關(guān)于組合生物技術(shù)對黑臭水體凈化修復(fù)探討

尤新軍(臨沂市生態(tài)環(huán)境局，山東 臨沂 276000)

0 引言

從實(shí)踐中的水質(zhì)特性實(shí)施解析，產(chǎn)生黑臭水體的COD、BOD、氨氮等耗氧性污染物含有數(shù)量超高，從而造成水體缺氧。其水體發(fā)黑關(guān)鍵吸納了黑色FeS、MnS等金屬硫化物的懸浮顆粒；水體發(fā)臭就是厭氧微生物針對水體當(dāng)中有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)變進(jìn)程中出現(xiàn)大部分硫化氫、硫醇、氨和胺等氣態(tài)污染物。基于此，不但要攔截外源污染物，及其清理沉積水底淤泥之外，經(jīng)過工程技術(shù)針對水體當(dāng)中存在的污染物實(shí)施及時(shí)凈化修復(fù)則是改變黑臭水環(huán)境品質(zhì)與生態(tài)優(yōu)良發(fā)展的主要方式。

1 黑色水體的主要種類

1.1 未截污黑臭水體

一般情況下，黑色水體生成的關(guān)鍵因素為許多污染物直接進(jìn)入河道。大部分廢水沒有經(jīng)過凈化處置進(jìn)入河流，導(dǎo)致水中含氧量很低，結(jié)果造成水體發(fā)黑變臭。

1.2 封閉與半封閉黑色及其有怪味的水體

此水體絕大多數(shù)為湖泊、斷流河儲(chǔ)水盒等。此水體不可跟外界河流有交匯，環(huán)境很輕易滋生藻類，造成水體發(fā)黑發(fā)臭。

1.3 減速流動(dòng)與停止黑色氣味水體

此黑色水體通常會(huì)出現(xiàn)在東南沿海城市。比如：上海河水為通常在3.5～3.0m，其在自然環(huán)境下流速非常慢，沉積物等非常輕易的沉浸在河床當(dāng)中，同時(shí)長久停止不動(dòng)則會(huì)顯得非常黑暗。

2 黑色水體發(fā)生的關(guān)鍵因素

再過量的污染物排出，已完全超出河流自凈能力，造成水質(zhì)無法挽回，結(jié)果導(dǎo)致污染。河流被污染的關(guān)鍵因素為下述幾個(gè)方面。

2.1 不加制止的排入沒有處理的污水

當(dāng)前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，污水排放數(shù)量完全超越改革開放早期的2倍之上。且大量污水不經(jīng)過處置，直接排到河流中。

2.2 超低的污水處置率

通過搜集大量信息展示出，國內(nèi)大部分城鎮(zhèn)污水處置率極低，跟發(fā)達(dá)國家比僅占1/6。

2.3 化肥與農(nóng)藥不加節(jié)制

比如二十世紀(jì)以后，國內(nèi)與國外糧食的需求逐漸增加，以至于肥料與農(nóng)藥濫用情況很嚴(yán)重。所以大多數(shù)化學(xué)肥料與農(nóng)藥直接排除到河流中，結(jié)果引發(fā)水體黑色污染出現(xiàn)。

