曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響

1、 曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響 摘要：城市河道黑臭是當前眾多城市內(nèi)河面臨的嚴峻污染問題，內(nèi)河黑臭嚴重影響了城市的發(fā)展，我國許多城市相繼開展了大規(guī)模的城市黑臭內(nèi)河整治工作。文章重點就曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響進行研究分析，以供參考和借鑒。關鍵字：曝氣；生物促生劑；黑臭水體；影響引言對于黑臭河道而言,生物修復被看作原位整治的方式。相比于其他方式,生物促生劑減低了總體的整治成本,也表現(xiàn)出更高的適宜性。從治理現(xiàn)狀來看,生物促生劑包含了微生物及復合酶,可用作修復河道的底泥。在黑臭水體中增添促生劑后,將會改進水體的總環(huán)境，同時也減低了附帶的污染。然而若單獨添加生物促生劑,底泥

2、及上層水體仍呈現(xiàn)出偏高比例的cod及氮磷污染,并不利于修復，所以可配合采納曝氣的手段,配合生物促生劑來治理黑臭河道，這樣做在最大范圍內(nèi)縮短了總體處理時間,表現(xiàn)出綜合的最佳處理實效。1城市黑臭水體污染的原因 1.1外源污染 目前我國造成黑臭水體的外源污染主要是由于生活與工業(yè)排水導致、有機物與氮磷元素混合導致。水體的污染物超出其自凈能力的限值，微生物在水中大量消耗氧氣，氧氣的減少使一些厭氧微生物大量繁殖，有機污染物被厭氧分解，分解后所產(chǎn)生的黑臭類物質(zhì)，且氣體在上升的階段中，會攜帶淤泥，該環(huán)節(jié)是導致水土發(fā)黑、散臭的主要原因。 1.2內(nèi)源污染 造成水體黑臭的內(nèi)污染源主要是水體自身繁衍死亡的生物群導致有

3、機物，尤其是處于高溫的夏天，隨著藻類繁殖速度的加快，水體缺氧情況嚴重，在厭氧發(fā)酵的過程中，導致水體黑臭的情況出現(xiàn)。另外，水體存在流動性差、水溫高物理狀態(tài)下，也會導致黑臭水體產(chǎn)生。黑臭水體以黑色和泛黑色為主，會散發(fā)出令人不適氣味，嚴重威脅人們的生命健康，生活帶來很大負面的影響。因此，加強對黑臭水體進行治理，積極研究清淤處理技術，運用科學手段盡快遏制水污染程度刻不容緩。2城市黑臭水體生物修復技術 2.1植物修復技術 2.1.1植物修復技術原理 水生植物作為生產(chǎn)者，在生態(tài)恢復系統(tǒng)的穩(wěn)定建設中發(fā)揮著重要作用，其是生態(tài)系統(tǒng)建設的基礎。由于植物生長代謝需要n、p等元素，對水體的污染具有良好的去除效果，且對

4、于一些不需要的重金屬污染物某些植物也表現(xiàn)出良好的耐受性和富集性，可以通過螯合作用并產(chǎn)生降低重金屬毒性的特殊蛋白質(zhì)，在一定范圍內(nèi)植物能有效去除某些污染物。 2.1.2植物修復技術現(xiàn)狀及優(yōu)勢 目前國內(nèi)外植物凈化的主流技術有水生植被恢復技術、水培技術、生物浮床技術等，自然界大約有100多種植物可以凈化環(huán)境，比較常見的水生植物有水葫蘆、浮萍、蘆葦、燈芯草、香蒲和鳳眼蓮等，此外還有一些新發(fā)現(xiàn)的超富集植物，但此類植物通常生物量小，生長緩慢，所以還有待研究。相比其他修復技術，植物修復具有投資少、能耗低的優(yōu)點，其處理工藝也更符合自然生態(tài)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)水營養(yǎng)平衡，提高水的自凈能力，恢復水體生態(tài)功能。 2.1.3

5、植物修復技術存在的問題 由于生長周期和溫度等環(huán)境因素的影響，單靠植物去除沉積物污染物往往是不理想的。此外，當捕撈速度跟不上過快的水生植物繁殖速度時，它們會在水面大面積堆積，形成新的污染降低水的自凈能力，因此植物繁殖速度過快而導致腐敗也是一個不容小覷的問題。 2.2底棲動物修復技術 目前對底棲動物處理底泥污染物的應用較少，但有大量的研究表明底棲動物對底泥污染物有較強的富集作用和耐受性，相關研究表明螺螄對水體中的cu、zn、cr等五種重金屬元素有極強的吸收作用，此外也有研究表明河蜆、克氏原螯蝦、河蚌等多種大型底棲動物對底泥和上覆水體中的重金屬、有機碎屑等都有去除作用。利用底棲動物大規(guī)模的處理底泥污

