學(xué)術(shù)論文：向陽涌黑臭水體生物修復(fù)試驗(yàn)

論文作者：劉軍劉志標(biāo)2 李青2 陳洽群1 劉斌1

擇要：議決底泥生物氧化、水體生物修復(fù)、河涌生態(tài)規(guī)復(fù)等生物修復(fù)技能，對廣州市白云區(qū)向陽涌黑臭河流水體舉行治理。效果評釋，在每天進(jìn)水流量1800～2300 m3，水力停頓時間為2.17～2.78 d的高負(fù)荷產(chǎn)業(yè)廢水和生存污水沖量情況下，議決生物治理，消除了上游預(yù)處理河段水體黑臭征象，使中鄙俚自然潮汐狀態(tài)下水體清潔好氧。評釋在肯定污水流量情況下對都市黑臭河涌舉行生物治理，能有用地消除水體黑臭、延伸河涌生物鏈、增長水體生物多樣性、前進(jìn)河涌水體自凈本事，為都市黑臭河涌治理和養(yǎng)護(hù)提供了確切可行的要領(lǐng)。

要害詞：黑臭河流生物修復(fù)生態(tài)規(guī)復(fù)底泥生物氧化

Keywords： Black-odor river Bioremediation Ecological-mediation Bbiologic oxidation of the sediment in the river

河涌黑臭是我國都市河網(wǎng)的一個廣泛征象，緊張影響住民生存、都市形象和生態(tài)情況，治理黑臭河涌已成為都市水情況治理的緊張組成部門。

生物修復(fù)是情況工程領(lǐng)域剛剛興起的一門新技能，已樂成應(yīng)用于土壤、地下水、河流和近海洋面的污染治理[1～5]。為了進(jìn)一步探索華南地域高負(fù)荷污水流量和潮汐狀態(tài)下的黑臭河涌生物治理技能，在廣州市白云區(qū)向陽涌舉行了黑臭水體生物修復(fù)試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)河涌和測試要領(lǐng)

1.1 試驗(yàn)河涌

向陽涌位于廣州市白云區(qū)石井街，為感潮河涌全長3200 m，勻稱寬度5.8 m，勻稱底泥深度0.9 m。由于上游大量產(chǎn)業(yè)廢水、生存污水排入河涌，近十年來河涌不停處于黑臭狀態(tài)。

1.2 試驗(yàn)要領(lǐng)及工藝參數(shù)

從紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第1排放口向廣花高速公路偏向，人工壘壩截流875 m作為預(yù)處理河段，人工截流使預(yù)處理河段水位穩(wěn)固在0.8～1.1 m以上，總水量為5000 m3 左右，每天上游排放污水1800～2300 m3，勻稱水力停頓時間為2.17～2.78 d。預(yù)處理河段鄙俚為自然潮汐河段，人工壩上留有泄洪孔，以便在暴雨和上游污水排放量加大情況下，直接排入潮汐河段(見圖1)。

1.3 預(yù)處理河段處理要領(lǐng)

紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第1排放口前放養(yǎng)鳳眼蓮，同時在鳳眼蓮下懸掛2～3 m3生物填料，設(shè)置射流式增氧機(jī)1臺(1.10 kW，每臺增氧量為3.5 kg/h)地埋式生物應(yīng)聲器1套;紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第2排放口設(shè)置打仗氧化池1套;預(yù)處理河段部署5臺水車式增氧機(jī)，其中1臺為永世性增氧措施(1.50 kW，增氧量為2.6 kg/h)，4臺為暫時性增氧措施(0.75 kW，增氧量為1.5 kg/h)(見圖1)。

1.4 藥物處理要領(lǐng)

藥物處理分3個階段。

第一階段：底泥生物氧化 60 d(8月23日～10月23日)

