利用微生物技術(shù)修復黑臭和富營養(yǎng)水體的研究

李成森

摘 要：根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》，黑臭水體是指在城區(qū)之內(nèi)的水系統(tǒng)呈現(xiàn)出黑色或泛黑色，并散發(fā)令人不適的惡臭味道的水體。在對其進行生態(tài)修復時，存在著不可逆因素，如高濃度的污染物對水生生物的發(fā)育影響，并對修復效果造成影響。可利用微生物技術(shù)進行針對性的投放并進行水體修復，并引導微生物群向良性方向活動，使水質(zhì)得到改善。

關(guān)鍵詞：微生物技術(shù) 黑臭 富營養(yǎng)水體 生態(tài)修復

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0131-02

近年來，我國水生態(tài)環(huán)境問題形勢嚴峻，導致水體出現(xiàn)黑臭與富營養(yǎng)化，對總體生態(tài)系統(tǒng)造成失衡。在對水體生態(tài)進行修復時，保證水體的自凈能力是尤為重要的一點，因此微生物技術(shù)可利用水體自凈能力對污染河道中的微生物進行促進劑的投放，激活水體中具有自凈能力的微生物，通過迅速繁殖以消除水體污染。

1 湖泊系統(tǒng)

1.1 湖泊生態(tài)系統(tǒng)

在湖泊中，生物群落與大氣、湖水及湖底沉積物之間進行連續(xù)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量交替，能夠在結(jié)構(gòu)、功能上形成復雜與協(xié)調(diào)的基本生態(tài)單元，屬于動態(tài)平衡系統(tǒng)，即湖泊生態(tài)系統(tǒng)[1]。在它的基本特征中，有著如下幾個特點：（1）界限明顯，在湖泊的生物群落以及湖水、湖底之間雖然密不可分，但所屬范疇都有著明確的劃分，能量傳遞的形式也有所不同。（2）演替、發(fā)展緩慢，在湖泊的生態(tài)系統(tǒng)之中，各個生物菌落與水生植物之間，為水體提供養(yǎng)分，在系統(tǒng)的各個機制之間，構(gòu)成一個整體，且在發(fā)展上較為緩慢。在湖泊的生物群落中，分為沿岸帶生物群落、敞水帶生物群落以及深水帶生物群落。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)功能

湖泊生態(tài)系統(tǒng)具有較低的污染負荷能力，其中的富氧化問題早已有跡可循，出現(xiàn)較早。在生態(tài)系統(tǒng)中，容易出現(xiàn)多穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，即在相同的外界環(huán)境下出現(xiàn)了兩種或多種穩(wěn)定狀態(tài)。在湖泊的生態(tài)功能中，擁有一個穩(wěn)定的狀態(tài)對于總體的發(fā)展有著積極作用。它的功能主要有調(diào)節(jié)何川徑流、繁衍水生物、發(fā)展灌溉、改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。在近現(xiàn)代之后，隨著人類活動的加劇，對大氣層環(huán)境的破壞，導致了全球變暖，湖泊面積縮小，生態(tài)系統(tǒng)失衡的發(fā)生，水體的黑臭、富營養(yǎng)化成為當今最主要的治理，湖泊的生態(tài)修復已經(jīng)成為時下治理難度最大的地理單元。

2 湖泊生態(tài)修復工程治理

2.1 生態(tài)修復方案

湖泊的生態(tài)系統(tǒng)修復已經(jīng)成為目前的主體趨勢，湖泊生態(tài)修復技術(shù)體系作為具體的調(diào)控，能夠?qū)⑹澄镦溡衷寮夹g(shù)、水質(zhì)強制凈化設備進行結(jié)合，并將其作為輔助的體系進行整體的方案設計，可為湖泊的主體系統(tǒng)帶來良性的發(fā)展，同時可增加景觀效果。以廣西賓陽縣的鳳凰湖公園為例，在湖泊生態(tài)修復工程中，微生物技術(shù)為主體，總體設計構(gòu)想主要為：微生態(tài)重建、食物鏈控制、造景增氧曝氣[2]。食物鏈控制在修復水生態(tài)中，主要在水體中投放優(yōu)質(zhì)的水生動物，可使水系的循環(huán)能力進行重新構(gòu)建，并為生物的生長促進良性的環(huán)境培育，使整體的湖泊生態(tài)系統(tǒng)持平。微生物技術(shù)與時下的化學生態(tài)工程法相比較，能夠保持生態(tài)平衡，促進動態(tài)和諧。化學生態(tài)工程主要是利用融藻劑等化學用劑，對于生物鏈的生存環(huán)境會帶來次生災害，并且治標不治本。造景增氧曝氣具有造景與河道治理的雙重功效，在進行微生態(tài)重建與食物鏈控制后，鳳凰湖公園湖泊的水系生態(tài)能夠被重新構(gòu)建，并逐漸進入平衡的狀態(tài)。

2.2 生態(tài)修復技術(shù)

在對湖泊水體進行綜合的生態(tài)修復時，主要以復合微生物技術(shù)為核。在復合微生物技術(shù)體系中，主要分為由水體微生態(tài)平衡重建技術(shù)（核心技術(shù)）、食物鏈生態(tài)抑藻技術(shù)和有利于湖泊水體水質(zhì)凈化的環(huán)境工程技術(shù)組成 [3]。在水體微生態(tài)得以持平之后，應用食物鏈的原理，建立一個具有完備功能以及科學性的水生植物生態(tài)系統(tǒng)，以強化水體自凈能力及生態(tài)抑藻能力。同時向湖泊中投放一定比例的水生動物、食藻魚類，以將水中的富營養(yǎng)物質(zhì)進行溶解吸收，并將食物鏈中的各個部分進行有機的整合，控制水體的富營養(yǎng)化程度，增加湖泊的水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜與穩(wěn)定性，且不需要采取任何化學手段。整個湖泊生態(tài)修復過程分三個階段進行，分別是啟動期、穩(wěn)定期和維護期。第一階段為啟動期，時間為3～6個月。如下圖所示：

