一种黑臭水体及富营养化水体的治理方法及装置与应用与流程

本发明属于环境保护技术领域，本发明涉及黑臭及富营养化水体、湿地修复领域的物理、化学和生物的修复技术，集成多种治理技术的黑臭水体的综合治理方法及装置与应用。

背景技术：

随着社会经济的高速发展，人口急剧增长，污染物排放量大幅增加，环境保护滞后，治理水平跟不上经济高度发展，致使大量污染物随着污水、垃圾、降水和径流等进入水体，导致环境质量恶化。径流污染物未经处理而直接排出进入河流使水体遭受严重污染。尤其在城市，为了泄洪的需要，只从工程角度考虑河流改造，将河道裁弯取直，河流两岸三面被水泥钢筋固化，这样的设施隔绝了河水与河床及河岸系统的连接， 使适合更多生物生存的环境消失了，其生态功能和净能力也随之退化，直接导致河道内大量生物消失，高负荷的污染排放轻易使河道水体内部生态系统崩溃瓦解，所以现阶段城市河道大多变得又黑又臭，成了典型的臭水沟，淤积严重也基本丧失排洪功能。对于此类问题目前没有理想的治理方法，大多方法涉及到清淤治理，投资成本较大，不能从根本上解决实际问题，截止到2016年2月16日，在全国295座地级及以上城市中，77座城市没有发现黑臭水体。在其余218座城市中，共排查出黑臭水体1861个。其中，河流1595条，占85.7%；湖、塘266个，占14.3%。全国七大流域中，海河、松辽流域等污染也相当严重，污染河段占 60%以上。

如何恢复河流原有生态结构，创造一个良好的人居环境，人们开展了大量的工作，基于此提出了集成技术对黑臭及富营养化水体进行生物修复治理。而生态修复技术是近年最具有发展前景的修复技术，这种技术将生态学思想作为核心指导， 修复时将河道看作一个完整的生态系统，所有措施都围绕水体生态系统的恢复与完善。该方法费用省、 效果好、无二次污染。但河流的治理是一项系统工程， 尤其是城市河道的复杂性决定了单纯某一种技术很难达到预期的效果， 应借助其他技术支持， 将它们较好的整合在一起，共同发挥其作用， 当然前提要以生态学作为核心指导思想。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种城市黑臭及富营养化水体的生态修复方法，通过一系列手段恢复和完善受损的城市河道生态系统， 通过河道生态系统的恢复， 使系统内各种生物共存，生物多样性增加，抗外界干扰的能力增强，系统能稳定持续维持较好状态。创造一个美丽的人居环境， 满足生态文明建设的需要。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种黑臭水体及富营养化水体的治理方法，其特征在于按如下的步骤进行

（1）增氧装置：

在河道中心区域，安放制氧设备+纳米曝气设备、提升泵+导流水管设备，以增加水体中溶解氧含量，有利于有机质的分解和水体中各生物的存活,河段二段设备间放置2制氧机，施工初期延长制氧设备运行时间，施工后期可根据需要增加开启、缩短和延长来控制运行时间;

（2）黑臭水体及富营养化水体河道底泥的消解：

将微生物复合剂直接作用于黑臭水体及富营养化水体对河道底泥进行好养微生物氧化作用，分解底泥中的有机污染物，对黑臭水体及富营养化水体底泥进行消解；所述的微生物复合制剂由下述成分组成：

微生物菌制剂 含量微1×10⁶/mL；投加量为：10-20g/m³污泥

微生物促生剂 投加量为：0.2-0.5g/m³污泥

辅助药剂 投加量为：2-5mg/m³污泥；

所述的微生物菌制剂指：芽孢杆菌、副球菌、絮凝菌、光合菌组成的粉状菌剂；其中芽孢杆菌：副球菌：絮凝菌、光合菌的重量比为5：3：2：1；

微生物促生剂从美国爱达荷州西南部的“风化褐煤中提取的BE，本产品属于市场购买产品；

辅助药剂：指的是含微量三价铁盐与小分子的碳源物质的混合物，其中含微量三价铁盐与小分子的碳源物质质量比为1:100，所述含微量三价铁盐指的是硫酸铁；小分子的碳源物质指的是醋酸钠。