6、染物的實例較少，主要原因在于底棲動物生長緩慢，單一投放底棲動物難以存活，無法大規(guī)模應用。 2.3微生物修復技術 2.3.1微生物修復技術原理 微生物修復原理是將底泥中的污染物在微生物新陳代謝作用下轉(zhuǎn)化為無毒穩(wěn)定物質(zhì)，改善黑臭底泥污染狀況。微生物修復作用在底泥污染生物修復作用中占主體地位。從投加物的角度來看，微生物修復技術可分為外源微生物投加技術以及微生物生長促進技術。外源性微生物投加技術是先進行大規(guī)模的微生物培養(yǎng)，然后在黑臭底泥的水體中加入微生物菌。而微生物促生技術則是通過向黑臭河道底泥中添加水體中相應微生物生長缺少的營養(yǎng)物質(zhì)及活性劑等，促進底泥中微生物的生長繁殖，加速其降解底泥中的污染物，達

7、到改善底泥污染物組成的效果。 2.3.2微生物修復技術使用優(yōu)勢以及存在的問題 微生物修復底泥污染處理成本相對較低凈化自然效應好，不會對原有的生態(tài)環(huán)境造成其他不利影響，并且采用原位處理工程量小不會破壞水下生態(tài)系統(tǒng)。微生物修復在取得較大進展的同時也存在較大的局限性，生物修復的速度相對較為緩慢，一般在底泥修復工程中作輔助作用，其次在水體溫度、環(huán)境ph不適應微生物生長的情況下難以使用。3曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響3.1改善上層水質(zhì)增添促生劑后,前期的水體表現(xiàn)出cod升高的趨勢,這種趨勢可歸因于底泥的有機物。在生物促生劑作用下,微生物快速累積同時降解了河道底泥。在某些河道中,底棲動物還會

8、帶來擾動,因此加快了底泥釋放。而加入曝氣流程后,可快速降解淤泥內(nèi)的有機物,減低了峰值的cod，并且曝氣流程還可以將峰值提前,加快修復進度，此外對于氨氮物質(zhì)、其他污染物的去除,曝氣流程也表現(xiàn)出必要性。3.2修復河道中的底泥修復河道過程中,曝氣可用于削減河道內(nèi)的底泥,表現(xiàn)出最優(yōu)的減量效果。從促生劑方面來看,曝氣可以促進這種削減的進程,底泥快速的變薄，這很可能由于曝氣狀態(tài)下的微生物更易于生長,因而快速降解了河道底泥。經(jīng)過一個月后,底泥微生物將會被完全馴化,而后呈現(xiàn)出對數(shù)生長的形態(tài)。經(jīng)過對數(shù)生長,微生物總量可達最高點,生長態(tài)勢很平穩(wěn)。此外，酸堿度的提升,也增添了底泥釋放出來的磷元素,間歇曝氣的這種效果

9、尤為明顯。3.3削減了有機質(zhì)河道水變得黑臭,主要歸因于偏高的有機質(zhì)。為此,有必要削減淤泥內(nèi)的有機質(zhì),恢復潔凈的水體。相比于持續(xù)曝氣,間歇曝氣更易降解淤泥,協(xié)同微生物促進了降解過程。經(jīng)過兩個月修復以后,生物促生劑有效除掉了殘存至黑臭河道內(nèi)的多數(shù)有機質(zhì)，加入曝氣流程,增添了更高的氨氮濃度,效果最好時可達99%的有機質(zhì)去除率，后續(xù)較長時期內(nèi)河道水體都呈現(xiàn)出均衡的營養(yǎng)性。3.4歸納得出結(jié)論首先,在修復黑臭河道時,生物促生劑呈現(xiàn)出優(yōu)良的成效,可以改善水體。增添了曝氣后,更能提升原先的效果。其次,間歇及間接性的曝氣擁有更優(yōu)的實效性,甚至超出連續(xù)曝氣。最后,促生劑可用于促進底泥及水體中的微生物,借助于微生物作用,修復了河道水體。結(jié)語綜上所述，處理黑臭的城市河道水,可綜合選用生物促生劑及曝氣方式，兩類方式結(jié)合改善了根本的處理實效。增添了曝氣步驟后,生物促生劑將表現(xiàn)出最佳的改善狀態(tài)。生物促生劑應能促進底泥及上側(cè)水體中的微生物繁衍,修復黑臭的河道。曝氣聯(lián)合促生劑的新方式還可增添底泥中的更多微生物,改善處理效果。從目前來看,生物促生劑聯(lián)合曝氣的新式處理正在探究中,仍沒能被完善。在未來實踐中,還需摸索更深層次的聯(lián)合處理手