一种城市内湖黑臭水体的富氧微生态修复方法与流程

本发明属于黑臭水体治理
技术领域：
，更具体来说涉及一种城市内湖的黑臭水体的富氧微生态修复方法
背景技术：
：城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味的水体的统称。2015年，国务院颁布的《水污染防治行动计划》提出“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标。2018年生态环境部开展黑臭水体整治环境保护专项行动，第一批和第二批共对19个省46个城市上报已完成整治的739个黑臭水体进行督查，其中21个城市未达到治理目标，城市黑臭水体治理形势仍十分严峻。申请号201810953751.3公开了一种黑臭水体的生态修复方法的方法，通过打捞水体中的漂浮物、截污、水生态系统的再建、水体生态系统维护、水体周边环境、检测维护等对黑臭水体进行治理；该方法主要针对河道的黑臭水体治理，而城市内湖主要特点为湖体周边市政截污管网完善，无大型污染源进湖；湖水外源补充水严重不足；水体流动性差；对城市内湖适用性不强。技术实现要素：为克服城市内湖城市水体补水源严重不足、水体自净能力低下等问题；本发明提供一种城市内湖黑臭水体的富氧微生态修复方法，该方法治理效果显著，重构了城市内湖生态净化系统，能长期实现水体的“长治久清”。本发明一种城市内湖的黑臭水体的富氧微生态修复方法，包括以下内容：内容1在湖体绕湖岸线一周间隔布置推流曝气机，在每台推流曝气机出水口后呈扇形布设一片人工水草；通过推流曝气机将富氧水体推送至人工水草区域；内容2在湖体的一侧建设循环泵站，相对应的另一侧建设人工湿地，将水体泵送至人工湿地；形成湖水的内部净化循环体系；内容3在湖体周边种植水生植物，形成生物拦截带；内容4向湖体中按比例投放水生动物，控制水体藻类。优选地，所述内容1中，推流曝气机采用水下式推流曝气机。优选的，所述内容1中，每隔30-50m布置一台推流曝气机，每台推流曝气机增氧能力为2.0-3.0kgo2/h。推流式曝气工作原理为高速水流在射流器喉部产生负压，空气在压力差的作用下经吸气管自动吸入射流器，在射流器喉部与水形成汽水混合物，经剧烈的搅动，空气被粉碎成极微小的气泡，成为乳化状的汽水混合液，溶气水从射流器扩散口喷出，形成巨大富氧水流喷向人工水草。优选的，所述内容1中，所述推流曝气机出气口均为顺时针或逆时针方向。通过将推流曝气机的出气口设定为顺时针或逆时针方向，形成统一方向水流，可以形成水体整体流动性。湖泊水体下层溶解氧低于上层，采用水下式的推流曝气机，以解决湖体下层溶解氧低的问题；同时，人工水草沉于湖体底部，采用水下式的推流曝气机可将富氧水体直接喷向人工水草，使人工水草上的挂膜微生物处于富氧环境。在实际操作过程中，将曝气机的送气管、电缆采用管道沿湖底埋设引至岸边，不影响湖面小型游船的通航。优选的，所述内容1中，每片人工水草的布设方式为：以每台推流曝气机出水口后2m为圆心，呈扇形布设，其中扇形的边长为15-20m，圆心角为40-60°。采用优选方案中的扇形布设，可以使人工水草的利用率达到最高，使人工水草的挂膜微生物均能充分和富氧水体接触优选地，所述内容1中，人工水草比表面积≥100m2/m，优选为100～160m2/m。优选地，人工水草沉于湖体底部，其长度为人工水草顶部低于湖面常水位0.5m以上，优选为0.5～1m。在优选的布设方式，在达到最优效果的基础上，又不影响感官效果及考虑到湖面小型游船的通航，优选地，所述内容1中，人工水草的种植密度为5颗/m2。优选地，所述内容1中，推流曝气机开启时间为水体溶解氧高于8mg/l时，推流曝气机为每日开启4小时，优选的，开启时段为每日的0点～2点至4点～6点；水体溶解氧低于8mg/l时，推流曝气机为每日开启8小时，优选的，开启时段为每日的20点～24点至另一日的4点～6点。优选地，所述内容2中，循环泵站日抽水设计规模根据湖体大小为湖体总水量的0.2-2％；人工湿地水力停留时间为1-2d。优选的，所述内容2中，人工湿地采用表面流人工湿地，面积大于1万m2时，优选的，采用多级人工湿地。优选地，所述内容3中，在湖体周边种植水生植物的方式为：在湖体浅水区，种植挺水植物，所述挺水植物包含再力花、风车草、水菖蒲中的至少一种，在湖体软质驳岸，种植草本植物，所述草本植物的宽度≥10m。优选地，所述内容3中，向水体按比例投放水生动物，投放的水生动物中种类为鲢鱼、鳙鱼、鲴鱼、鲫鱼、青鱼五种；鲢鱼、鳙鱼、鲴鱼、鲫鱼投放比例为3-5:2-4:1-2:1-2；青鱼投放数量为每亩每米水深2-4条。