[发明专利]应用于清洁化水产养殖水体原位修复的方法

说明书

技术领域

本发明属一种涉及海水、咸淡水及淡水高密度水产养殖等水体的净化处理、特别是应用于清洁化水产养殖水体原位修复的方法。

背景技术

现有的海水、咸淡水及淡水高密度水产养殖等水体的净化工艺有多种，其中生物净化方法是目前使用最广泛、效果较稳定、运行费用较低的主流工艺，其方法包括生物膜法、人工湿地法、投加高效微生物菌剂法以及固定化微生物技术。

生物膜法是利用附着生长在惰性载体表面上的生物膜，通过吸附和降解途径去除水体中的有机污染物。其优点是：(1)微生物多样化，生物的食物链长，有利于提高污水处理效果和单位面积的处理负荷；(2)优势菌群分段运行，有利于提高对污染物的生物降解效率，提高脱氮除磷效果；(3)对水质、水量变动有较强的适应性，耐冲击负荷力增强；(4)适合低浓度污水的处理；(6)易于维护，运行管理方便，耗能低。缺点是对工艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。

人工湿地是指模拟并人工强化天然湿地的结构和功能、人为构建的一种污水净化综合系统。水体、透水性基质(如土壤、砂、石)、水生植物和微生物种群是构成人工湿地系统的基本要素，其工作原理是利用基质、水生植物和微生物之间物理、化学和生物的三种协同作用来净化水体。人工湿地的优点在于：(1)建造和运行费用较低；(2)易于实现有效可靠的废水处理；(3)可缓冲对水力和污染负荷的冲击。缺点是：(1)占地面积大；(2)生物和水力复杂性使得设计运行参数难以精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。

投加高效微生物菌剂的方法，是通过向水体投加直接以目标降解物质为主要碳源和能源的高效微生物菌剂来增加生物量，强化对目标污染物质的去除能力。水产养殖中主要投加以光合细菌为主的多菌株复合微生物制剂，利用水中的氨氮、硫化氢等，使水中的有毒物质减少，溶氧增加，防止水体富营养化，使水的透明度提高，从而改善水质。另外，将多种非致病性的微生物如酵母菌、芽孢杆菌、放线菌等制成多菌株复合产品，可发挥各个菌群的不同功能，起到协同作用，克服单一品种适应性差、应用面狭窄的不足。微生物菌剂中的微生物在特定环境条件下的竞争力和适应性是决定其生物强化效果的关键。对于实际多种污染物共存的复杂环境。目前所研制的微生物菌剂往往存在稳定性差和治理效果不明显等问题。

固定化微生物技术是用化学或物理的手段和方法将游离微生物限制或定位在某一特定空间范围内，保留其固有的催化活性，且能够被重复和连续使用的现代生物工程技术。技术要点是首先将所需的优势菌种从活性污泥中分离和筛选，大量富集后固定于反应器中，组成一个连续、高效的污水处理系统。相比于传统的处理方法，其优点在于：（1）被固定化的微生物高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖，有利于提高生物反应器内微生物浓度，缩短反应时间、减小反应流程，降低设备费用。（2）可以通过对所需菌种的筛选后进行固定，由此保证增殖速度慢的细菌发挥其最佳代谢活性，并可以缩短反应器的启动时间。（3）由于固定化所带来的高活性、高浓度的微生物以及固定材料的保护，使得水质或水量的冲击对处理效率及稳定性的影响降到最低点。（4）微生物细胞固定在非水溶性的载体上，因此很容易实现快速、高效的固液分离，而且由于微生物量大，其生长基本处于内源呼吸阶段，因此剩余污泥量产生少，无二次污染产生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于生物膜法、人工湿地法以及固定化微生物技术优点及不足之处提出的应用于清洁化水产养殖水体原位修复的方法，其技术核心是生态渗滤耦合微好氧固定化生物技术原位修复养殖水体，实现清洁化水产养殖。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明的应用于清洁化水产养殖水体原位修复的技术，其工艺流程为：被污染的养殖水体由液位差推动，自上而下经过细砂层、砾石层、生态球层进入池底集水槽，生态渗滤池底系统所寄生的硝化细菌，能发挥更好的生化效果。水体中的有机污染物在生态渗滤系统以物理截留、化学吸附和生物降解三种方式协同作用被去除。池底集水槽出水进入微好氧固定化生物反应器，反应器内的生物载体中的固定化微好氧微生物在养殖水体中逐渐被激活，为生态渗滤系统提供丰富的微好氧微生物菌群来源。循环水泵将富含微好氧微生物菌群的水体泵回养殖池塘水体系统，在浅层曝气系统作用下来自微好氧固定化生物反应器的微生物大量繁殖，并以池塘水体污染物为所需营养源，从而有效净化养殖水体，实现清洁化养殖。