使用河流底泥接種專業(yè)作育基，定向擴(kuò)增河涌土著微生物，制成土著微生物作育液，將微生物作育液(細(xì)菌含量1×106pic/mL)，和肯定量共代謝底物等資助藥物一起共250 kg，加上6.6加侖Bio-energizer生物促生液(簡稱BE，美國普羅生物技能公司生產(chǎn))、3.3加侖Micatrol生物解毒劑(簡稱MIC，美國普羅生物技能公司生產(chǎn))，用黑臭河水稀釋殽雜后，直接噴射于河涌底泥內(nèi)，以促進(jìn)河涌底泥生物氧化。此歷程連續(xù)舉行5 d后，接納上述要領(lǐng)連續(xù)30 d向河涌底泥噴灑3.3加侖/d BE，然后將劑量減半，連續(xù)25 d舉行底泥生物氧化。

第二階段：水體生物修復(fù) 30 d(10月24日～11月24日)

在第一階段底泥生物氧化基礎(chǔ)上，連續(xù)30 d在預(yù)處理河段勻稱潑灑2加侖/d BE和50 kg微生物作育液，同時啟動水體增氧措施，藥物使用量憑據(jù)當(dāng)天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指標(biāo)作適當(dāng)調(diào)解。隨著水體好轉(zhuǎn)將藥物劑量使用量降至0.5加侖/d，至第二階段竣事。

第三階段：河涌生態(tài)規(guī)復(fù) 20 d(11月25日～12月15日)

憑據(jù)污水排放量，每天向紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第1、第2排放口投加25 mg/L微生物作育液和2 mg/L BE、1 mg/L MIC，每周向預(yù)處理河段勻稱潑灑2加侖BE，憑據(jù)當(dāng)天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指標(biāo)適當(dāng)調(diào)解BE劑量或接納其他應(yīng)急步伐。

1.5 采樣點(diǎn)及采樣要領(lǐng)

水體采樣點(diǎn)分別位于紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第1排放口(1#)、紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第2排放口上游(2#)、紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第2排放口鄙俚(3#)、木橋(4#)、高速公路(5#)、朝豐路橋上游(6#)，用500 mL取樣瓶直接取樣，并于當(dāng)天測定各項(xiàng)指標(biāo)。(見圖1)

底泥采樣點(diǎn)同水體，用自制底泥采樣器(直徑15 cm玻璃柱)取河床外貌20 cm泥柱，在30 ℃烘箱24 h烘干，取烘干泥樣測底泥TOC和底泥生物活性(G值)。

1.6 測定項(xiàng)目及要領(lǐng)

1.6.1理化指標(biāo)測定及要領(lǐng)

DO接納上海產(chǎn)溶解氧測定儀，于每天上午11：00現(xiàn)場測定;透明度接納自制塞氏盤舉行測定，于每天上午11：00現(xiàn)場測定;pH接納上海產(chǎn)筆式pH計(jì)，于每天上午11：00現(xiàn)場測定;NH3-N接納納氏比色法舉行測定;H2S接納碘量法舉行測定;CODCr接納重鉻酸鉀法測定;底泥TOC參照土壤TOC測定要領(lǐng)。

1.6.2 生物學(xué)指標(biāo)測定及要領(lǐng)

細(xì)菌總量：接納平板作育法;微型動物：用吸管羅致1滴(約0.05 mL)水樣，在血球計(jì)數(shù)板上直接舉行活體視察并計(jì)數(shù);以上指標(biāo)測定要領(lǐng)見文獻(xiàn)[6];底泥生物活性(G值)：見文獻(xiàn)[7]。

2 試驗(yàn)效果與闡發(fā)

2.1 污染源生物處理效果

經(jīng)過20 d運(yùn)行，紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第1排放口地埋式生物應(yīng)聲器對污水CODCr撤消率可達(dá)20%左右;紅星產(chǎn)業(yè)區(qū)第2排放口打仗氧化池對污水CODCr撤消率可達(dá)50%左右。二排放口污水排放總量1800～2300 m3/d，排放污水平均CODCr(3#)穩(wěn)固在150 mg/L左右。

2.2 預(yù)處理河段底泥生物氧化處理效果

底泥耗氧是河涌黑臭的緊張緣故原由之一。由于向陽涌恒久受納來自上游的產(chǎn)業(yè)廢水和生存污水，污染物和生物殘?bào)w、固體顆粒等沉入河底，形成80～120 cm的玄色底泥，底泥議決物理、化學(xué)及生物作用舉行遷移和轉(zhuǎn)化，影響上覆水體。