鲢鱼在水域的上层活动，以绿藻等浮游植物为食，鳙鱼在水域的中上层活动，以原生动物、水蚤等浮游动物为食；鲫鱼属底层鱼类，以植物性食料为主，杂食小虾、蚯蚓、幼螺，昆虫等；四种鱼按比例投放构成控制湖泊浮游植物-浮游动物-植物-小型生物的生态系统，比例不合理可能导致生态系统失调。青鱼投放数量为每亩每米水深2-4条，抑制福寿螺的爆发。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、通过曝气机、循环泵站和人工湿地联合作用，同时解决城市内湖流动性不强和置换率不高的问题。城市内湖流动性弱，沿湖按顺时针或逆时针设置一圈推流曝气机，在增加水体溶解氧的同时，形成统一方向性的水流，解决城市内湖“死水一潭”的问题。城市内湖无长期补水源，在湖体的两侧分别修建循环泵站和人工湿地，将湖水从一侧抽至另一侧的人工湿地净化后补充回湖体，形成“活水循环、清水补给”。2、高比表面积人工水草为水体中土著微生物提供了附着物，在推流曝气机出水口后成扇形布置承接推流曝气机喷射出的富氧水体，使挂膜微生物处于富氧环境，净化效果大大提升。3、本发明采用生态治理技术，不采用化学净水药剂，无二次污染；且治理效果好，能长期稳定改善水质，治理成本低。长期运行湖体水质可达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)iv级标准。附图说明图1实施例1中所示长沙岳麓后湖治理前后对比图，其中图1(a)为治理前，图1(b)为治理后；图2实施例1中的人工湿地照片；图3实施例1中的人工湿地出水；图4实施例1中增氧推流照片；图5实施例1中的生物拦截带。具体实施方式实施例1长沙岳麓后湖占地面积600亩，平均水深2m，原始水质浑浊、恶臭，被判定为黑臭水体；控源截污后采用本发明技术进行治理，布设水下推流曝气机50台，推流曝气机出气口均为顺时针，在每台推流曝气机的出水口后呈扇形布设一片人工水草。人工水草面积总计15万米；每片人工水草的具体布设方式为：以每台推流曝气机出水口后2m为圆心，呈扇形布设，其中扇形的平均边长为28m，圆心角平均为50°。人工水草的平均比表面积为130m2/m，人工水草的种植密度为5颗/m2，人工水草沉于湖底，其长度为人工水草顶部距离湖面常水位1m，在湖体的一侧建设循环泵站规模5万m3/d(两台，每台2.5万m3/d)，相对应的另一侧溅射人工湿地2万平；人工湿地水力平均停留时间为1.5d，投放鲢鱼、鳙鱼、鲴鱼、鲫鱼、青鱼分别为6万条、4.5万条、2.2万条、2.2万条、0.5万条。在治理过程中，推流曝气机开启时间为水体溶解氧高于8mg/l时，推流曝气机为每日开启4小时；开启时间为2:00至6:00；水体溶解氧低于8mg/l时，推流曝气机为每日开启8小时，开启时间为22:00至6:00。治理前后水质对比如下表所示。表1治理前后水质指标项目化学需氧量(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)总氮(mg/l)治理前42.43.030.1955.25治理后(一年后)150.2830.040.65地表水iv类标准301.50.11.5从上述表的内容可以看出，本发明对土壤中实施例1的城市内湖水体中各项污染物有很好的去除作用，水质明显改善。达到地表水iv类标准。在实施例1中，为较大的城市内湖，本发明采用推流曝气机+人工水草，循环泵站、水生植物种植、水生动物，有效达到了上述城市内容的治理目标。在本发明方案形成的过程中，还进行了大量小湖的治理，在治理过程中，也尝试了大量的方案，最终优化出本发明的方案。实施例2某小型试验湖体，将试验湖体分成两个试验区，两个试验区面积相同，a区采用水面曝气，b区采用水下推流曝气，试验前及试验3天后，分别测定a、b区上层及下层水体溶解氧，溶解氧早中晚测定取平均值，试验结果如下。表1不同曝气方式下溶解氧指标对比项目上层溶解氧(mg/l)下层溶解氧(mg/l)治理前6.24.9水面曝气后(3天)9.25.8水下曝气后(3天)8.98.1实验结果表明，采用水面曝气，水体上层溶解氧搞，但对流动性不强的水体，对下层水体溶解氧改善有限，采用水下曝气，可有效改善湖体底部溶解氧较低的问题。实施例3某小型试验湖体，将试验湖体分成两个试验区，采用水下推流曝气，两个试验区面积相同，a区人工水草采用本专利的扇形布置至推流曝气机出水口，b区人工水草数量与a区一致，均匀布置在b区水面，试验前及试验3天后，分别测定a、b区上层及下层水体cod，cod的测定采用多点采样，取平均值。试验结果如下。表1不同曝气方式下溶解氧指标对比项目cod(mg/l)治理前58扇形布置(3天)32均匀布置(3天)15实验结果表明，在同等曝气条件下，扇形布置人工水草比均匀布置更有利用水体中cod的降解。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12