的时间为24-36h。

[0019] 优选地，步骤S3中所述改性粘土的加入量为河道水体重量的0.05-0.1％。

[0020] 进一步优选地，所述改性粘土由硝酸钙、粘土和壳聚糖组成。

[0021] 进一优选地，所述硝酸钙、粘土和壳聚糖的质量比为1:100:2。

[0022] 优选地，步骤S3中所述复合菌种的加入量为待处理河道底泥重量的0.05-0.12％。

[0023] 进一步优选地，所述复合菌种由枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌组成。

[0024] 进一步优选地，所述枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌的重量比为2:1:3:1。

[0025] 优选地，步骤S4所述沉水植物为枯草、轮叶黑藻、狐尾草、眼子菜、小茨藻、菹草、金鱼藻中的至少一种。

[0026] 优选地，步骤S4所述沉水植物的种植密度为50-60株/m2。

[0027] 进一步优选地，所述沉水植物为种植比例为2:1:2的枯草、菹草和眼子菜。

[0028] 本发明的有益效果为：

[0029] (1)本发明的小流域河道修复方法，通过化学吸附和微生物净化相结合的方式对河道的底泥进行改良活化，同时通过种植沉水植物作为先锋植物，实现了小流域河道的生态修复，具有成本低，净化效果好等优点，适合大规模推广应用。

[0030] (2)吸附微球以沸石为吸附载体，以普鲁兰多糖为覆膜剂实现了柠檬酸的缓释，有利于底泥中重金属的去除，避免了底泥中重金属对复合菌种的抑制作用。同时，本发明的吸附载体可以重复利用，降低了处理成本。

[0031] (3)通过向河道抛洒由硝酸钙、粘土和壳聚糖组成的改性粘土，一方面可以降低水体中的污染物，改善水体水质，如提高水体的透明度和增加溶解氧等，另一方面，可以提高沉水植物的成活率，促进后续沉水植物的生长，提高沉水植物的盖度。

具体实施方式

[0032] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0033] 在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。

[0034] 当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。

[0035] 本发明对原料的来源不作限定，除非另外说明，本发明所采用的原料均为普通市售品。所述粘土购自广州拓亿贸易有限公司的污水处理专用红粘土；所述壳聚糖购自山东奥康生物科技有限公司的工业级壳聚糖。

[0036] 一种小流域河道修复方法，包括以下步骤：

[0037] S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；

[0038] S2、向河道中投放粒径为15-20cm的吸附微球，搅拌2-3h后，静置24-36h，去除吸附微球；

[0039] 所述吸附微球由质量比为6:1:12柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成；所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.02-0.06％；

[0040] S3、向河道中抛洒由改性粘土和复合菌种；

[0041] 所述改性粘土由质量比为1:100:2的硝酸钙、粘土和壳聚糖组成；所述改性粘土的加入量为河道水体重量0.05-0.1％；

[0042] 所述复合菌种由重量比为2:1:3:1的枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌组成；所述复合菌种的加入量为待处理河道底泥重量的0.05-0.12％。

[0043] S4、种植沉水植物，所述沉水植物为枯草、轮叶黑藻、狐尾草、眼子菜、小茨藻、菹草、金鱼藻中的至少一种；种植密度为50-60株/m2。

[0044] 实施例1

[0045] 一种小流域河道修复方法，包括以下步骤：

[0046] S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；

[0047] S2、向河道中投放粒径为20cm的吸附微球，搅拌2h后，静置24h，去除吸附微球；

[0048] 所述吸附微球由质量比为6:1:12柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成；所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.06％；

[0049] S3、向河道中抛洒由改性粘土和复合菌种；

[0050] 所述改性粘土由质量比为1:100:2的硝酸钙、粘土和壳聚糖组成；所述改性粘土的加入量为河道水体重量0.05％；

[0051] 所述复合菌种由重量比为2:1:3:1的枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌组成；所述复合菌种的加入量为待处理河道底泥重量的0.12％。

[0052] S4、按照2:1:2的种植比例，种植枯草、菹草和眼子菜三种沉水植物，所述沉水植物2
的种植密度为50株/m。

[0053] 实施例2

[0054] 一种小流域河道修复方法，包括以下步骤：

[0055] S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；

[0056] S2、向河道中投放粒径为15cm的吸附微球，搅拌3h后，静置36h，去除吸附微球；

[0057] 所述吸附微球由质量比为6:1:12柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成；所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.02％；

