專利名稱：一種復合生態(tài)環(huán)?？卦鍎┛卦甯纳扑|(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及富營養(yǎng)化湖泊中藍藻水華的去除和水質(zhì)改善技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一 種復合生態(tài)環(huán)?？卦鍎┛卦甯纳扑|(zhì)和底質(zhì)的方法，適合富營養(yǎng)化湖泊中藍藻水華聚集嚴 重的迎風岸或湖灣的水質(zhì)改善。
背景技術(shù)：
去除藻類與控制其生長是湖泊水庫水體恢復與保護的難題，目前國際上采用的 技術(shù)主要有三類①工程方法疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等，但治標不治本；②物理方 法超聲波除藻，但能耗大且沒有從根本上抑制藻的活性，且散碎的群體和單細胞絮凝效果 更差，風浪下再懸浮后的增殖能力更強；③生物方法如在湖泊的迎風岸種植高等沉水植 物和挺水植物，但水體透明度和底質(zhì)厭氧狀態(tài)未改善，成活率很低，雖然時效長但見效慢， 受自然氣候影響較大。目前加入傳統(tǒng)的化學殺藻劑、加入鐵鹽促進磷的沉淀、加入石灰脫氮 等，但藥劑用量大并易造成二次污染且透明度改善有限。這種興盛一時的化學試劑殺藻方 法也一度擱淺。本發(fā)明采用雙氧水這種氧化性強、污染為零的化學試劑殺死藍藻細胞，再 配以一定量聚鐵絮凝劑和湖泊沉積物將被殺死的藍藻體絮凝沉降，從而降低水柱營養(yǎng)物濃 度、提高水體透明度，為水體生態(tài)修復提供條件。該發(fā)明是一種綠色環(huán)保，經(jīng)濟效益高，可大 面積、高效率除藻的方法，可以從種源上控藻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在于提供了一種利用復合控藻劑去除污染湖灣水體藻類水華的方 法，方法簡便，操作方便，成本低，水體中的藻類的去除效果十分明顯，具有較高的環(huán)境、社 會和經(jīng)濟效益。并通過該方法的實施改善湖泊的水質(zhì)與底質(zhì)，該方法處理效果好、零污染， 適用于迎風岸湖灣等重污染湖區(qū)水體修復和底質(zhì)氧化狀態(tài)的改善，為高等植物移栽(或自 然萌發(fā))的生物修復技術(shù)提供前提條件。為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案在湖泊的沿岸淺水帶沉積有大量的高等植物種子庫，由于藍藻爆發(fā)和腐爛造成的 透明的降低和底質(zhì)缺氧狀態(tài)使得種子庫萌發(fā)條件受限，使得原本生態(tài)環(huán)境健康的迎風岸成 為藍藻的聚集衰亡區(qū)域進而演變成裸岸，水土流失嚴重，植被自然恢復演替困難，沿岸湖濱 帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值迅速降低。為此申請人使用一種零污染的殺藻劑(雙氧水，H2O2)殺藻 并將其絮凝沉降，使水體的透明度得以改善，為沉水和挺水植被種子的自然萌發(fā)生長或人 工種植構(gòu)建合適的條件。但實驗期間，下沉的藍藻絮凝物松散的沉積在底泥表面，在風浪作 用下再懸浮的比率較大(約34%)，透明度沒有達到預(yù)期的改善。在實驗設(shè)計重點提高絮 凝沉降效果的指導方針下，增加了湖泊沉積物的使用。湖泊沉積物可以與藻體在聚合硫酸 鐵作絮凝劑的下形成穩(wěn)定的結(jié)合，湖泊沉積物比重較大，使得整個絮凝體的沉降速率由原 來的7. 3cm/min上升到19. 2cm/min，可以在短期內(nèi)達到提高透明度的效果。且絮凝體在風 浪的擾動下藍藻再懸浮比率較小，約2 %，風浪較小時，再懸浮比率不超過1 %，這樣可以在