3 黑色水體標(biāo)準(zhǔn)與評估

黑色處理的根本為收集黑色水體標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)實(shí)施合情合規(guī)的評估。當(dāng)前，一般經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)或其他方式定量描述水質(zhì)。其經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法針對監(jiān)測資料實(shí)施處置得到是特征值與代表值。結(jié)果參照水環(huán)境品質(zhì)評估方式與分級指標(biāo)實(shí)施非常精準(zhǔn)的評估。在國內(nèi)黑色水體標(biāo)準(zhǔn)分為兩類：第一，單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，則是針對黑色水體自身氣味定量監(jiān)測，比如：臭閾值和色度測定色閾值；第二，水質(zhì)變動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，比如：溶解氧、化學(xué)耗氧量、氨氮有機(jī)污染物等。其溶解在水體當(dāng)中氧含量為溶解氧。通常狀況下，DO趨于飽和，水當(dāng)中有充分氧氣，首先能增強(qiáng)水中有氧消耗進(jìn)程中針對污染物的解析，地外，可能加強(qiáng)水體自凈率。一旦執(zhí)行不到，水中污染物將被厭氧微生物分開，再此進(jìn)程中發(fā)生黑色物體。在DO含油量小于1mg/L時(shí)，水體很適合厭氧微生物的生長，結(jié)果造成水體發(fā)黑變臭。然而，氨氮(NH-N)含量高，很輕易形成生成氨等有臭氣體。其氨氮在微生物的影響下，被分開成為硝酸鹽類無機(jī)氮化物。在此進(jìn)程中，逐步消耗水中剩余氧氣，造成水體惡化，水質(zhì)極差。COD為在相應(yīng)條件下，下水體當(dāng)中被氧化的物質(zhì)被氧化是多消耗，BOD則為指是參照需氧微生物作用導(dǎo)致水體當(dāng)中有機(jī)物和完美氧化時(shí)代所產(chǎn)生的水溶解量。COD與BOD其關(guān)鍵控制水體當(dāng)中有機(jī)污染，避免水體發(fā)變臭。通過數(shù)據(jù)分析得出，水體中DO含量＜2mg/L，在COD含量超出思思中水質(zhì)指標(biāo)時(shí)，水體變更與產(chǎn)生異味。

4 組合生物技術(shù)針對黑水體凈化案例解析

4.1 處理技藝

針對某條河流的污染狀況與排污能力等狀況實(shí)施調(diào)研之后，結(jié)果明確了以微生物為主體的生物修復(fù)技藝。此程序大致為：引水，隨后實(shí)施曝氣充氧，再然后應(yīng)用微生物解決導(dǎo)致人工濕地環(huán)境，最終把水排走。

4.2 系統(tǒng)籌備

(1)曝氣復(fù)氧系統(tǒng)。應(yīng)用曝氣機(jī)針對河流實(shí)施曝氣處置。需留意把控曝氣機(jī)功率，把水體輕輕攪動(dòng)為準(zhǔn)則。最終將水中的溶解氧水準(zhǔn)從0.5mg/L提升至4.5mg/L，歷經(jīng)7h完成。

(2)微生物解決系統(tǒng)。流調(diào)期間的區(qū)域內(nèi)平均氣溫要達(dá)到30℃，水中溫度需平穩(wěn)在25℃，可滿足復(fù)合菌劑生長。在15h之后，顯微鏡展現(xiàn)出水中微生物的數(shù)量能夠?qū)崿F(xiàn)之后處置需求，則籌備完成。

(3)人工濕地解決系統(tǒng)。此系統(tǒng)為便捷且特殊的生態(tài)系統(tǒng)，一般為水生植物與動(dòng)物微生物。再加上環(huán)境情況構(gòu)成。約在30d之后，系統(tǒng)籌備完成。

4.3 系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)

(1)溫度與溶解氧的變動(dòng)。此系統(tǒng)運(yùn)行3個(gè)月時(shí)間，且地區(qū)溫度基本保持在30℃。實(shí)驗(yàn)河道水中溫度也在25℃，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)微生物生長。且無法曝氣之前，水體溶解氧位于極度厭氧情況，隨后打開曝氣機(jī)后，DO顯著提升。7h后，DO含量區(qū)域平穩(wěn)。

(2)微生物的變化變動(dòng)。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)前30d，各種微生物數(shù)量顯著提升，伴隨著時(shí)間推移，微生物數(shù)量逐漸減少，最后固定在某個(gè)數(shù)值。

4.4 凈化效果解析

(1)針對COD的處置。參照實(shí)驗(yàn)結(jié)果，組合生物技術(shù)處置COD效果顯著。啟初時(shí)段，水中倒入COD，濃度變動(dòng)非常大，結(jié)果排除水中COD，其含量小于40mg/L，實(shí)現(xiàn)了排出需求。有統(tǒng)計(jì)結(jié)果來講，整體處置系統(tǒng)約除去90%的COD。