（3）黑臭及富营养化水体增氧：

在河道二岸各设置旁路生物反应器2套，单套处理量为50m³/h ，均位于增氧工艺反应区内,该设备，内部有隔板，在设备中间三分之一分布有上下隔板，中间分布有填料，截留微生物，设备一端近底部0.3m处连接水管和提升泵，将黑臭水体废水提升到旁路生物反应器中，另一侧上端连接有出水管，将黑臭水体排出均位于增氧工艺反应区内,经过增氧工艺处理后的河水具有较高溶解氧，生物净化反应器内部含有微生物生长的填料；

（4）投加微生物菌制剂和微生物促生剂

当黑臭水体突发情况发生时，直接投加投加微生物菌制剂和微生物促生剂于旁路生物反应器中，二者的投加量分别按照投加量为2-5g/m³、0.5-2mg/ m³在水体中5个月的投加量；利用微生物的降解去除水体中有机污染物，水中的有机物彻底分解为二氧化碳和水，将有机氮、无机氮等转化为氮气排放到空气中，将磷转化到污泥中，通过排放剩余污泥去除，最终水质得到净化处理。

本发明所述步骤（1）所述旁路高效生物反应器处理指的是：对受污染的黑臭水体进行截污预处理，经水泵自吸引入旁路高效生物反应器中，反应器内设置聚氨酯悬浮填料，反应器中增加微量曝气措施，微生物菌群能在填料表层，中层和内部快速繁殖、有效吸收和降解有毒物质。

本发明进一步公开了一种用于黑臭水体及富营养化水体的治理系统，它包括河道二岸设置的旁路生物反应器、设备间、泵井及输送水体的管道一套；其中：

泵井设计在污染严重河道段下游1.5km处河道中央位置，内有二台提升泵、格栅、格网、闸板和起吊装置；格网放置在泵井中，提升泵放置在格网中，格网起到截留河道中杂物，以免堵塞提升泵的作用；格网上连接有闸板，闸板开启后将提升泵吊离泵井，起吊装置将提升泵提离泵井，便于提升泵的维修；

设备间位于河岸二边泵井旁边，内有提升泵供电系统、提升泵的电控系统，制氧系统，纳米曝气系统，其中电控系统和供电系统与提升泵相连接，控制提升泵；提升泵的一端与输送水体的管道相连接；制氧系统利用电能制备氧气，纳米曝气设备通过管道一端与制氧设备相连接，另一端与河道中输送水体的管道相连接；

旁路生物反应器分别设计在河道的泵井上游1.5km处；制备的氧气通过纳米曝气将细氧分子通入输送水管水体中，输送水管与旁路生物反应器进水端相连接。

其中的旁路生物反应器包括:过滤装置1，填料上下隔板2，聚氨酯悬浮填料3，砾石4，进水管5，连接水管6，出水管路7；进水管5与黑臭水体中前端进水管道相连接，将黑臭水体泵入过滤装置中，过滤装置中含有填料上下隔板2中填满砾石4，砾石过滤水体中的藻类渣物；过滤后的水体通过连接水管6进入旁路生物反应器中，旁路生物反应器内含有填料上下隔板2，内有聚氨酯填料3，通过出水管7将旁路生物反应器中水排到黑臭水体中，河道废水在旁路生物反应器中停留时间设置为10-12h。河道二岸的这套系统负责5km黑臭及富营养化水体范围内的治理和河道水质维持，当河道大于5km，试黑臭及富营养化水体的污染状况及河道长短，可以对整个系统灵活应用，二岸可以增加或者减少整套设备系统，或者可以单独增加旁路高效生物反应器个数。

本发明更进一步公开了黑臭水体及富营养化水体治理方法在去除水中各种污染物净化水质方面的应用。实验结果显示：采用本发明的治理方法可以有效去除水中的污染物质，提升水体的自净能力，恢复水体原有的生态平衡，从根本上改善水体环境。

