朝阳涌黑臭水体生物修复试验Word格式.docx

朝阳涌黑臭水体生物修复试验Word格式.docx

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　　朝阳涌位于广州市白云区石井街，为感潮河涌全长3200m，平均宽度m,平均底泥深度m。

由于上游大量工业废水、生活污水排入河涌，近十年来河涌一直处于黑臭状态。

　　试验方法及工艺参数

　　从红星工业区第1排放口向广花高速公路方向，人工垒坝截流875m作为预处理河段，人工截流使预处理河段水位稳定在~m以上，总水量为5000m3左右，每天上游排放污水1800~2300m3，平均水力停留时间为~d。

预处理河段下游为自然潮汐河段，人工坝上留有泄洪孔，以便在暴雨和上游污水排放量加大情况下，直接排入潮汐河段。

　　预处理河段处理方法

　　红星工业区第1排放口前放养凤眼莲，同时在凤眼莲下悬挂2~3m3生物填料，设置射流式增氧机1台地埋式生物反应器1套；

红星工业区第2排放口设置接触氧化池1套；

预处理河段布置5台水车式增氧机，其中1台为永久性增氧设施，4台为临时性增氧设施。

　　药物处理方法

　　药物处理分3个阶段。

　　第一阶段：

底泥生物氧化60d

　　利用河道底泥接种专业培养基，定向扩增河涌土着微生物，制成土着微生物培养液，将微生物培养液（细菌含量1×

106pic/mL），和一定量共代谢底物等辅助药物一起共250kg，加上加仑Bio-energizer生物促生液、加仑Micatrol生物解毒剂，用黑臭河水稀释混合后，直接喷射于河涌底泥内，以促进河涌底泥生物氧化。

此过程连续进行5d后，采用上述方法连续30d向河涌底泥喷洒加仑/dBE，然后将剂量减半，连续25d进行底泥生物氧化。

　　第二阶段：

水体生物修复30d

　　在第一阶段底泥生物氧化基础上，连续30d在预处理河段均匀泼洒2加仑/dBE和50kg微生物培养液，同时启动水体增氧设施，药物使用量根据当天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指标作适当调整。

随着水体好转将药物剂量使用量降至加仑/d，至第二阶段结束。

　　第三阶段：

河涌生态恢复20d

　　按照污水排放量，每天向红星工业区第1、第2排放口投加25mg/L微生物培养液和2mg/LBE、1mg/LMIC，每周向预处理河段均匀泼洒2加仑BE，根据当天污水流量和污水CODcr、NH3-N等指标适当调整BE剂量或采用其他应急措施。

　　采样点及采样方法

　　水体采样点分别位于红星工业区第1排放口、红星工业区第2排放口上游、红星工业区第2排放口下游、木桥、高速公路、朝丰路桥上游，用500mL取样瓶直接取样，并于当天测定各项指标。

　　底泥采样点同水体,用自制底泥采样器（直径15cm玻璃柱）取河床表面20cm泥柱，在30℃烘箱24h烘干，取烘干泥样测底泥TOC和底泥生物活性。

　　　　图1朝阳涌1#~6#采样点示意图

　　测定项目及方法

　　理化指标测定及方法

　　DO采用上海产溶解氧测定仪，于每天上午11：

00现场测定；

透明度采用自制塞氏盘进行测定，于每天上午11：

pH采用上海产笔式pH计，于每天上午11：

NH3-N采用纳氏比色法进行测定；

H2S采用碘量法进行测定；

CODCr采用重铬酸钾法测定；

底泥TOC参照土壤TOC测定方法。

　　生物学指标测定及方法

　　细菌总量：

采用平板培养法；

微型动物：

用吸管吸取1滴水样，在血球计数板上直接进行活体观察并计数；

以上指标测定方法见文献；

底泥生物活性：

见文献。

　　2试验结果与分析

　　污染源生物处理效果

　　经过20d运行，红星工业区第1排放口地埋式生物反应器对污水CODCr除去率可达20%左右；

红星工业区第2排放口接触氧化池对污水CODCr除去率可达50%左右。

二排放口污水排放总量1800~2300m3/d，排放污水平均CODCr稳定在150mg/L左右。

　　预处理河段底泥生物氧化处理结果

　　底泥耗氧是河涌黑臭的重要原因之一。

由于朝阳涌长期受纳来自上游的工业废水和生活污水，污染物和生物残体、固体颗粒等沉入河底，形成80~120cm的黑色底泥，底泥通过物理、化学及生物作用进行迁移和转化，影响上覆水体。

　　通过60d的底泥生物氧化，6个样点底泥平均TOC由g/kg降低至g/kg，降低了近2/3倍；

底泥生物降解能力由kg/升至kg/，提高了近倍。

　　　　图2各取样点水体透明度变化

　　水体透明度及色泽变化

　　从10月24日水体生物修复开始，10d内，预处理河段水色发生了明显变化，由黑色变为灰白色、褐色；

10月30日预处理河段下游潮汐河涌水体已基本消除黑臭现象；

11月12日，预处理河段水体开始发绿，并呈现下午变绿，上午变黑的变化规律；

11月15日全河段藻类大量繁殖，迅速消除黑臭。

从上游至下游，呈现暗灰色－灰黄色－黄绿色的渐变过程，水体透明度也稳步提高，从上游暗灰色水体的12cm左右，提高到下游高速公路的35cm左右，并且呈现从上游到下游逐步提高的趋势。