(2)NHy-N處置。NH3-N為導(dǎo)致河水產(chǎn)生臭味的主要原因。其在實(shí)驗(yàn)啟初時(shí)段，在水中倒入NHJ-N濃度非常大，可實(shí)現(xiàn)16mg/L。結(jié)果排出水中NH3-N的含量小于2mg/L，符合排出標(biāo)準(zhǔn)。有統(tǒng)計(jì)解析結(jié)論來講，整體處置系統(tǒng)大約清除了80%的NH3-N。

5 組合生物技術(shù)的原料與方法

5.1 組合生物技術(shù)原料

水樣來自某市黑臭河水，微生物菌劑包含有光合細(xì)菌菌液、硝化細(xì)菌菌液；耐污型先鋒水生植物為鳳眼蓮；生物促生劑采用上海某公司產(chǎn)品。其他實(shí)驗(yàn)原料則有水族缸，小型充氣泵為3.2W。

5.2 組合生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)方式

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)啟初設(shè)立A組空白對照；B組為光合細(xì)菌與硝化細(xì)菌；C組光合與硝化細(xì)菌，曝氣充氧；D組光合與硝化細(xì)菌，生物促生液，曝氣充氧，E組為光合與硝化細(xì)菌，生物促生液，曝氣充氧，鳳眼蓮。每組設(shè)置兩個(gè)水族缸實(shí)施平行實(shí)驗(yàn)。其中缸中都倒入20L黑臭河水，缸壁采用黑紙覆蓋。整體實(shí)驗(yàn)場地選在室外陽臺(tái)實(shí)施，其在進(jìn)程中，采取蒸餾水補(bǔ)充蒸發(fā)后的水分。其微生物菌液與生物促生劑需在實(shí)驗(yàn)啟初就一次性投入，劑量為光合細(xì)菌10mL/m3；硝化細(xì)菌10mL/m3；生物促生液5mL/m3。鳳眼蓮率先培育一段時(shí)間，實(shí)驗(yàn)啟初取生長優(yōu)良且大小一致的鳳眼蓮5株置于水缸當(dāng)中，每株重量150g上下，持續(xù)曝氣充氧，同時(shí)開啟檢測相關(guān)理化與生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 解析與測試

按照一定時(shí)間段來收集水族缸水樣，解析理化標(biāo)準(zhǔn)與生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。比如：異養(yǎng)細(xì)菌、氨化細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌等。

5.4 結(jié)論與探討

實(shí)驗(yàn)有八月底起始，時(shí)間段內(nèi)水溫保持在28～35℃，有助于鳳眼蓮生長。實(shí)驗(yàn)開始10d之后，針對A組與每個(gè)實(shí)驗(yàn)其他小組水質(zhì)已展現(xiàn)出顯著的區(qū)別。

(1)有機(jī)污染物凈化成果。第一，每組的CODc和BOD含量都展現(xiàn)為減少態(tài)勢，同時(shí)一周之后逐漸趨向平穩(wěn)；C、D、E實(shí)驗(yàn)組針對有機(jī)污染物的凈化成果明顯高于其他組別，10d之后水中的CODa和BOD凈化效率可實(shí)現(xiàn)54%～77%與83%～91%，其中D組與E組排出水水質(zhì)此兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)成地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)。B組因沒有使用曝氣充氧，有機(jī)污染物的含氧降解速率緩慢，同時(shí)發(fā)生浮游藻類很多的問題。第二，實(shí)驗(yàn)之前黑臭水體中B/C是0.27，伴隨著凈化進(jìn)程的實(shí)施D、E組排水B/C都產(chǎn)生先升后將的變動(dòng)規(guī)則，10d之后D、E組排水B/C顯現(xiàn)小于其他組別，此展現(xiàn)了水質(zhì)凈化成果隨著技術(shù)項(xiàng)目的提升隨之上升。