3長期時間內(nèi)保持較高的透明度，為高等植物的萌發(fā)和移栽生根提供時間上的保證。并且含 氧絮凝物沉降到底泥表面形成一個富氧層，可以有效的抑制植物的爛根現(xiàn)象和營養(yǎng)鹽，特 別是磷營養(yǎng)的釋放。一種復合生態(tài)環(huán)?？卦鍎┛卦甯纳扑|(zhì)的方法，其步驟是A區(qū)域選擇先用軟圍隔(固體浮子式橡膠圍油欄，市場有售)圍起一個實驗區(qū)或 是直接在小水體實施控藻。圍隔的作用是在大型湖泊的局部建成水質(zhì)改善區(qū)，從而逐步的 實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)從濁水態(tài)向清水態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；B殺藻劑配制雙氧水(H2O2，質(zhì)量分數(shù)30%，工業(yè)級，各地市場均有售)用自來水 或較清澈的水稀釋10倍，稀釋水的水溫不宜過高，以(23-26)攝氏度為宜，將H2O2倒入稀釋 水中，輕攪混勻后置于陰涼處并及時使用；C絮凝劑的配制將工業(yè)級的聚合硫酸鐵配制成20 25g/L的溶液，用水稀釋，水 也以自來水為宜，不能混入過多的有機質(zhì)及懸浮物，以免影響絮凝效果；D湖泊沉積物的制備取巢湖湖底的沉積物(即底泥)，曬干或烘干后用粉碎機粉 碎，再經(jīng)過80目的分樣篩選取較小的細小沉積物顆粒。將其配制成10g/L的懸濁液，并充 分攪動，將沉入底部的泥沙也攪動混入上層；E殺藻劑的用量和噴灑條件將上述步驟B稀釋的H2O2按1 500的比例均勻地 噴灑于表面水華的圍隔中，噴灑時間以下午1:00 2:00陽光充足時為宜，噴頭分流水柱的 直徑約為1mm，盡量縮短在空氣中停留的時間，控制H2O2的揮發(fā)，噴灑的同時注意攪拌，攪拌 方向為水平方向，使上表層的藍藻與H2O2混合均勻；水華藍藻光合活性1小時后由 0. 411迅速降到0. 037，2小時后就降到0. 014，直至完全喪失光合活性，且光合系統(tǒng)是不可 逆失活，暗適應(yīng)后光合活性不可恢復。F沉積物懸濁液噴灑方法將懸濁液按1 25的比例霧噴式噴灑于水面，噴的同 時及時攪拌，使水體表層漂浮的已失去光合活性的水華藍藻殘體與懸濁液混合均勻，攪動 角度呈傾斜態(tài)，保證水體水平和垂直的混勻，也防止懸濁液過快的沉降；G絮凝沉淀實施的方法將聚合硫酸鐵溶液以1 1000的比例灑入水中，并及時 攪動，充分混勻后靜置，使其自然沉降。靜置10分鐘后，水體的水質(zhì)即得以改善。此時水柱 中懸浮葉綠素減少到處理前的5.3%，濁度降低到處理前的5.5%，透明度由不到IOcm增 加到1. 5m以上，失活藻體沉降到泥水界面的比率達到93. 1%，模擬大風浪擾動后水中葉綠 素、濁度比率分別增加了 0. 8%和1. 0%，這說明絮凝結(jié)合穩(wěn)定，再懸浮的可能性很小；而藻 細胞沉降比率達到96.8%，比擾動前增加了 3.7%，這表明風浪擾動甚至促進了表層漂浮 藻殘體進一步沉降。H、當藍藻濃度過大時，透明度沒有達到預(yù)期的要求時可以再按上述步驟酌量加入 試劑重復殺藻絮凝一次。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較有以下優(yōu)點和效果1、建起可移動軟圍隔，可以轉(zhuǎn)移重復利用殺藻，殺藻沉降操作方便，見效快；2、H202殺藻后可分解為H2O和02，不會造成水體的二次污染，F(xiàn)e元素為地殼中的大 量元素，可參與地球化學循環(huán)，且用量不大，不會形成湖區(qū)鐵污染；3、殺藻速度快，水華藍藻光合活性Fv/Fm在1小時后迅速降到0. 037，2小時后就 降到0. 014，完全喪失光合活性，且暗適應(yīng)后光合活性不可恢復。