[0058] S3、向河道中抛洒由改性粘土和复合菌种；

[0059] 所述改性粘土由质量比为1:100:2的硝酸钙、粘土和壳聚糖组成；所述改性粘土的加入量为河道水体重量0.1％；

[0060] 所述复合菌种由重量比为2:1:3:1的枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌组成；所述复合菌种的加入量为待处理河道底泥重量的0.05％。

[0061] S4、按照2:1:2的种植比例，种植枯草、菹草和眼子菜三种沉水植物，所述沉水植物的种植密度为60株/m2。

[0062] 实施例3

[0063] 一种小流域河道修复方法，包括以下步骤：

[0064] S1、对河道里沉积的固体垃圾进行打捞，清除河道底泥中的非降解性杂物；

[0065] S2、向河道中投放粒径为18cm的吸附微球，搅拌2.5h后，静置32h，去除吸附微球；

[0066] 所述吸附微球由质量比为6:1:12柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成；所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.04％；

[0067] S3、向河道中抛洒由改性粘土和复合菌种；

[0068] 所述改性粘土由质量比为1:100:2的硝酸钙、粘土和壳聚糖组成；所述改性粘土的加入量为河道水体重量0.08％；

[0069] 所述复合菌种由重量比为2:1:3:1的枯草芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌和氨氧化细菌组成；所述复合菌种的加入量为待处理河道底泥重量的0.09％。

[0070] S4、按照2:1:2的种植比例，种植枯草、菹草和眼子菜三种沉水植物，所述沉水植物的种植密度为53株/m2。

[0071] 对比例1

[0072] 本对比例与实施例3的区别在于：所述吸附微球由质量比为1:2的柠檬酸和沸石组成；所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.07％。

[0073] 对比例2

[0074] 本对比例与实施例3的区别在于：所述吸附微球由质量比为3:1:6的柠檬酸、普鲁兰多糖和沸石组成，所述柠檬酸的加入量为河道底泥重量的0.07％。

[0075] 对比例3

[0076] 本对比例与实施例3的区别在于：所述改性粘土由质量比为100:1的粘土和壳聚糖组成，所述改性粘土的加入量为河道水体重量的0.15％。

[0077] 对比例4

[0078] 本对比例与实施例3的区别在于：所述改性粘土由质量比为1:50:2的硝酸钙、粘土和壳聚糖组成，所述改性粘土的加入量为河道水体重量的0.15％。

[0079] 对比例5

[0080] 本对比例与实施例3的区别在于：所述枯草、菹草和眼子菜的种植比例为1:2:3，沉水植物的种植密度为65株/m2。

[0081] 实验例1模拟自然河道实验

[0082] 模拟自然河道反应器由有机玻璃制成，其长宽高分别为18m、0.8m和0.5m，坡度为0.1％。反应器底部铺设15cm的底泥和50cm的河水，用于模拟自然河道。按照本发明实施例
1-3和对比例1-5的措施处理模拟自然河道，运行3个月，按照《水和废水监测分析方法》(第4版)中的标准方法进行水质测定，水体透明度采用透明盘测定，实验结束后，采集0.25m3沉水植物，计算沉水植物的密度并推算模拟自然河道内沉水植物的盖度，实验结果如表1和表
2所示。

[0083] 表1

[0084]

[0085] 表2

[0086]  透明度/cm 植物盖度/％
实施例1 50 53
实施例2 50 55
实施例3 50 62
对比例1 35 30
对比例2 40 32
对比例3 30 20
对比例4 30 25
对比例5 40 43

[0087] 由表1和表2可知，本发明通过吸附微球的化学吸附，复合菌种的微生物净化和沉水植物的植物修复共同实现了改善河道水质，消除底泥中内源性污染的目的，实现了小流域河道修复的高效修复，且运行成本低，适合大规模推广应用。

[0088] 同时，通过向河道中抛洒由硝酸钙、粘土和壳聚糖组成的改性粘土，一方面可以降低水体中的污染物，改善水体水质，如提高水体的透明度和增加溶解氧等，另一方面，可以提高沉水植物的成活率，促进后续沉水植物的生长，提高沉水植物的盖度。

[0089] 应用实施例3的小流域河道修复方法，随机选取了12处污染程度属于国家河道底泥评价的重度污染的河道进行试验，运行3个月后，河水的颜色趋于正常，河面异味消除，水质均达国家标准，有效率达到100％。

[0090] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。