本发明更加详细的描述如下：

（1）河道水体底泥的消解：

本发明一次性使用，经过适当调整与完善，黑臭水体、河道和湿地水体系统将自我持续运行，降低人为维护及修复成本。修复后的水生态系统具有一定抗外界干扰能力，当受到小于系统耐受阈值的污染时，系统将污染自动化解而继续运行下去，具有一定的纳污、除污能力，不会产生任何污染物，生态环保。以生态学理论为核心指导思想综合利用物理、化学和生物的生态的技术去改善恢复河道水生生态系统， 主要包括以下步骤：

（1）上游污染水体的旁路高效生物反应器处理技术：

通过高效旁路反应器技术，截留上游污染源，当河道或者黑臭水体的外源污染水体进入水体，首先要经过旁路高效生物反应器，可以快速的促进微生物在高效旁路器的填料表面形成生物膜，随着生物膜厚度的增加，自然形成了缺氧、厌氧、好氧的生物内环境，快速的去除河水中有机污染物、氮、磷污染物，经处理后的外援污水流入河道，不会增加原河道的污染物质的浓度，不会引起原来河道水体恶化；由于填料的存在，可以显著提高系统的生物量。在反应器中的本土微生物得以激化并大量繁殖，并通过布水管道在生物滤池上游1km均匀排放，从而提高该段水体中的微生物量，强化并修复水体的自净功能。旁路高效生物反应器处理处理可以切断污染源，消除富营养化水体，维持河道现有状况；其中，在污染减轻环境改善后，不再投加微生物菌制剂和微生物促生剂，通过本土微生物的快速繁殖来加速食物链的形成并快速改善高端生物的生长环境，大大加速“食物链”的效果。利用本土微生物的降解去除水体中有机污染物。

（2）黑臭水体底泥的消解：

在黑臭及富营养化水体中投加底泥微生物复合制剂，微生物复合制剂指：微生物菌制剂（微生物含量为1×10⁶/mL）（投加量为10-20g/m³污泥）、微生物促生剂（投加量为0.2-0.5g/m³污泥）以及辅助药剂（投加量为2-5mg/m³污泥），微生物复合制剂直接作用于黑臭水体对河道和黑臭水体底泥进行好养微生物氧化作用，分解底泥中的有机污染物，对黑臭水体底泥进行消解。减少黑臭水体底泥向水体释放污染物；它可以就地把污染物转化为微生物及其他生物的“食物”，包括黑臭水体底泥中的富营养物质。由于是生物除淤，基本不用清淤，从而形成了由传统的“转移、对抗”变成“和谐、利用”，称之为整个生态系统的修复。

（3）黑臭及富营养化水体增氧：

多数黑臭水体属于静流状态，所以，对于污染较为严重的黑臭水体，严重缺氧后，导致水体发黑发愁释放大量臭气影响环境。基于此原因，黑臭水体增氧是通过在下游设备间里增加制氧设备，制备的氧气进入缓冲罐、稳压阀和调节阀后使氧气流量达到额定流量，通过纳米曝气头将氧分子扩散到水管中，随着水管流向上游后含有高浓度氧气的水分子释放到黑臭河道中。氧的利用率可达到95%以上，上游管道出口处水中的溶解氧可达到20-30mg/L以上。

（4）投加微生物菌制剂和微生物促生剂

微生物菌制剂和微生物促生剂能够快速高效激活环境中的有益微生物，通过低端微生物的快速繁殖来加速食物链的形成并快速改善高端生物的生长环境，大大加速“食物链”的效果。利用微生物的降解去除水体中有机污染物。

特别是步骤（1）河道旁路生物反应器处理技术中，受污染的黑臭水体进行截污预处理，经水泵自吸引入旁路高效生物反应器中，反应器内设置聚氨酯悬浮填料，具有高孔隙率、高比表面积和低密度等物理特点，由于填料的存在，导致反应器填料分为缺氧区、厌氧区和好氧区三部分，反应器中增加微量曝气措施，微生物菌群能在填料表层，中层和内部快速繁殖、有效吸收和降解有毒物质；同时，附着的生物膜对有害物质、酸碱度的变化以及温度的耐受性增强，相对于悬浮在水中的微生物附着在载体上的生物膜存活时间显著增加，可以显著提高系统的生物量。在反应器中的本土微生物得以激化并大量繁殖，并通过出水管路自流回流河道水体，强化并修复水体的自净功能。一般来说，黑臭水体污染较为严重，所以，污染源水体在高效旁路反应器停留时间较长，促进黑臭水体的治理。