　　水体pH和溶解氧变化

　　随着河涌底泥和水体生物修复的不断加强，11月12日预处理河段下游出现藻类,水体pH上升，从上游到下游，pH从逐步上升为左右，从11月20日开始，2#~6#采样点，pH稳定在~，而1#采样点一直保持在~。

11月5日前，河涌水体一直为黑臭状态，水体溶解氧mg/L左右，随着水体生物修复进程，河涌溶解氧逐步提高，并呈现从上游到下游稳步增高的趋势。

11月5日，经过综合措施处理，预处理河段水体开始变灰变白，3#~6#DO已升至~mg/L，此后稳步增长，至11月１5日预处理河段3#~6#DO已稳定到~mg/L。

并且从上游到下游，DO值呈现逐渐增加的趋势（见图3）。

　　　　图3各取样点水体DO值变化

　　水体CODCr和BOD5变化

　　随着生物促生剂的投加和生物修复措施的进行，处理河段CODCr和BOD5明显低于进水，并且随着时间的推移，这一结果不断加强，10月24日刚开始处理时，从二排污口汇合点到朝丰路上游预处理河段河段CODCr去除率仅为％，11月5日，河涌CODCr去除率为%，11月5日后，CODCr去除率一直稳定在30％左右。

　　从11月5日河涌生物系统强化后，BOD5去除率提高至60%以上，并保持稳定，从河涌NH3-N、H2S等还原性产物浓度变化上看，从二排污口汇合点到朝丰路上游预处理河段，11月5日以后NH3-N去除率明显上升，从%增加到29%，随后稳定在39%左右。

　　H2S含量过高是河涌黑臭的主要原因之一。

随着生物修复的治理效果逐步加强，河涌H2S含量从上游对照mg/L降至处理河段下游未检出，表明经过生物修复后，处理河涌已初步建立好氧洁净生物体系。

　图4各取样点水体CODCr值变化　　　　　图5各取样点水体BOD5值变化　　　　图6各取样点水体NH3-N值变化

　　水体生物相变化

　　对水体中细菌总数观察计数的结果表明，随着水体生物修复和水质的改善处理，河涌水体异养细菌总数较上游少了1个数量级。

对水体微型动物观察表明，各样点的变形虫、鞭毛虫、纤毛虫、轮虫等种类和数量往往随着细菌和藻类的生长高峰而增加。

11月13日开始下游潮汐河涌中出现了大量枝角类水蚤，之后出现了小鱼。

　　3讨论

　　底泥生物氧化和河涌水体生物修复

　　底泥是河涌生态系统的重要组成部分，主要由无机矿物、有机物、和流动相组成。

底泥影响上覆水体水质；

底泥的缓冲能力决定了水质的稳定性，也决定了上覆水体藻相的稳定性；

底泥的微生物活性决定了对河涌有机物污染分解速度，从而决定了河涌的净化能力[8~10]。

　　本试验中，利用生物修复技术，通过实验室小规模试验，从十多种方案中，选择了两种高效配方，用于河涌底泥生物氧化，通过靶向给药技术直接喷射于河涌底泥内，促进河涌底泥氧化，通过检测表层20cm底泥TOC和生物降解能力以确定底泥氧化程度和生物活性，至9月23日下游河涌底泥TOC已从g/kg降至g/kg，生物降解能力提高到kg/。

底泥氧化层的形成，为河涌洁净好氧生态系统的建立创造了良好的条件。

10月30日下游河涌底泥营养盐释放，水体率先开始变绿。

11月3日下游河涌已形成稳定的洁净好氧生态系统，水体色泽和潮汐水一致，透明度有时高达60cm。

　　城市黑臭河涌生物治理技术

　　城市河涌担负着防洪排涝、景观旅游、生态环境等多种功能，是城市建设的重要组成部分。

河涌整治一直作为政府的“民心工程”、“形象工程”而备受重视。

在城市河涌整治中，往往重视清淤,驳岸,绿化和截污等表面工程，而不重视底泥和水体生物修复，更不重视河涌生态体系建立，这样导致城市河涌整治中边治边黑，边黑边治，不能从根本上改善河涌水质和自净能力。

截污虽然能从源头上解决部分污水排放问题，但河涌是一个开放的水体，面源污水和其它污染源不可能完全截住。

清淤虽然能除去部分底泥，清淤后下层底泥仍将为新的内源性污染源。

仅通过截污、清淤、冲水，即使短期内能解决黑臭的问题，由于河涌好氧洁净生态系统尚未建立，水体的自净能力有限，一旦河涌纳污很快又恢复到黑臭状况。

本试验结果表明，在没有完全截污的情况下，通过底泥生物氧化和水体生物修复，配合河涌生态恢复技术，能有效地消除了水体黑臭，逐步建立河涌洁净好氧生态系统，延长河涌生物链，增加水体生物多样性，提高河涌水体自净能力。

生物修复是城市黑臭河涌治理不可或缺的治理措施。

本试验为城市黑臭河涌的生物治理提供了一个可行的技术方案

　　参考文献

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化学工业出版社环境科学与工程出版中心，~21

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