利用微生物菌劑凈化城市河道水質試驗研究

吳文衛，楊逢樂，李轉壽

（1.云南省環境科學研究院，云南昆明650034；2.通海縣環境保護局，云南通海652700）

利用微生物菌劑凈化城市河道水質試驗研究

吳文衛1，楊逢樂1，李轉壽2

（1.云南省環境科學研究院，云南昆明650034；2.通海縣環境保護局，云南通海652700）

在無外加碳源的靜態試驗條件下，用4種微生物菌劑進行水質凈化效果研究。結果表明：4種微生物菌劑對水中氮磷的降解效果明顯，但對COD的降解效果不甚理想；對TN及NH＋3－N的去除效果，脫氮菌顯著大于復合芽孢桿菌和硝化細菌；4種微生物菌劑投至水體中其微生物菌群均在7d左右開始進入衰亡期。

微生物菌劑；模擬河道；水質凈化；試驗

目前利用微生物進行污染水體的原位修復已經成為水體污染治理技術發展的主流［1］，其過程主要依賴于被污染水體微生物的自然降解能力或人為創造的適宜微生物降解的條件，一般采用經過人為馴化和培養的微生物以及商品化的適宜微生物菌劑以強化污染物的微生物降解能力［2～3］。復合菌劑修復技術是通過投加具有特定功能的微生物來強化對目標污染物的去除，具有投資少、見效快等特點［4］，其應用前景較為廣闊。因此，本研究選取4種微生物菌劑在無外加碳源的條件下，對凈污效果進行研究，為其直接應用于污染水體原位修復提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗用水及微生物菌劑

試驗用水：采集于昆明市新運糧河河道原水。

試驗用微生物菌劑：目前市場上所售的4種微生物菌劑，即進口的液體菌劑1號 （復合菌主要包括枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等好氧有益菌）、液體菌劑2號 （復合菌主要包括枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等好氧有益菌）、國產的固體菌劑1號 （硝化細菌）和固體菌劑2號 （脫氮菌）。

1.1.2 試劑及儀器

試劑：試驗所用試劑均為市售分析純或優級純。

儀器：紫外分光光度計（UV－2401型，日本島津），722可見光分光光度計 （上海第三分析儀器廠），美國哈西便攜式溶解氧儀 （上海思納電子有限公司），便攜式pH計 （深圳泰瑞特科技公司）。

1.2 方法

1.2.1 試驗方法

本試驗為靜態試驗，試驗用水為新運糧河（秋苑小區段）河水，其水質情況見表1。試驗共設置4組實驗組，即對照組 （未使用微生物菌劑），投微生物菌劑組 （分別使用液體菌劑1號、液體菌劑2號、固體菌劑1號及固體菌劑2號，其菌劑投加量均為5‰）。試驗裝置為底部鋪設有曝氣軟管的有效容積為50L的塑料桶。試驗用水體積為45L，采用連續曝氣。

表1 河水水質 （mg／L）

1.2.2 樣品采集

從投菌開始計時（2011年4月13日），每隔2d從靜態試驗裝置中取水樣1次，每次均在試驗的上部、中部和下部固定位置取混合水樣，以消除抽樣誤差。

1.2.3 測定指標及方法

2 試驗結果與討論

2.1 微生物菌劑對氮的去除效果

（1）從試驗開始至第6d期間（圖1），各試驗組TN濃度均呈下降趨勢，其中投加微生物菌劑的試驗組下降趨勢較對照組明顯。至第6d，投加微生物菌劑的試驗組TN濃度達到最低值，而對照組的TN濃度開始達到穩定狀態；此時，對照組、液體菌劑1號、液體菌劑2號、固體菌劑1號及固體菌劑2號對TN的去除率分別為35.17%、48.47%、51.53%、52.71%、53.89%。至第8d，投加微生物菌劑各試驗組TN濃度出現上升，并開始達到穩定狀態，此時，對照組、液體菌劑1號、液體菌劑2號、固體菌劑1號及固體菌劑2號對TN的去除率分別為34.37%、38.47%、40.40%、45.80%、50.70%，說明投加微生物菌劑能有效地去除水體中的TN，但固體菌劑2號的去除效果好于其它微生物菌劑。