特别是步骤（2）中）河道底泥处理技术中，微生物复合制剂指：微生物菌制剂（微生物含量为1×10⁶/mL）（投加量为10-20g/m³污泥）、微生物促生剂（投加量为0.2-0.5g/m³污泥）以及辅助药剂（投加量为2-5mg/m³污泥）。直接撒到河道和和臭水体中，微生物菌制剂自然沉降到底泥中，对河道水体和黑臭水体的底泥进行生物氧化修复作用，一般消解时间在1周左右。

通过增制氧设备+纳米曝气、水泵提升和管道铺设后水循环的双重作用来增加黑臭水体溶氧，增加整条河道的溶氧，使得整个河道的溶氧维持在2mg/l以上，为黑臭水体创造良好的好养环境。促进底泥好养微生物生态系统的建立和对底泥、河道内微生物生态系统的恢复和对水体污染物的降解去除。在该过程中，当污水溶氧降低时，开启制氧设备，将氧气通过纳米曝气通入到水管中，高溶氧的水体连续不断的随着水管从下游流向上游释放于水中，使得整个黑臭水体溶氧增加，当水体中溶氧浓度增高，可以选择关闭制氧设备，空压机中的空气接着通过纳米曝气通入到水管中，随着水管流向上游的旁路高效生物反应器中，进行接触氧化，降低水体的COD和氨氮。

特别是步骤（4）中投加微生物菌制剂和微生物促生剂，微生物菌制剂为有机污染物高效降解微生物菌制剂和微生物促生剂，将微生物菌制剂和微生物促生剂直接投加到旁路高效生物反应器中，二者的投加量分别按照投加量为2-5g/m³、0.5-2mg/ m³在水体中5个月的投加量。当黑臭水体突发情况发生时，除了利用旁路高效生物反应器来缓慢释放微生物菌体外，可以在黑臭水体中直接投加投加微生物菌制剂和促生剂，投加量分别为20-50g/m³、5-20mg/ m³，按照平时投加量的10倍来投加。一般在黑臭水体和河道治理中在每年的3-4月份，8-9月份一年投加二次（应急状态下除外）。现多藻或者所用的微生物菌粉状菌剂指的是：芽孢杆菌、副球菌、光合菌组成的粉状菌剂；其中芽孢杆菌：副球菌：光合菌的重量比为5：3：1；菌制剂具有脱磷除氮微生物副球菌，具有去除水体有机污染物的芽孢杆菌等微生物组成，所述的粉状菌剂指的是：芽孢杆菌、副球菌、絮凝菌、光合菌组成的粉状菌剂；其中芽孢杆菌：副球菌：絮凝菌、光合菌的重量比为5：3：2：1（天津市环境保护科学研究院可以免费对外提供），见专利一种人工湿地结构，专利号：ZL201420683272.1），具体制作过程见专利（一种用于河道、湖泊和湿地修复中的多通道高效生物填料专利号：（201410647541.3）。

微生物菌制剂含有脱磷除氮微生物，通过投加微生物菌制剂和微生物促生剂有效除去系统中氮磷物质，避免由于富营养化而导致的蓝藻的爆发，对于总氮和氨氮去除具有显著优越性；通过投加微生物菌制剂和微生物促生剂使有益细菌逐步成为优势菌群，增强了系统的生物活性，提高了微生物的有效生物量和功能性；

同时，微生物可有效降解底泥中的有机物，减少底泥中氮磷向水体中的释放，使底泥的体积和重量逐步减少，达到生物清淤的效果，避免了人工或机械清淤工程量大，环境二次污染严重的不足。该方法快速高效，效果持续，一到两个月消除黑臭，三到六个月恢复生态，恢复环境的自净能力；综合成本低，运行简单，不需要清淤及土建工程，大大降低治污投入；无二次污染生态环境。

