筒車(chē)與生物膜聯(lián)合技術(shù)處理城市湖庫(kù)黑臭水體研究

1、筒車(chē)與生物膜聯(lián)合技術(shù)處理城市湖庫(kù)黑臭水體研究- 生物論文筒車(chē)與生物膜聯(lián)合技術(shù)處理城市湖庫(kù)黑臭水體研究摘要：為了探索城市湖庫(kù)黑臭水體修復(fù)技術(shù)，本文對(duì)筒車(chē)與生物膜聯(lián)合技術(shù)修復(fù)重度黑臭湖庫(kù)水體進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，該技術(shù)在有效去除COD 和氨氮的同時(shí)，還能快速提高水體的溶解氧、透明度和氧化還原電位。 依據(jù)城市黑臭水體整治工作指南要求，該技術(shù)對(duì)消除城市湖庫(kù)水體黑臭現(xiàn)象是可行的。關(guān)鍵詞：筒車(chē)；生物膜；黑臭水體DOI ：中圖分類(lèi)號(hào)：X52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6444（ 2016 ）04-0070-03近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)許多城市湖庫(kù)水體污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)水體黑臭現(xiàn)象。

2、 城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)令人不悅的顏色和（或）散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱(chēng)1 。水體黑臭主要是由于水中耗氧性污染物含量過(guò)高， 大量消耗水中溶解氧， 進(jìn)而造成水體嚴(yán)重缺氧而呈黑臭狀態(tài) 2 。城市湖庫(kù)水體黑臭不僅影響城市形象及城市的發(fā)展，而且對(duì)人體健康以及城市生態(tài)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。城市湖庫(kù)水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)現(xiàn)已成為城市環(huán)境改善的焦點(diǎn)之一， 而努力解決城市湖庫(kù)污染問(wèn)題、恢復(fù)城市湖庫(kù)生態(tài)環(huán)境是當(dāng)前城市發(fā)展的重要任務(wù)。目前，我國(guó)許多城市已經(jīng)開(kāi)展了一系列城市湖庫(kù)黑臭水體整治工作，在這個(gè)過(guò)程中，各種微生物技術(shù)因其特有的優(yōu)勢(shì)而得到了越來(lái)越多的重視。微生物技術(shù)凈化黑臭水體是利用微生物的生命活動(dòng)，

3、對(duì)水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化、 降解，從而實(shí)現(xiàn)水體凈化， 該技術(shù)具有處理效果好、 工程造價(jià)及運(yùn)行成本低廉、 無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn) 3 。本研究以前期開(kāi)發(fā)的筒車(chē)技術(shù)為基礎(chǔ)4 ，并聯(lián)合生物膜法來(lái)處理城市湖庫(kù)黑臭水體，考察該技術(shù)對(duì)黑臭水體的處理效果，為城市湖庫(kù)黑臭水體整治提供可參考的思路和方法。1 材料與方法11 試驗(yàn)水體概況試驗(yàn)所用水體取自重慶市主城區(qū)一黑臭湖庫(kù)，水體呈泛黑色，且散發(fā)惡臭氣味，原水水質(zhì)見(jiàn)表1 。從表 1 可以看出，氨氮濃度高于15 mg/L ，溶解氧低于 02 mg/L ，透明度介于 10 25 cm 之間，氧化還原電位介于 -200 50 mV之間，根據(jù)城市黑臭水體整治工作指南1 中城市黑臭

4、水體污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該水體達(dá)到“重度黑臭”級(jí)別。KH-*1D12 檢測(cè)指標(biāo)及分析方法水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)包括化學(xué)需氧量（COD ）、氨氮、溶解氧（ DO ）、透明度、氧化還原電位（ ORP）。分析方法如下 5 ：COD 采用重鉻酸鉀法， DO 采用便攜式溶解氧儀法，氨氮采用納氏試劑分光光度法，透明度采用鉛字法，ORP 采用電極法。13 裝置及其啟動(dòng)用反應(yīng)池來(lái)模擬湖庫(kù)，反應(yīng)池規(guī)格為15 m × 15 m × 045 m ，水深04 m ，筒車(chē)安裝在反應(yīng)池的一角。筒車(chē)中裝滿(mǎn)25 mm和 38 mm的兩種聚丙烯多面空心球填料，之后接種污泥并以連續(xù)進(jìn)水方式培養(yǎng)生物膜6 ，直至掛膜成功并穩(wěn)

5、定運(yùn)行后，再用于處理后續(xù)試驗(yàn)中的黑臭水體。試驗(yàn)過(guò)程中， 采樣點(diǎn)設(shè)在筒車(chē)所處反應(yīng)池位置的對(duì)角約1/2 水深處。2 結(jié)果與分析21 水體中 COD 的變化水中的有機(jī)物是不穩(wěn)定的，在其降解過(guò)程中會(huì)消耗大量的溶解氧，這是導(dǎo)致水體嚴(yán)重缺氧的主要原因。因此，快速、有效地降低水體中有機(jī)物濃度并使其處于合理范圍是消除水體黑臭的關(guān)鍵。試驗(yàn)過(guò)程中，水體中 COD 的變化見(jiàn)表 2 。從表 2 可以看出，在黑臭水體 COD 濃度達(dá)到 16230 mg/L情況下，經(jīng)三天處理后 COD 濃度值下降到 30 mg/L以下，去除率為 818% ，COD 濃度值達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) IV 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，黑臭