（4）4種微生物菌劑中微生物菌群在7d左右開始進入衰亡期。因此，微生物菌劑用于長期處理或工程上，投加該微生物菌劑進行調水改水后7d左右應補充一次，以使水體中微生物的數量及活性維持在一定的水平，從而保持良好的水質狀況。

2.2 微生物菌劑對TP的去除效果

在試驗初期（0～4d），各試驗組中TP濃度隨著試驗時間的延長均表現出持續下降的趨勢，且下降較快（圖5）；至第4d開始，TP濃度下降較為緩慢；至第8d，各試驗組中TP濃度基本趨于穩定，此時對照組、液體菌劑1號、液體菌劑2號、固體菌劑1號及固體菌劑2號對TP的去除率分別為64.84%、66.08%、67.34%、68.79%、73.92%，說明投加微生物菌劑能有效去除水體中的TP，且固體菌劑2號的去除效果好于其它微生物菌劑。

2.3 微生物菌劑對CODCr的去除效果

在試驗過程中（圖6），各試驗組CODCr濃度變化趨勢基本一致；試驗至第4d，各試驗組CODCr濃度變化均呈上升趨勢；至第8d，各試驗組CODCr濃度呈下降趨勢；至試驗結束時，CODCr的濃度與試驗前基本無變化，說明所選用的4種微生物菌劑不能有效去除水體中的CODCr。

3 結論

（1）試驗期間，試驗水樣的惡臭氣味去除，水質由灰黑色變為綠色，試驗備選的4種微生物菌劑對水中的氮磷降解效果明顯，其中：－N的平均去除率為40.25%，TN的平均去除率為43.84%，TP的平均去除率為69.03%，很大程度削減了水中的污染物，但對于水中CODCr的降解效果不甚理想。

（3）從試驗結果可知，在投加微生物菌劑1d后開始產生效果，并持續至6～8d，氨氮、總氮及總磷濃度基本不再變化，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮濃度呈上升趨勢，推測此時水體中該微生物菌群7d左右開始進入衰亡期。因此，用于長期處理或工程上，投加微生物菌劑進行調水改水后7d左右應補充一次，以便使微生物數量維持在一定的水平，從而保持良好的水質狀況。

［1］Madsen E L.Determining in situ biodegradation：facts and challenges［J］.Environ·Sci·＆Technol·，1991，25（10）：1663－1672.

［2］李繼洲，胡磊.污染水體的原位生物修復研究初探 ［J］.四川環境，2005，24（1）：1－3.

［3］A SAllard，A H Neilson.Bioremediation of organic waste sites：a critical review of microbiological aspects［J］.Int..Bioremediation＆Biodegradation，1997，25（39）：253－285.

［4］Scully C，Collins G，O’Flaherty V.Anaerobic biological treatment of phenol at 9.5－15℃in an expanded granu－lar sludge bed（EGSB）－based bioreactor［J］.Water Res，2006，40（20）：3737－3744.

［5］倫琳，鄭正，張繼彪，等.改進型曝氣生物濾池對生活污水氮去除的影響［J］.環境工程學報，2010，5（4）：1017－1022.

［6］沈萍.微生物學［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［7］周德慶.微生物學教程 （第二版）［M］.北京：高等教育出版社，2005.

A Research on Purifying Urban River Water by Microbial Agents

WU Wen-wei1，YANG Feng-le1，LI Zhuan-shou2
（1.Yunnan Institute of Environmental Science，Kunming Yunnan 650034 China）

In the absence of external carbon source，the effect of water purification by the four kinds of microbial agents is tested under the static conditions.The results show that they all have a high performance in the degradation of nitrogen and phosphorus，but not for CODcr.For the removal of TN and NH＋3－N，the denitrification bacteria are better than the composite bacillus and the nitrifying bacteria.After 7 days of being put in the water，the flora of all four microbial agents starts to decline.

microbial agents；simulated urban river；water purification；experiment

X52

：A

：1673－9655（2013）02－0063－03

2012－10－29

國家水污染控制與治理重大專項（2009ZX07102－003）；云南省社會發展科技計劃項目（2010CA001）。

吳文衛 （1979－），男，安徽安慶人，工程師，研究方向：水污染控制與生態修復。