特别是步骤（3）中河道增氧技术中，通过增制氧设备+纳米曝气、水泵提升和管道铺设后水循环的双重作用来增加黑臭水体溶氧，从而增加整条河道的溶氧，使得整个河道的溶氧维持在2mg/l以上，为黑臭及富营养化水体创造良好的好养环境。促进底泥好养微生物生态系统的建立和对底泥、河道内微生物生态系统的恢复和对水体污染物的降解去除，促进水体本土微生物有益于污染物去除的优势菌种繁殖和生长，连续不断激活水体本土微生物，使之不断大量繁殖，促进河道内微生物生态系统的回复和对水体污染物的降解去除，同时为河道水体微生物创造有利条件；有利于实现整个水体生态系统的恢复。强化水体的自身净化能力；逐步改善水体生态环境，实现整个水体生态系统的恢复。在该过程中，当污水溶氧降低时，开启制氧设备，将氧气通过纳米曝气通入到水管中，高溶氧的水体连续不断的随着水管从下游流向上游释放于水中，使得整个黑臭水体溶氧增加，当水体中溶氧浓度增高，可以选择关闭制氧设备，空压机中的空气接着通过纳米曝气通入到水管中，随着水管流向上游的旁路生物反应器中，进行接触氧化，降低水体的COD和氨氮。

特别是步骤（1）和（3）两工艺的协同作用与灵活运行，具体协调和运行方式如下：

a．当夏季黑臭及富营养化水体污染负荷较高、溶解氧消耗速率快（尤其7、8、9月比较明显）。为了防止黑臭及富营养化水体末端的溶解氧不足而影响生态治理系统的净化效果，以及前端断面水质可能超标的状况，制氧设备可以选择关停和旁路高效生物反应器交互开启。前者开启可以增加黑臭及富营养化水体的溶氧；旁路高效生物反应器的开启可以在促进微生物生长，根据河道水体中的溶解氧含量，当溶解氧水平较高时，可以选择性关掉制氧设备，只开启水泵和风机和旁路高效生物反应器进行水体循环。

b．取水的潜水泵采用变频控制，可根据河道水质状况，调整处理水量，从而控制循环时间，在保证水质的前提下，达到节能目的。

C．系统可根据实际水质污染程度及水体流动速度进行调整，采取间歇运行方式。依据现场水文情况、水质检测数据及运营经验，当水体自净能力提升后，设备每年运行时间及运行费用将会递减。

特别是步骤（4）中投加微生物菌制剂和微生物促生剂，当黑臭及富营养化水体运行状态较好时，可以适当减少投加量和投加次数，减少运行成本。

本发明公开的黑臭水体及富营养化水体的治理方法及装置与应用的优点及效果在于：

（1）本发明以生态学理论为核心指导思想综合利用物理、化学和生物的生态的技术去改善恢复河道水生生态系统。经过适当调整与完善，黑臭水体、河道和湿地水体系统将自我持续运行，降低人为维护及修复成本。修复后的水生态系统具有一定抗外界干扰能力，当受到小于系统耐受阈值的污染时，系统将污染自动化解而继续运行下去，具有一定的纳污、除污能力，不会产生任何污染物，生态环保。

（2）本发明技术能够促进水体中有益微生物的生长，使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而实现对水体的净化，能使黑臭水体形成一个循环的具备自我修复功能的自净化水生态系统。该工艺净化过程特别适应于河道、湖泊等流域治理，具有常规水处理技术无法比及的技术优势、工程优势、成本优势和运行管理优势。其推广应用，将使河道水的治理实现低成本、高效率、安全而可持续，使河道真正成为一道亮丽风景线。

附图说明：

图1为旁路高效生物反应器结构示意图；

图2为黑臭水体及富营养化水体治理方法的流程图；其中：

1为过滤装置， 2为填料上下隔板， 3为聚氨酯悬浮填料，

4为砾石， 5为进水管， 6为连接水管，

7为出水管路； 8为旁路生物反应器，

9为设备间（内含制氧设备和纳米曝气）

10为进水管， 11为出水管。

具体实施方法

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。其中微生物促生剂从市场直接购买，商品名称为：微生物促生剂BE。聚氨酯悬浮填料也有市售。