議決60 d的底泥生物氧化，6個樣點(diǎn)底泥勻稱TOC由28.28 g/kg低落至9.10 g/kg，低落了近2/3倍;底泥生物降解本事(G值)由1.7 kg/kg.h升至5.6 kg/kg.h，前進(jìn)了近2.3倍。

2.3　水體透明度及色澤厘革

從10月24日水體生物修復(fù)開始，10 d內(nèi)，預(yù)處理河段水色孕育發(fā)生了顯著厘革，由玄色變?yōu)榛野咨⒑稚?10月30日預(yù)處理河段鄙俚潮汐河涌水體已基本消除黑臭征象; 11月12日，預(yù)處理河段水體開始發(fā)綠，并出現(xiàn)下午變綠，上午變黑的厘革規(guī)律;11月15日全河段藻類大量繁殖，迅速消除黑臭。從上游至鄙俚，出現(xiàn)暗灰色-灰黃色-黃綠色的漸變歷程，水體透明度也穩(wěn)步前進(jìn)，從上游暗灰色水體的12 cm左右，前進(jìn)到鄙俚高速公路的35 cm左右，而且出現(xiàn)從上游到鄙俚漸漸前進(jìn)的趨向(見圖2)。

2.4水體pH和溶解氧厘革

隨著河涌底泥和水體生物修復(fù)的不停增強(qiáng)，11月12日預(yù)處理河段鄙俚出現(xiàn)藻類，水體pH上升，從上游到鄙俚(1#～6#)，pH從7.3漸漸上升為8.1左右，從11月20日開始，2#～6#采樣點(diǎn)，pH穩(wěn)固在8.1～8.3，而1#采樣點(diǎn)(排污口)不停連結(jié)在6.9～7.3。11月5日前，河涌水體不停為黑臭狀態(tài)，水體溶解氧0.3 mg/L左右，隨著水體生物修復(fù)進(jìn)程，河涌溶解氧漸漸前進(jìn)，并出現(xiàn)從上游到鄙俚穩(wěn)步增高的趨向。11月5日，經(jīng)過綜合步伐處理，預(yù)處理河段水體開始變灰變白，3#～6# DO已升至0.8～0.9 mg/L，以后穩(wěn)步增長，至11月15日預(yù)處理河段3#～6# DO已穩(wěn)固到3.5～4.8 mg/L。而且從上游到鄙俚，DO值出現(xiàn)漸漸增長的趨向(見圖3)。

2.5 水體CODCr和BOD5厘革

隨著生物促生劑的投加和生物修復(fù)步伐的舉行，處理河段CODCr和BOD5顯著低于進(jìn)水，而且隨著時間的推移，這一效果不停增強(qiáng)，10月24日剛開始處理時，從二排污口會集點(diǎn)(3#)到朝豐路上游(6#)預(yù)處理河段河段CODCr去除率僅為8.2%(包羅河水稀釋作用)，11月5日，河涌CODCr去除率為27.4%，11月5日后，CODCr去除率不停穩(wěn)固在30%左右(見圖4、圖5)。

從11月5日河涌生物體系強(qiáng)化后，BOD5去除率前進(jìn)至60%以上，并連結(jié)穩(wěn)固，從河涌NH3-N、H2S等還原性產(chǎn)物濃度厘革上看，從二排污口會集點(diǎn)(3#)到朝豐路上游(6#)預(yù)處理河段，11月5日以后NH3-N去除率顯著上升(包羅河水稀釋作用)，從11.8%增長到29%，隨后穩(wěn)固在39%左右(見圖6)。

H2S含量過高是河涌黑臭的主要緣故原由之一。隨著生物修復(fù)的治理效果漸漸增強(qiáng)，河涌H2­S含量從上游比力0.03 mg/L降至處理河段鄙俚未檢出，評釋經(jīng)過生物修復(fù)后，處理河涌已開端創(chuàng)建好氧清潔生物體系。

