曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響

韓大巍 張廣會 馬超

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.07.093

摘 要：從現狀來看，城市治污面對的凸顯難題即為黑臭河道。城市流經的黑臭河道不僅增添了污染，也破壞了城區總體的美觀性，帶來惡劣影響。在這種狀態下，多數城市日益注重了黑臭水體的整治。修復河道水體可選取生物促生劑，在曝氣的協助下，生物促生劑提升了原先的修復效能，表現出更優的修復價值。對于此，解析了修復黑臭河道中的曝氣影響，結合實情選取最合適的修復處理。

關鍵詞：曝氣 生物促生劑 城市黑臭河道水體 修復的影響

中圖分類號：X522 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（a）-0093-02

對于黑臭河道，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，也表現出更高的適宜性。從治理現狀來看，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境同時也減低了附帶的污染[1]。然而，若單獨添加生物促生劑，底泥及上層水體仍呈現出偏高比例的COD及氮磷污染，并不利于修復。為此，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，在最大范圍內縮短了總體處理時間，表現出綜合的最佳處理實效。

1 設定處理實驗

在處理實驗中，選取北京昌平區內的某一河道，提取得出河道上側的水體及底泥。經過測查可知，初期河道表現出如下特性：河道含有90 mg/L的COD、1 mg/L的TP、50 mg/L的硝酸類污染物。同時，測量得出7.5的酸堿值。在河道底泥中，沉積著8%或更高的有機質。河道已被嚴重污染，水體呈現出黑綠色并不時散發臭味。

實驗儀器包含：便攜的溶氧劑、紫外的分光光度計、速測儀及微波消解儀器、恒溫的干燥箱。實驗配備了有機玻璃制作的圓柱體裝置，高達1 m，直徑18 cm。從圓柱體底部起，間隔4 cm就鉆出一個1 cm的小孔。在裝置鉆孔處設有取樣的閥門，符合了給出來的規格。實驗配備的藥品含有：氨基酸及維他命、主要的礦物質、嘧啶及嘌呤物質。借助這些物質，可促進微生物更快的繁衍。

2 實驗的流程

從昌平區河道現狀來看，先期設置于40 cm的上層水體及底泥深度。在實驗監測中，河道水會有部分蒸發因而減少了原先的上層水體。因此，實驗進程中還需隨時填補河道水，選取同一河道內的水體用來填補。針對修復效果，要解析全方位的曝氣影響，這種基礎上再去確定適宜的曝氣總量及方式。自制了玻璃裝置，分成4個取樣的組別。詳細來看，第一組設定為空白組，不予任何處理。除此以外，其余組分別設定為如下處理。

對于第二組：在上層水及底泥范圍內，每天都增設稀釋了的促生劑，然而不予曝氣。設定為90倍的稀釋比例，每立方米加入5 mL促生劑。對于第三組：增設同樣的促生劑，而后連續予以曝氣。在全天范圍內，都保持于10 mg/L或更高的曝氣總量。對于第四組，也增添了同等的促生劑，但是設定了間接性的曝氣。促生劑針對于兼氣生物，可以促進生長。每天設定3 h的曝氣，這樣即可減低淤泥累積的污染總量。針對于后兩組，在河道界面8 cm的上側布置了曝氣頭，然而并不擾動底泥。模擬光照時，可選取白熾燈，每日照射為8 h。要用錫紙裹緊實驗柱，確保均衡的溫度，從而制作出很容易滋生黑臭水體的氛圍。生物促生劑聯合于曝氣作用，設定了間歇性及連續性這樣的兩類曝氣。實驗持續60 h，經過綜合對比可知哪類曝氣更適宜選用，更具有可行性。

取樣解析表明：河道水體變為黑臭，這種現象密切關系到溶氧總量、氨氮含量及化學性的需氧量。在去除氨氮時，還需注重根本的去除效果。為此，每天都需測定溫度及酸堿值，并測量溶解于水體的總氧量[2]。對于河道的底泥，可以測得有機質及磷元素總量。經過詳盡監測，解析得到精確的曝氣效果。

3 解析具體的影響

3.1 改善上層水質

增添促生劑后，前期的水體表現出COD升高的趨勢，這種趨勢可歸因于底泥的有機物。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，底棲動物還會帶來擾動，因此加快了底泥釋放。加入曝氣流程后，可快速降解淤泥內的有機物，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、其他污染物的去除，曝氣流程也表現出必要性。

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的底泥，表現出最優的減量效果。從促生劑來看，曝氣可以促進這種削減的進程，底泥快速變薄[3]。這很可能由于，曝氣狀態下的微生物更易于生長，因而快速降解了河道底泥。經過一個月后，底泥微生物將會被完全馴化，而后呈現出對數生長的形態。經過對數生長，微生物總量可達最高點，生長態勢很平穩。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尤為明顯。

3.3 削減了有機質

河道水變得黑臭，主要歸因于偏高的有機質。為此，有必要削減淤泥內的有機質，恢復潔凈的水體。相比于持續曝氣，間歇曝氣更易降解淤泥，協同微生物促進了降解過程。經過兩個月修復以后，生物促生劑有效除掉了殘存至黑臭河道內的多數有機質。加入曝氣流程，增添了更高的氨氮濃度，效果最好時可達99%的有機質去除率。后續較長時期內，河道水體都呈現出均衡的營養性。

3.4 歸納得出結論

首先，在修復黑臭河道時，生物促生劑呈現出優良的成效，可以改善水體。增添了曝氣后，更能提升原先的效果。若選取間歇曝氣的流程，經過60 h以后，去除了50%上層水體中的COD。與此同時，TP及氨氮類物質也減低了98%及75%。測定酸堿度時，可得水體酸堿度提升至8。對于水體底泥，曝氣還可釋放更多的磷元素，因而削減了底泥的總厚度[4]。此外，曝氣也削減了10%的有機碳。

其次，間歇及間接性的曝氣擁有更優的實效性，甚至超出連續曝氣。經過3 h后，可調控至2 mL/L的總溶氧量。這樣做，更能便于繁衍微生物，曝氣可以協同促生劑發揮出共同的價值。在聯合修復時，僅僅消耗了一個月即可完全馴化河道內的微生物，起到良好效果。

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。由此可見，曝氣及促生劑可以被聯用，二者聯用更能凸顯優良的修復價值。在后期探究中，還需解析更深入的聯合作用，探究微生物特有的繁衍進程。這樣做，才能為曝氣及促生劑結合的處理方式提供指引。

4 結語

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。兩類方式結合，改善了根本的處理實效[5]。增添了曝氣步驟后，生物促生劑將表現出最佳的改善狀態。生物促生劑應能促進底泥及上側水體中的微生物繁衍，進而修復黑臭的河道。曝氣聯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合處理手段，為城市水體處理提供可用的技術方式。

參考文獻

[1] 胡湛波，劉成，周權能，等.曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響[J].環境工程學報，2012（12）：4281-4288.

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