实施例1

一种黑臭水体及富营养化水体的治理方法：

（1）增氧装置：

在河道中心区域，安放制氧设备+纳米曝气设备、提升泵+导流水管设备，以增加水体中溶解氧含量，有利于有机质的分解和水体中各生物的存活,河段二段设备间放置2制氧机，施工初期延长制氧设备运行时间，施工后期可根据需要增加开启、缩短和延长来控制运行时间;

（2）黑臭水体及富营养化水体河道底泥的消解：

将微生物复合剂直接作用于黑臭水体及富营养化水体对河道底泥进行好养微生物氧化作用，分解底泥中的有机污染物，对黑臭水体及富营养化水体底泥进行消解；所述的微生物复合制剂有限速成分组成：

微生物菌制剂 含量微1×10⁶/mL；投加量为：10g/m³污泥

微生物促生剂 投加量为：0.2g/m³污泥

辅助药剂 投加量为：3mg/m³污泥；

所述的微生物菌制剂指：芽孢杆菌、副球菌、絮凝菌、光合菌组成的粉状菌剂；其中芽孢杆菌：副球菌：絮凝菌、光合菌的重量比为5：3：2：1；

微生物促生剂从美国爱达荷州西南部的“风化褐煤中提取的BE，本产品属于市场购买产品；辅助药剂：指的是含微量三价铁盐硫酸铁与小分子的碳源物质醋酸钠的质量比为1:100；

（3）黑臭及富营养化水体增氧：

在河道二岸各设置旁路生物反应器2套，单套处理量为50m³/h ，均位于增氧工艺反应区内,该设备，内部有隔板，在设备中间三分之一分布有上下隔板，中间分布有填料，截留微生物，设备一端近底部0.3m处连接水管和提升泵，将黑臭水体废水提升到旁路生物反应器中，另一侧上端连接有出水管，将黑臭水体排出均位于增氧工艺反应区内,经过增氧工艺处理后的河水具有较高溶解氧，生物净化反应器内部含有微生物生长的填料；

（4）投加微生物菌制剂和微生物促生剂

当黑臭水体突发情况发生时，直接投加投加微生物菌制剂和微生物促生剂于旁路生物反应器中，二者的投加量分别按照投加量为3g/m³、2mg/ m³在水体中5个月的投加量；利用微生物的降解去除水体中有机污染物，水中的有机物彻底分解为二氧化碳和水，将有机氮、无机氮等转化为氮气排放到空气中，将磷转化到污泥中，通过排放剩余污泥去除，最终水质得到净化处理

实施例2

天津某黑臭水体总长3km，河宽20m，河道水体处于劣V类水体，为使该河河道水质得到显著改善，保持水体达到地表V类水体水质标准，恢复河段自净能力和景观功能。采取了以下措施，河道水质和达标指标见下表。

（1）增氧装置：

在河道中心区域，安放制氧设备+纳米曝气设备、提升泵+导流水管等设备（这些设备是现有技术），以增加水体中溶解氧含量，有利于有机质的分解和水体中各生物的存活。河段二段设备间放置2制氧机（设备是现有技术），施工初期延长制氧设备运行时间，施工后期可根据需要增加开启、缩短和延长来控制运行时间。

（2）黑臭水体底泥的消解：

在黑臭水体中投加底泥微生物氧化复合制剂，微生物复合制剂含有高效微生物菌制剂（微生物含量为1×10⁶/mL），投加量为每吨污泥投加10g微生物菌制剂；微生物促生剂：投加量为每吨污泥投加0.2g微生物促生剂；辅助药剂：投加量为每吨污泥投加3mg。微生物氧化复合制剂直接作用于黑臭水体和黑臭水体底泥进行好养微生物氧化作用，分解底泥中的有机污染物，对黑臭水体底泥进行消解。减少黑臭水体底泥向水体释放污染物；通过生物除淤，不用清淤，配合黑臭水体的曝气，完成了黑臭水体底泥的消解作用。