2.6 水體生物相厘革

對水體中細(xì)菌總數(shù)視察計(jì)數(shù)的效果評釋，隨著水體生物修復(fù)和水質(zhì)的革新處理，河涌水體異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)較上游少了1個數(shù)目級(上游污水異養(yǎng)菌總數(shù)為0.9×106～1.3×106 PIC /mL，處理河段鄙俚異養(yǎng)菌總數(shù)為0.7×105～1.3×105 PIC/mL)。對水體微型動物視察評釋，千般點(diǎn)的變形蟲、鞭毛蟲、纖毛蟲、輪蟲等種類和數(shù)目通常隨著細(xì)菌和藻類的生長高峰而增長。11月13日開始鄙俚潮汐河涌中出現(xiàn)了大量枝角類水蚤(紅蟲)，之后出現(xiàn)了小魚。

3 討論

3.1 底泥生物氧化和河涌水體生物修復(fù)

底泥是河涌生態(tài)體系的緊張組成部門，主要由無機(jī)礦物、有機(jī)物、和活動相組成。底泥影響上覆水體水質(zhì);底泥的緩沖本事決定了水質(zhì)的穩(wěn)固性，也決定了上覆水體藻相的穩(wěn)固性;底泥的微生物活性決定了對河涌有機(jī)物污染剖析速率，從而決定了河涌的凈化本事[8～10]。

本試驗(yàn)中，使用生物修復(fù)技能，議決實(shí)驗(yàn)室小范圍試驗(yàn)，從十多種方案中，選擇了兩種高效配方，用于河涌底泥生物氧化，議決靶向給藥技能直接噴射于河涌底泥內(nèi)，促進(jìn)河涌底泥氧化，議決檢測表層20 cm底泥TOC和生物降解本事(G值)以確定底泥氧化水溫和生物活性，至9月23日鄙俚河涌(6#)底泥TOC已從17.9 g/kg降至5.9 g/kg，生物降解本事前進(jìn)到5.6 kg/kg.h(大概是該河段在2002年4～5月曾做過底泥氧化，底泥狀態(tài)不停較上游好)。底泥氧化層的形成，為河涌清潔好氧生態(tài)體系的創(chuàng)建創(chuàng)造了良好的條件。10月30日鄙俚河涌底泥營養(yǎng)鹽開釋，水體率先開始變綠。11月3日鄙俚河涌已形成穩(wěn)固的清潔好氧生態(tài)體系，水體色澤和潮汐水同等，透明度偶然高達(dá)60 cm。

3.2 都市黑臭河涌生物治理技能

都市河涌擔(dān)負(fù)著防洪排澇、景觀旅游、生態(tài)情況等多種功效，是都市配置的緊張組成部門。河涌整治不停作為政府的“民心工程”、 “形象工程”而備受珍視。在都市河涌整治中，通常珍視清淤，駁岸，綠化和截污等外貌工程，而不珍視底泥和水體生物修復(fù)，更不珍視河涌生態(tài)體系創(chuàng)建，這樣導(dǎo)致都市河涌整治中邊治邊黑，邊黑邊治，不能從基礎(chǔ)上革新河涌水質(zhì)和自凈本事。截污雖然能從源頭上管理部門污水排放題目，但河涌是一個開放的水體，面源污水和其它污染源不行能完全截住。清淤雖然能撤消部門底泥，清淤后下層底泥仍將為新的內(nèi)源性污染源。僅議決截污、清淤、沖水，縱然短期內(nèi)能管理黑臭的題目，由于河涌好氧清潔生態(tài)體系尚未創(chuàng)建，水體的自凈本事有限，一旦河涌納污很快又規(guī)復(fù)到黑臭狀態(tài)。本試驗(yàn)效果評釋，在沒有完全截污的情況下，議決底泥生物氧化和水體生物修復(fù)，配合河涌生態(tài)規(guī)復(fù)技能，能有用地消除了水體黑臭，漸漸創(chuàng)建河涌清潔好氧生態(tài)體系，延伸河涌生物鏈，增長水體生物多樣性，前進(jìn)河涌水體自凈本事。生物修復(fù)是都市黑臭河涌治理不行或缺的治理步伐。本試驗(yàn)為都市黑臭河涌的生物治理提供了一個可行的技能方案

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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