(2)氮形態(tài)的變動(dòng)趨勢與總氮的凈化成果。實(shí)驗(yàn)前期，黑臭水體中NH3-N/TN大約是0.77，即為水體中氮形態(tài)以NH3-N為主要。第一，跟A、B兩組做比較，C、D、E三組氨化和硝化作用有明顯的上升，其E組10d之后的NH3-N與TN的凈化率可實(shí)現(xiàn)至93%和78%。第二，C、D、E組的硝化作用重點(diǎn)是4d之內(nèi)達(dá)成的，隨后D、E組展現(xiàn)相應(yīng)反硝化作用，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中E組排水無法實(shí)現(xiàn)NO2-N積累。第三，畢竟原黑臭水體的NH3-N與TN含量太高，通過10d之后凈化實(shí)驗(yàn)排水氮含量完全沒有實(shí)現(xiàn)地表水V類標(biāo)準(zhǔn)需求。此外，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，A組和B組排水TP含量無顯著改變；C、D、E組排水中TP含量呈現(xiàn)減少趨勢，減少幅度分別達(dá)成至46.21%、50.34%和75.52%。

(3)微生物生態(tài)的變化走向。異養(yǎng)細(xì)菌、氨化細(xì)菌與硝化細(xì)菌等總數(shù)量測定以及變動(dòng)走向解析為判斷污染水體治理成效、預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)進(jìn)度的主要方式。另外，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，A組的異養(yǎng)細(xì)菌和氨化細(xì)菌大體數(shù)量沒有變動(dòng)，自始至終確保在105數(shù)量上下，而C、D組中異養(yǎng)細(xì)菌與氨化細(xì)菌數(shù)量明顯下降，其E組下降非常大，此體現(xiàn)了以上實(shí)驗(yàn)組有機(jī)物污染凈化已非常徹底。硝酸細(xì)菌總數(shù)E組非常多，其有機(jī)污染物收獲高效凈化及其充足溶解氧狀況下水體中氨氮轉(zhuǎn)變至硝氮的速率顯著提升。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組微生物生態(tài)表動(dòng)走向跟其主要理化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)變化走向保持相對應(yīng)。

6 組合生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

第一，組合技術(shù)針對黑臭水體污染凈化和生態(tài)修復(fù)效果顯著高于單一技術(shù)，最理想的組合方式是曝氣充氧加上投加功能性微生物菌劑加上投加生物促生液加上放養(yǎng)水生值物，經(jīng)過10d之后重點(diǎn)污染物含量明顯減少，并且，浮游藻類生物量下降，且各樣性指數(shù)明顯上升，微生物生態(tài)走向潔凈水體型演變。第二，組合技術(shù)使用進(jìn)程中，多種單項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生了各自功效，并且收獲了協(xié)調(diào)和共生。曝氣充氧能夠迅速提升水體溶解氧，水體當(dāng)中污染物凈化進(jìn)程從厭氧發(fā)酵變化為好氧礦化，致使黑臭的二次污染物濃度大大減少，投加功能性微生物菌劑將此凈化作用獲得更好的升級。第三，組合生物技術(shù)被當(dāng)做污染水體治理與生態(tài)修復(fù)的先鋒生物典型，鳳眼蓮的影響展現(xiàn)在光合作用泌氧、抑藻、給微生物帶來了附著載體與針對污染物有效的吸附。投加生物促生液能夠推動(dòng)鳳眼蓮和微生物的生長茂盛，提升其生理活性，則為黑臭水體污染凈化與生態(tài)修復(fù)的優(yōu)良的調(diào)理劑。第四，微生物生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)良的替換不但為水體環(huán)境質(zhì)量得到改變、水體自凈功能同時(shí)獲得加強(qiáng)的主要體現(xiàn)，并且針對評估水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程起到了關(guān)鍵的指示影響。

7 結(jié)語

總之，文章重點(diǎn)解析了黑色水體的種類，原因及其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。隨后綜合實(shí)際案例與實(shí)驗(yàn)分析，全方位的解析了組合生物技術(shù)針對黑色水體的治理探究，給黑色水體凈化修復(fù)探究提供了大量新理論依據(jù)，并且給組合生物技術(shù)在黑色水體污染修復(fù)治理使用中帶來了更加創(chuàng)新的技術(shù)支持。