（3）在河道二岸各设置旁路生物反应器2套。（河道废水在旁路生物反应器中停留时间设置为10-12h。），单套处理量为50m³/h ，均位于增氧工艺反应区内。该设备，内部有隔板，在设备中间三分之一分布有上下隔板，中间分布有填料（聚氨酯微生物填料），截留微生物，设备一端近底部0.3m处连接水管和提升泵，将黑臭水体废水提升到旁路高效生物反应器中，另一侧上端连接有出水管，将黑臭水体排出均位于增氧工艺反应区内。经过增氧工艺处理后的河水具有较高溶解氧，高效生物净化反应器内部含有微生物生长的填料，高效旁路工艺与循环水管相结合，为微生物提供了良好的生长富集环境，增强反应器的脱氮效果，有效去除水中的污染物质，提升水体的自净能力，恢复水体原有的生态平衡，从根本上改善水体环境。其中旁路生物反应器，它包括:过滤装置1，填料上下隔板2，聚氨酯悬浮填料3，砾石4，进水管5，连接水管6，出水管路7。进水管5与黑臭水体中前端进水管道相连接，将黑臭水体泵入过滤装置中，过滤装置中含有填料上下隔板2中填满砾石4，砾石可以过滤水体中的藻类等渣物；过滤后的水体通过连接水管6进入旁路高效生物反应器中，旁路高效生物反应器内含有填料上下隔板2，内有聚氨酯填料3，聚氨酯填料上面可以生长和截留微生物，通过出水管7将旁路高效生物反应器中水排到黑臭水体中；

（4）将微生物菌制剂和微生物促生剂直接投加到旁路高效生物反应器中，二者的投加量分别按照投加量为3g/m³、2mg/ m³在水体中5个月的投加量。菌制剂投加后，利用菌制剂中的各种微生物，包括厌氧、兼氧、好氧等微生物构成的复杂的种群，填料吸附有机物和氮磷等，通过微生物之间的协同作用和微生物本身的同化作用和异化作用，将水中的有机物彻底分解为二氧化碳和水，将有机氮、无机氮等转化为氮气排放到空气中，将磷转化到污泥中，通过排放剩余污泥去除，最终水质得到净化处理。通过4个月运行，水质达标；

实施例3

用于黑臭水体及富营养化水体的治理系统，它包括河道二岸设置的旁路生物反应器、设备间、泵井及输送水体的管道一套；其中：

泵井设计在污染严重河道段下游1.5km处河道中央位置，内有二台提升泵、格栅、格网、闸板和起吊装置；格网放置在泵井中，提升泵放置在格网中，格网起到截留河道中杂物，以免堵塞提升泵的作用；格网上连接有闸板，闸板开启后将提升泵吊离泵井，起吊装置将提升泵提离泵井，便于提升泵的维修；

设备间位于河岸二边泵井旁边，内有提升泵供电系统、提升泵的电控系统，制氧系统，纳米曝气系统，其中电控系统和供电系统与提升泵相连接，控制提升泵；提升泵的一端与输送水体的管道相连接；制氧系统利用电能制备氧气，纳米曝气设备通过管道一端与制氧设备相连接，另一端与河道中输送水体的管道相连接；

旁路生物反应器分别设计在河道的泵井上游1.5km处；制备的氧气通过纳米曝气将细氧分子通入输送水管水体中，输送水管与旁路生物反应器进水端相连接。

其中的旁路生物反应器包括:过滤装置1，填料上下隔板2，聚氨酯悬浮填料3，砾石4，进水管5，连接水管6，出水管路7；进水管与黑臭水体中前端进水管道相连接，将黑臭水体泵入过滤装置中，过滤装置中含有填料上下隔板中填满砾石，砾石过滤水体中的藻类渣物；过滤后的水体通过连接水管进入旁路生物反应器中，旁路生物反应器内含有填料上下隔板，内有聚氨酯填料，通过出水管7将旁路生物反应器中水排到黑臭水体中，河道废水在旁路生物反应器中停留时间设置为12h。

实施例4

天津某黑臭水体总长5km，河宽6m，河道主要承接周围拆迁住户的生活污水，水质恶劣，周边一年之内没有污水厂建设规划，所以，该水体外援污染一年之内无法解决，为使该河河道水质得到显著改善，保持水体达到地表V类水体水质标准，恢复河段自净能力和景观功能。采取了以下措施，河道水质和达标指标。