6、水體經(jīng)過(guò)1 天的處理后，其臭味得到消除。 與間歇曝氣、 投加生物促進(jìn)劑的黑臭水體修復(fù)技術(shù)相比 7 ，以水體消除黑臭和COD 濃度值降至 40 mg/L為修復(fù)目標(biāo)，則本技術(shù)能夠更快地達(dá)到這一要求， 且無(wú)須額外投加碳源及生物促進(jìn)劑，修復(fù)成本相對(duì)較低，且無(wú)二次污染。22 水體中氨氮的變化試驗(yàn)過(guò)程中水體中氨氮的濃度變化見(jiàn)表3 。從表 3 可以看出，黑臭水體經(jīng)過(guò) 4 天處理后，水體氨氮濃度值由 1986 mg/L 降至 10 mg/L 以下，氨氮去除率高達(dá) 9688% ，說(shuō)明多面空心球填料上附著的生物膜中存在著大量的亞硝化細(xì)菌及硝化細(xì)菌， 使得水體中的氨氮轉(zhuǎn)化成了硝態(tài)氮， 實(shí)現(xiàn)了黑臭水體中氨氮的有效去除

7、。陳正勇等 8 研究了投加 Fenton 試劑對(duì)氨氮的去除作用， 但去除效果并不理想，氨氮去除率僅在14% 左右。與投加Fenton試劑相比，本技術(shù)對(duì)于氨氮的去除有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)處理后的氨氮濃度符合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)III 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明該技術(shù)具有良好的氨氮去除能力。23 水體中 DO 的變化DO 是反映水環(huán)境狀況的重要指標(biāo)之一，通過(guò)提高水體的DO 來(lái)消除其厭氧狀態(tài)，是消除水體黑臭的又一關(guān)鍵。試驗(yàn)過(guò)程中水體DO 變化見(jiàn)表 4。從表 4可以看出，試驗(yàn)中的黑臭水體經(jīng)過(guò)1 天處理后，其DO 可由 012 mg/L迅速恢復(fù)到 792mg/L ，之后持續(xù)穩(wěn)定在80 mg/L 以上，這與投加Fenton

8、 試劑的效果相當(dāng) 8 ，符合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)I 類(lèi) DO 標(biāo)準(zhǔn)值，說(shuō)明了該技術(shù)具有良好的復(fù)氧能力， 即便是原水處于厭氧條件下，該技術(shù)也可為水體迅速?gòu)?fù)氧，為微生物降解好氧污染物提供充足的氧氣。24 水體中透明度的變化透明度是指水樣的澄清程度，是衡量水質(zhì)的感觀指標(biāo)之一5 。試驗(yàn)水體透明度的變化見(jiàn)表5 。從表 5 可以看出，試驗(yàn)中的黑臭水體經(jīng)過(guò)2 天處理后，其透明度由 115 cm提高到 30 cm以上，水體中的懸浮物和膠體物質(zhì)已大大減少，可以認(rèn)為水質(zhì)已透明。 這說(shuō)明了該技術(shù)具有在較短時(shí)間內(nèi)明顯提高黑臭水體透明度的能力。25 水體中 ORP 的變化ORP 是表征水體氧化還原特性的基本參數(shù)，是水體綜

9、合性指標(biāo)之一， 它能在一定程度上說(shuō)明水體的污染程度。水體的 ORP 值越大，表明其氧化能力越強(qiáng)，反之還原能力越強(qiáng) 6 。試驗(yàn)水體 ORP 的變化見(jiàn)表 6 。從表 6 可以看出，原黑臭水體的 ORP 值為 14 mV （低于 50 mV ），屬于輕度黑臭，經(jīng)過(guò)1 天處理后，其ORP 在 100 mV以上，之后繼續(xù)保持增大。由此可見(jiàn)，該系統(tǒng)能夠快速提高黑臭水體的氧化還原電位，有利于黑臭水體水質(zhì)凈化。3 結(jié)論（1 ）筒車(chē)與生物膜聯(lián)合技術(shù)能快速有效地去除黑臭水體中的COD 和氨氮，COD 和氨氮值可分別由最初的16230 mg/L和 1986 mg/L下降至 30 mg/L和10 mg/L以下。其濃度

10、值分別可達(dá)到 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) IV 類(lèi)和 III 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。（2 ）該技術(shù)能快速提高水體溶解氧、透明度及氧化還原電位，溶解氧能維持在 80 mg/L以上，透明度能修復(fù)至30 cm 以上，氧化還原電位能提高至200 mV 以上。（3 ）該技術(shù)能快速有效地消除水體黑臭現(xiàn)象，且運(yùn)行穩(wěn)定、成本低，可以為城市湖庫(kù)黑臭水體整治提供一定的參考。參考文獻(xiàn)（ References ）：1 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部 . 城市黑臭水體整治工作指南 Z. 201508282 呂佳佳， 楊嬌艷， 廖衛(wèi)芳， 等. 黑臭水形成的水質(zhì)和環(huán)境條件研究 J.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） ， 2

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