組合工藝對黑臭河道的凈化效果研究

范遠紅

(廣東新大禹環(huán)境科技股份有限公司，廣東 廣州 510663)

隨著城鎮(zhèn)化以及工業(yè)化進程的加快，許多城市河流變成排污渠道以及污水滯留地，造成河道富營養(yǎng)化，有些甚至達到了黑臭程度。治理黑臭的技術(shù)很多，但只采用一種治理技術(shù)，很難達到預(yù)期處理效果，因此根據(jù)污染源實際情況，采用組合技術(shù)。段云霞等[1]采用采用控源截污技術(shù)+曝氣充氧技術(shù)+微生物治理技術(shù)+生態(tài)浮床技術(shù)+活水技術(shù)以及投放水生動物等組合工藝措施對水體進行治理和生態(tài)修復(fù)，水體達到GB 3838-2002中V 類地表水水指標。陳伯武等[2]采用包括人工增氧、水生植物吸收和魚類控藻綜合生態(tài)修復(fù)技術(shù)，內(nèi)湖劣V類水體，經(jīng)過近三年的綜合生態(tài)修復(fù)后，變?yōu)榈乇硭瘛箢愃|(zhì)。占明飛等[3]采用底質(zhì)改性、微納米氣泡及微氣泡復(fù)氧、進口凈水膜、人工濕地及水生動物放養(yǎng)等綜合生態(tài)修復(fù)技術(shù)進行治理，河水水質(zhì)由治理前劣Ⅴ類達到了治理后Ⅳ～Ⅴ類地面水水質(zhì)標準，水華現(xiàn)象得到控制。李明澤等[4]采用“曝氣復(fù)氧+人工水草+高效生物菌劑”技術(shù)對連云港東辛農(nóng)場某黑臭河道修復(fù)的中試實驗研究，運行結(jié)果表明，經(jīng)過3個月的調(diào)試與運行，河道水質(zhì)得到明顯改善，對COD、氨氮、總磷的去除率分別達到了68.9%、80%、73.1%，水體透明度由0.16 m上升到0.6 m以上，溶解氧從0.97 mg/L增長到4.34 mg/L。組合工藝在黑臭河道治理中，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用并取得了良好的處理效果。

本研究構(gòu)建了“微納米曝氣+鐵碳微電解填料+人工浮島+異樣硝化好養(yǎng)反硝化微生物菌劑”組合成河道凈化復(fù)氧一體式裝置，以實際河道水體為對象，進行比較試驗，研究一體化裝置處理黑臭水的凈化效果，為后續(xù)工程建設(shè)與應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試水樣

采集廣東省惠州市惠陽區(qū)長布村排污渠黑臭河水作為供試污水，水質(zhì)如表1所示。

表1 供試污水水質(zhì)

1.2 試驗裝置

將微納米氣泡發(fā)生器安放在硬質(zhì)地面，取水口位于水下0.5 m處不銹鋼濾筒，曝氣裝置釋放器通過套管和異徑接頭，接入穿孔曝氣管，穿孔曝氣管通過三角支架懸吊在浮島上。浮島單體規(guī)格為0.33 m×0.33 m正方體，將浮島單體組合成 1.98 m×2.7 m人工浮島，浮導(dǎo)中間設(shè)置鋼筋三角支架，種植籃和浮球中鐵碳微電解填料和陶粒按照質(zhì)量1:4進行混合，并用防落網(wǎng)扎緊，將異樣硝化好養(yǎng)反硝化微生物菌劑[5]直接加到種植籃和浮球中，浮島植物種植30 cm左右美人蕉。試驗水池采用長×寬×高為4 m×2 m×1.2 m，有效處理容積約為6 m3，模擬河道裝置剖面如圖1所示。

圖1 模擬河道裝置

1.3 試驗方法

試驗分為：(1)微生物投加量試驗：曝氣強度200 L/h，分別向裝置投加5 g/m3、15 g/m3、25 g/m3微生物菌劑；(2)曝氣強度試驗：通過調(diào)節(jié)進氣閥門和氣體流量計控制曝氣氣量，采用100 L/h，200 L/h，300 L/h曝氣強度進行曝氣。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌劑投加量對水質(zhì)的影響

由圖2a和2d可見，微生物菌劑投加量對DO和TP無顯著影響。由圖2b可見，投加微生物菌劑會使COD暫時升高，因為微生物菌劑本身含有大量營養(yǎng)物質(zhì)，微生物進入水體后，微生物自身攜帶的營養(yǎng)物質(zhì)與河道中原有的污染物，增加水體中COD含量，但在第2天后又開始快速下降，該結(jié)果與葛揚[6]研究結(jié)果相符。3種投加量7 d的最終去除率分別為53.5%、67.4%、60.5%，故微生物投加對系統(tǒng)COD的去除效果不顯著。由圖2c可見，隨著微生物菌劑投加量的增加，NH3-N下降的越快，投加微生物菌劑25 g/m3時，第3天，系統(tǒng)的NH3-N基本平衡，異樣硝化好養(yǎng)反硝化微生物菌劑有助于系統(tǒng)的脫氮反應(yīng)。

圖2 不同微生物菌劑投加量對水質(zhì)的影響

2.2 不同曝氣強度對水質(zhì)的影響

如圖3a所示，系統(tǒng)中的DO快速上升，到第二天基本保持在4 mg/L以上。如圖3b所示，剛開始曝氣的時候，會使河道的COD暫時升高，因為曝氣會使攪動河道的底泥，增加水體中的COD含量。3種不同強度的曝氣條件對COD的去除效果分別為57.8%、65.3%和68.1%。圖3c和3d所示，曝氣強度對NH3-N和TP的去除特征相似，隨著曝氣強度的增大，NH3-N、TP的降解效果越好。3種不同強度的曝氣條件對NH3-N的去除效果分別為82.6%、87.2%和91.0%，對TP的去除效果分別為50.6%、75.6%和78.8%。污染水體中的DO溶解氧越高，微生物越旺盛，污染物的消耗量越大。

圖3 不同曝氣強度對水質(zhì)的影響

3 結(jié) 論

由本研究可知，河道凈化復(fù)氧一體式裝置是處理黑臭河道的有效工藝，本試驗水質(zhì)下，微生物菌劑最佳投加量為15 g/m3，最佳曝氣量為200 L/h，處理后水質(zhì)質(zhì)量為DO 5.05 mg/L，COD 16 mg/L、NH3-N 1.12 mg/L、TP 0.34 mg/L。河道凈化復(fù)氧一體式裝置發(fā)揮了曝氣復(fù)氧、鐵碳填料、水生植物和微生物菌劑的協(xié)同作用，增加水體中的DO，降低水體中的污染物濃度，有效消除了河道水體的黑臭情況，達到了黑臭水體修復(fù)的目的，是一種切實可行的方案。