（1）增氧装置：

在河道中心下游4 km处，设置制氧设备+纳米曝气设备、提升泵+导流水管等设备，以增加水体中溶解氧含量，河道二岸各设置一个设备间，设备间放置2制氧机，施工初期12h制氧设备运行，施工后期可根据需要增加开启、缩短和延长来控制运行时间。

（2）黑臭水体底泥的消解：

在黑臭水体中投加底泥微生物氧化复合制剂，微生物复合制剂直接作用于黑臭水体和黑臭水体底泥进行微生物氧化作用，分解底泥中的有机污染物，对黑臭水体底泥进行消解。减少黑臭水体底泥向水体释放污染物；通过生物除淤，不用清淤，配合黑臭水体的曝气，完成了黑臭水体底泥的消解作用。施工初期，进行延时开启制氧设备，和开启水泵将水体在河道内循环，在循环过程中，将河水和底泥消除制剂混合，进行大规模的消除底泥有机物。后期底泥制剂和污泥混合后，维持底泥增长和消除平衡作用，控制底泥不再向水体中释放污染物。

（3）在河道二岸各设置旁路生物反应器2套，单套处理量为50m³/h ，经过增氧工艺处理后的河水具有较高溶解氧，旁路高效生物反应器内部含有微生物生长的填料，旁路高效生物反应器工艺与循环水管相结合，为微生物提供了良好的生长富集环境，增强反应器的脱氮效果，有效去除水中的污染物质，提升水体的自净能力，恢复水体原有的生态平衡，从根本上改善水体环境。旁路高效生物反应器和河道水体进行循环，一个周期后，河道废水水质达到改观，臭气消除，河水变清澈。

其中旁路生物反应器它包括:过滤装置1，填料上下隔板2，聚氨酯悬浮填料3，砾石4，进水管5，连接水管6，出水管路7。进水管5与黑臭水体中前端进水管道相连接，将黑臭水体泵入过滤装置中，过滤装置中含有填料上下隔板2中填满砾石4，砾石可以过滤水体中的藻类等渣物；过滤后的水体通过连接水管6进入旁路高效生物反应器中，旁路高效生物反应器内含有填料上下隔板2，内有聚氨酯填料3，聚氨酯填料上面可以生长和截留微生物，通过出水管7将旁路高效生物反应器中水排到黑臭水体中。河道废水在旁路高效生物反应器中停留时间设置为10-12h。

（4）将微生物菌制剂和微生物促生剂直接投加到旁路高效生物反应器中，二者的投加量分别按照投加量为3g/m³、1mg/m³在水体中5个月的投加量。本项目黑臭水体比较恶劣，所以除了利用旁路高效生物反应器来缓慢释放微生物菌体外，在黑臭水体中直接投加投加微生物菌制剂和促生剂，投加量分别为25g/m³、10mg/ m³，按照平时投加量的10倍来投加。运行3个月后，水质达到如下标准。高效生物净化反应器内部含有微生物生长的填料，菌制剂投加后，利用菌制剂中的各种微生物，包括厌氧、兼氧、好氧等微生物构成的复杂的种群，填料吸附有机物和氮磷等，通过微生物之间的协同作用和微生物本身的同化作用和异化作用，将水中的有机物彻底分解为二氧化碳和水，将有机氮、无机氮等转化为氮气排放到空气中，将磷转化到污泥中，通过排放剩余污泥去除，最终水质得到净化处理。

1、段云霞，郑先强，吕晶华，等，甲苯降解菌的降解特性及生物强化作用的研究，环境污染与防治，2011，7（33）：50-53。

2、段云霞，韩振为，隋红，李鑫钢。生物通风技术中微生物对污染物甲苯二种形式降解的对比研究。农业环境科学学学报，2004, (3):475-478

3、吕晶华，郑先强，唐运平，段云霞，高浓度难降解工业废水菌种筛选及其降解特性研究，城市环境与城市生态，2011, 24（3）：30-33。