工艺河道底泥生物氧化消减.doc

河道底泥生物氧化消减工艺(BORRS)河道底泥生态清淤技术概述河道底泥通过耗氧、释放有机物和营养盐、底泥上浮等形式影响上覆水体，是河道水体黑臭和富营养化的重要原因。河道底泥生物氧化消减工艺（Biological Oxidation Reduction of River Sediment BORRS）是一种先进的河道底泥消减和生物氧化技术工艺，其基本设计理念是，河道底泥主要由无机矿物、有机物和流动相组成，河道底泥、特别是黑臭河道底泥有机物含量通常为210，是底泥流动相的主要组成部分，也是河道底泥体积膨胀、淤积的主要因素。底泥有机物主要由难降解的腐殖质和具有强烈耗氧作用的可降解有机物组成，前者主要分布于深层底泥，后者分布于流动相和表层底泥。底泥生物氧化消减是通过硝化和反硝化原理，在河道水体中人为的形成强烈的硝化环境，底泥中形成强烈的反硝化环境，通过相互耦合的硝化和反硝化过程，除去底泥和水体中的氨氮和耗氧有机物，同时在河道泥水界面形成一层棕色氧化层，通过富集于底泥氧化层的底栖微型动物食物链的转换作用，快速消减底泥。底泥消减能降低底泥深度，减少河道底泥清淤的次数，节省大量的工程费用；底泥氧化层的形成对维持底泥好氧微生物区系和其他底栖生物多样性十分重要，底泥好氧层一方面分解底泥深层厌氧层不断渗出的有机质和其它污染物，隔阻有毒耗氧物质向河道水体扩散，一方面分解来自河道污染物、浮游动植物残体，提高河道自净能力。底泥生物氧化消减是河道生物修复和生态恢复的必要技术措施。河道底泥生物氧化消减工艺由施工现场人工导流技术、生物促生技术、土著微生物定向扩增技术、靶向给药技术以及河道浅层混合曝气技术等技术和工艺组成，适合于城市河道、湖泊生物修复和生态恢复治理。主要特点1、消减底泥，节省费用，能有效除去底泥流动相和表层底泥的有机物，使河道底泥深度大幅降低，大大减少河道机械清淤的次数，降低河道维护费用；2、底泥氧化，在底泥表面形成氧化层，底泥表面附着大量微型动物，形成河道底泥微生态系统，使黑臭底泥转化为“活性污泥”，强化河道底泥对水体有机污染物分解和河道生态系统自净功能。3、抑制底泥营养盐释放，底泥氧化还原电位提高，使N、P营养盐处于锁闭状态，抑制营养盐向水体释放，减缓水体富营养化过程。关键技术和工艺 1、土著微生物定向扩增技术 微生物是水体和底泥污染物去除的主要力量，微生物利用水体和底泥中的营养元素进行繁殖，并大幅度降低水体或污泥中的污染物浓度。大量研究表明，经过特别筛选的土著微生物对当地环境的适应性远好于外源微生物，并且对污染物的去除效果也较好，而且投加外源微生物还有生物安全性的潜在危险，因此选择性的投放土著微生物对污染物的去除有利。在众多河道的治理工程中，我们选择性的对某些土著微生物进行定向扩增，人为的创造目标微生物适宜的生长生存条件，大规模的增加该目标微生物的数量，使之成为优势菌种。然后采用特有的靶向给药技术，将土著微生物接种到水体或河道底泥中，实现去除污染物的目的。2、靶向给药技术为了将定向扩增好的土著微生物接种到河道底泥上，我们开发了靶向给药技术。利用高压给药枪，将土著微生物培养液和土著微生物混合剂吸进高压给药枪体内，在高压的作用下，注射在河道底泥中。同时，在河道上泼洒微生物营养盐载体材料，该材料具有良好的吸附性能，在泼洒前，该材料在微生物营养液中浸泡较长时间，在浸泡过程中，大量吸附微生物营养盐，泼洒后沉没到河道底泥表层，为土著微生物进一步生长繁殖提供营养必需元素，实现底泥的生物氧化，有效降低底泥有机物含量和耗氧速率，从而提高对水体的生物降解能力。3、生物促生技术生物促生剂中含有缓冲剂、有机酸、营养素、和能量系统，配方专门激发土著微生物的呼吸活性，提高其降解环境污染物的能力。通过替代原来有问题的生物系统，代之以通过生物促生技术增强有益微生物，底泥在高强度的生物冲量作用下，通过微生物的新陈代谢活性来间接完成底泥污染物的降解。4、河道浅层混合曝气技术底泥生物氧化消减过程之一是在施工河道水体中形成强烈的硝化环境，将水体和底泥流动相中氨氮转化成硝酸盐，此过程必须满足三个基本条件，一是水体中有足够的溶解氧、二是水体中有足够的硝化菌浓度，并且微生物和底物必须进行充分的混合传质、三是水体中BOD5低，满足上述要求，曝气设备必须具有一定混合功能，混合曝气时不能将深层底泥搅拌起来，我们在叶轮曝气机的基础上，开发出小叶轮浅层曝气技术，能充分满足施工河道水体硝化条件，该设备可提供380v/220v两种用电模式，充分满足野外河道作业的复杂环境。5、河道底泥生物氧化消减作业现场人工导流技术采用可拆卸的橡胶人工水坝