藍藻群體喪失了細胞活性，且顯微鏡觀察群體不解聚，細胞不破裂，光合組織不可逆失活，即使再懸浮也不能作為種質(zhì) 資源進行繁衍；4、湖泊沉積物與藍藻在絮凝劑作用下形成穩(wěn)定的復合體，不但加速了喪失活性藻 體的下沉速度，而且有效地阻止了沉降藍藻水華的再懸?。?、非常有效的提高了水體的透明度，使水體清澈見底，有利于后期的植被修復；6、湖泊沉積物和藻體的絮凝復合體沉降在底質(zhì)中，部分未完全反應(yīng)的H2O2和強氧 化性的Fe3+可以有效的改善底質(zhì)的氧化還原狀態(tài)，使超富營養(yǎng)化污染區(qū)泥——水界面的缺 氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變成富氧狀態(tài)，有效的阻止了重營養(yǎng)負荷的底質(zhì)中營養(yǎng)鹽的繼續(xù)釋放。7、按照殺藻絮凝的控藻流程操作后，靜置10分鐘后，水體的水質(zhì)即得以改善。此 時水柱中懸浮葉綠素減少到處理前的5. 3%，濁度降低到處理前的5. 5%，透明度由不到 IOcm增加到1. 5m以上，失活藻體沉降到泥水界面的比率達到93. 1 %，模擬大風浪擾動后水 中葉綠素、濁度比率分別增加了 0.8%和1.0%，這說明絮凝結(jié)合穩(wěn)定，再懸浮的可能性很 小；而藻細胞沉降比率達到96. 8%,比擾動前增加了 3. 7%，這表明風浪擾動甚至促進了表 層漂浮藻殘體進一步沉降。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進一步詳細描述。實施例1 此種控藻絮凝改善水質(zhì)的的方法如下一種復合生態(tài)環(huán)?？卦鍎┛卦甯纳扑|(zhì)的方法，其步驟是A、區(qū)域選擇在藻類水華污染嚴重的湖灣，選擇其迎風岸區(qū)域，先用軟圍隔(固體 浮子式橡膠圍油欄，市場有售)圍起一個約200畝的區(qū)或是直接在小水體實施控藻。圍隔 的作用是在大型湖泊的局部建成水質(zhì)改善區(qū)，從而逐步的實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)從濁水態(tài)向清水態(tài) 的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；B、殺藻劑配制雙氧水(按每立方米湖水0.2L配置)(H2O2，質(zhì)量分數(shù)30%，工業(yè) 級，各地市場均有售)用自來水或較清澈的水稀釋10倍，稀釋水的水溫不宜過高，以(23或 24或25或26)攝氏度為宜，將H2O2倒入稀釋水中，輕攪混勻后置于陰涼處并及時使用；C、絮凝劑的配制將工業(yè)級的聚合硫酸鐵配制成20 25g/L的溶液，用水稀釋，水 也以自來水為宜，不能混入過多的有機質(zhì)及懸浮物，以免影響絮凝效果；D、湖泊沉積物懸濁液的制備取巢湖湖底的沉積物(即底泥)，曬干或烘干后用粉 碎機粉碎，再經(jīng)過80目的分樣篩選取較小的細小沉積物顆粒(含水量8%左右)。將其配 制成10g/L的懸濁液，并充分攪動，將沉入底部的泥沙也攪動混入上層；E、殺藻劑的用量和噴灑條件將上述步驟(B)稀釋的H2O2按1 500的比例均 勻地噴灑于表面水華的圍隔中，噴灑時機應(yīng)選擇風浪不大、風速小于3m/s的陽光充足的下 午1:00 2:00之間，噴頭分流水柱的直徑約為1mm，盡量縮短在空氣中停留的時間，控制 H2O2的揮發(fā)，噴灑的同時注意攪拌，攪拌方向為水平方向，使上表層的藍藻與H2O2混合均勻， 同時還可以水體表層風成環(huán)流為自然混勻力；陽光直射下殺藻兩小時。水華藍藻光合活性 Fv/Fm在1小時后迅速降到0. 037，2小時后就降到0. 014，完全喪失光合活性，且暗適應(yīng)后 光合活性不可恢復；