本階段是通過使用機動船大劑量投放微生物材料，在短期內(nèi)建立以復合微生物為主的有益微生物系統(tǒng)，增強水體生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈功能。本階段復合微生物處理技術(shù)和設施穩(wěn)定運行，效果穩(wěn)定，景觀完全改善，透明度達到50cm，可達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）Ⅴ類水質(zhì)的要求，為下一階段的維護打下基礎。

在第二階段中屬于穩(wěn)定期，時間為6個月。

本階段以投放復合微生物菌劑和生物營養(yǎng)劑為主，同時投放食藻魚類和觀賞魚類，根據(jù)湖泊水質(zhì)監(jiān)測和現(xiàn)場觀測情況，逐步調(diào)整湖泊水質(zhì)，透明度達到100cm，使整個湖泊水生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，達到良好的景觀水平。

3 湖泊內(nèi)河水質(zhì)修復

據(jù)廣西省發(fā)布的2016年度環(huán)境質(zhì)量公報中，關(guān)注度最高的為湖泊內(nèi)河水質(zhì)修復，在城區(qū)的內(nèi)河水質(zhì)一直處于中度污染，盡管河段上的漂浮物在不斷整治，但在河水與河底內(nèi)依舊有黑臭的水質(zhì)。在當前的湖泊內(nèi)河水質(zhì)中，多含有氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽等高指標污染，因此對于湖泊內(nèi)河水質(zhì)修復需要從綜合的生態(tài)法進行整治。在湖泊內(nèi)河水質(zhì)修復中，可使用水體懸空噴霧帶及水體內(nèi)部噴射裝置進行綜合治理，水體懸空噴霧帶位于水面以上且不與水體直接接觸，可避免與水中的污染物進行接觸，水體內(nèi)部噴射裝置設置于水體內(nèi)部，能夠向河內(nèi)供應有益菌種，凈化水源，從源頭上進行有效治理污染。

4 復式微生物技術(shù)

微生物技術(shù)運用至河道的治理中，能夠使黑臭水體進行自我凈化，主要使用微生態(tài)構(gòu)建的方式。而KQ復合微生物技術(shù)在傳統(tǒng)的復合微生物技術(shù)的基礎上，結(jié)合多年來在酒精廠、糖廠、淀粉廠、養(yǎng)殖場等有機廢水、固體廢棄物治理工程的實踐和應用，逐步消化吸收并加以改進和創(chuàng)新，研究開發(fā)的一項新的微生物應用技術(shù)。

KQ復合微生物技術(shù)是將光合菌、放線菌、酵母菌、乳酸菌、發(fā)酵絲狀菌等10多種微生物菌群經(jīng)特殊方法培養(yǎng)而成的復合微生物菌群。KQ復合微生物技術(shù)應用于酒精廠高濃度有機廢液、糖廠固體廢棄物-濾泥、淀粉廠有機廢水、養(yǎng)殖場廢水及廢渣等治理的機理主要是利用了多種不同類群、功能各異、能互相協(xié)調(diào)、互相促進的微生物可以形成穩(wěn)定的微生態(tài)機制的應用原理，使復合菌群與環(huán)境中的微生物群落組成優(yōu)勢菌群，形成相互間的共生增殖及協(xié)同作用，在厭氧或兼氧條件下抑制廢水、廢渣的腐敗分解，并能利用污染物分解產(chǎn)生的硫化物、尸胺、腐胺等，從而在治理過程能抑制環(huán)境惡臭的產(chǎn)生。同時，由于廢水、廢棄物在短時間內(nèi)能獲得較高密度的以光合細菌、乳酸菌、放線菌類等為主的復合菌群，這些復合菌群能迅速分解高濃度的有機質(zhì)，縮短氧化所需的時間，提高處理效率[4]。

5 結(jié)語

在利用微生物技術(shù)進行河道的治理中，主要依托于微生物構(gòu)建，可為城市的景觀湖泊治理提供多種技術(shù)手段，并從湖泊的實際生態(tài)情況出發(fā)，將技術(shù)體系之間相契合，構(gòu)建為修復湖泊生態(tài)的最佳技術(shù)方案。在湖泊生態(tài)修復技術(shù)中，使用水體微生態(tài)平衡重建技術(shù)能夠增加生物的多樣性，構(gòu)建水體微生態(tài)平衡。

參考文獻

[1] 王曙東.添加營養(yǎng)物質(zhì)對修復黑臭水體的效果研究[J].消費導刊，2015（3）：237-238.

[2] 韓永和，李敏.植物—微生物聯(lián)合修復技術(shù)治理水體富營養(yǎng)化[J].水處理技術(shù)，2013，38（3）：1-6.

[3] 鄧玉營.富營養(yǎng)化水體生物修復研究進展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2012，51（4）：660-663.

[4] 雷靜，年夫喜，馮國棟，等.富營養(yǎng)化水體清淤后的微生物脫氮技術(shù)應用[J].環(huán)境工程學報，2016，10（7）：3949-3955.