F、沉積物懸濁液噴灑方法殺藻兩小時后可見表層藻體略顯白化，此時加入配制 的湖泊沉積物懸濁液。將懸濁液按1 25的比例霧噴式噴灑于水面，噴的同時及時攪拌， 使水體表層已失去光合活性的水華藍藻殘體與懸濁液混合均勻，攪動角度呈傾斜態(tài)，保證 水體水平和垂直的混勻，也防止懸濁液過快的沉降；G、絮凝沉淀實施的方法在加入湖泊沉積物懸濁液充分混合、攪拌均勻的過程中 即可加入聚合硫酸鐵絮凝劑溶液。將聚合硫酸鐵溶液以1 1000的比例灑入水中，并及時 攪動，充分混勻后靜置，使其自然沉降。靜置10分鐘后，水體的水質(zhì)即得以改善。此時水柱 中懸浮葉綠素減少到處理前的5.3%，濁度降低到處理前的5.5%，透明度由不到IOcm增 加到1. 5m以上，失活藻體沉降到泥水界面的比率達到93. 1%，模擬大風浪擾動后水中葉綠 素、濁度比率分別增加了 0. 8%和1. 0%，這說明絮凝結(jié)合穩(wěn)定，再懸浮的可能性很??；而藻 細胞沉降比率達到96. 8%，比擾動前增加了 3. 7%，這表明風浪擾動甚至促進了表層漂浮 藻殘體進一步沉降。底泥中的缺氧狀態(tài)的改善相對較長，需要幾個小時的反應(yīng)；F、當藍藻濃度過大時，透明度沒有達到預(yù)期的要求時可以再按上述步驟E、F、G重 復殺藻絮凝一次。
權(quán)利要求
一種復合生態(tài)環(huán)?？卦鍎┛卦甯纳扑|(zhì)的方法，其步驟是A、區(qū)域選擇先用軟圍隔圍起一個實驗區(qū)或是直接在小水體實施控藻；B、殺藻劑配制雙氧水用自來水稀釋10倍，稀釋水的水溫為23-26攝氏度，將H2O2倒入稀釋水中，攪混勻后置于陰涼處；C、絮凝劑的配制將工業(yè)級的聚合硫酸鐵配制成20～25g/L的溶液，用水稀釋；D、湖泊沉積物的制備取湖底的沉積物或底泥，曬干或烘干后用粉碎機粉碎，再經(jīng)過80目的分樣篩選取細小沉積物顆粒，將其配制成10g/L的懸濁液，并充分攪動，將沉入底部的泥沙也攪動混入上層；E、殺藻劑的用量和噴灑條件將上述步驟(B)稀釋的H2O2按1∶500的比例均勻地噴灑于表面水華的圍隔中，噴灑時間以下午1:00～2:00，噴頭分流水柱的直徑為1mm，縮短在空氣中停留的時間，控制H2O2的揮發(fā)，噴灑的同時攪拌，攪拌方向為水平方向，使上表層的藍藻與H2O2混合均勻；水華藍藻光合活性Fv/Fm在1小時后由0.411降到0.037，2小時后降到0.014，直至完全喪失光合活性；F、沉積物懸濁液噴灑方法將懸濁液按1∶25的比例霧噴式噴灑于水面，噴的同時及時攪拌，使水體表層漂浮的已失去光合活性的水華藍藻殘體與懸濁液混合均勻，攪動角度呈傾斜態(tài)，水體水平和垂直的混勻，防止懸濁液過快的沉降；G、絮凝沉淀實施的方法將聚合硫酸鐵溶液以1∶1000的比例灑入水中，并攪動，充分混勻后靜置，使其自然沉降。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合生態(tài)環(huán)?？卦鍎┛卦甯纳扑|(zhì)的方法，步驟是A、區(qū)域選擇圍起一個實驗區(qū)；B、殺藻劑配制雙氧水用自來水稀釋，置于陰涼處；C、絮凝劑的配制將工業(yè)級的聚合硫酸鐵配制成溶液，用水稀釋；D、湖泊沉積物的制備取湖底的沉積物，曬干粉碎，配制成懸濁液，將沉入底部的泥沙也攪動混入上層；E、殺藻劑的用量和噴灑條件將稀釋的H2O2按比例均勻地噴灑于表面水華的圍隔中，噴灑；F、沉積物懸濁液噴灑將懸濁液按比例霧噴式噴灑于水面；G、絮凝沉淀實施將聚合硫酸鐵溶液灑入水中，攪動，靜置，沉降。方法簡便，操作方便，成本低，透明度提高和底質(zhì)改善效果明顯，對修復水體零污染，具有較高的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益。
文檔編號C02F9/04GK101880100SQ20101022290
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者李印霞, 李敦海, 李根保, 汪志聰, 沈銀武, 秦紅杰 申請人:中國科學院水生生物研究所