黑臭河水污染治理中的固定生物膜技術分析

陳志剛

摘 要：采用陶粒為載體，通過枯草芽孢桿菌固定生物膜技術針對黑臭河水污染治理進行分析。預處置階段證實了曝氣環境對實驗的作用。結果反映出：曝氣環境中采用固定生物膜技術進行處置10天之后，針對河水的化學需氧量、河水濁度、NH3-N以及總磷去除率達到76.57%，92.83%，98.11%以及76.17%。在無曝氣環境中，固定生物膜進行處置20天之后，河水的化學需氧量、河水濁度、氨氮含量指標以及TP去除率為41.55%，76.30%，93.24%以及86.95%。效仿現實工程持續添加河水，實行曝氣環境、無曝氣環境和未進行任何處置的對照環境中，持續處置30天。結論反映出：曝氣環境中，化學需氧量與河水濁度改善情況明顯優于對照組，河水水質符合GB3838-2002《地表水環境質量標準》Ⅳ類標準。因此，黑臭河水污染治理中固定生物膜技術效果明顯。

關鍵詞：黑臭河水；枯草芽孢桿菌；生物膜技術

近年來，由于社會的飛速進步，河水污染情況更加嚴重，特別在人口聚集地區，發生了河道黑臭情況。這種情況不僅對市容產生影響，不利于環境保護，還對市民正常生產生活與身體健康不利，且此類情況日益嚴重。所以，找到科學合理的治理方式，進而消除此類問題已經迫在眉睫。

1 實驗

1.1 實驗材料

自養殖泥中獲得的枯草芽孢桿菌。液體細菌培養基為蛋白陳、牛肉浸膏、氯化鈉，溶液中溶質質量與溶液質量之比為1%，0.5%，0.5%。pH值：7.6-7.8。高鹽瓊脂培養基是在液體培養基內添加溶液中溶質質量與溶液質量之比為2%的瓊脂，氯化鈉溶液中溶質質量與溶液質量之比提升至7%。培養基都通過0.11兆帕進行20分鐘滅菌，之后分裝。自養殖水收集底泥，烘干之后添加道液體培養基內，37攝氏度，18-24小時細菌培養之后，在75-80攝氏度水浴處置10-15分鐘。熱處置之后的培養基采用平板畫線分離方式涂抹在高鹽瓊脂平板上，37攝氏度、細菌培養18-24小時。選擇繁殖優良的細菌多次接種，通過多次高鹽瓊脂培養基進行選取，選擇火山口形狀的菌落實行只在單一種類存在的狀態下所進行的生物培養。另外需選取曝氣設備和黑臭河水，河水中持續有氣泡泛起，實際檢測無空氣中的分子態氧溶解在水中。

1.2 方法

四個聚乙烯桶先后添加大約1噸的黑臭河水。分別編號，其中一號桶為對照組；二號和四號中加入固定生物膜樣本，三號內加入固定生物膜樣本，且置于曝氣環境中。一號，二號和三號每日進行換水，效仿實際河中有新的污染體排進。每日換水10升。實驗之前10天不換水，實行菌種的活化培養。四號不進行換水，以分析固定生物膜樣本的降解動力學試驗，實行30天。

2 結果和分析

2.1 固定生物膜技術對化學需氧量的處置成效

二號、三號和四號中化學需氧量反映出首先提高之后降低到平行。三號中化學需氧量降低速度和程度最高：第十一天降低到20毫克/升，之后始終在水平范圍，成效較好且平穩；二號和四號中化學需氧量為20-40毫克/升。一號化學需氧量60-80毫克/升，好于另外三個桶的數值。到第三十天，三號化學需氧量降低到25.34毫克/升，符合GB3838-2002《地表水環境質量標準》Ⅳ類標準。二號和四號降低到31.24毫克/升和33.67毫克/升，符合Ⅴ類水標準。結果反映出，黑臭河道運用固定生物膜消除化學需氧量有明顯成效。而三號去除成效最好，表示固定生物膜在曝氣環境中成效最好。

2.2 固定生物膜技術對河水濁度的治理成效

二號、三號和四號桶中濁度都反映出先提升再降低到平行，三號中濁度降低速度和程度最高。三號第十天的河水澄清，能見度良好；二號自第十九天逐漸澄清，能見度提升，可成效不如三號。到第二十天，二號和三號中濁度幾乎為零，四號濁度到第二十六天下降到10NUT；二號、三號和四號中濁度均都小于一號。反映出固定生物膜對消除濁度具備成效。三號處置成效最好，反映出固定生物膜在曝氣環境中的成效最優。

2.3 固定生物膜技術對NH3-N的處置成效

因某些因素影響，NH3-N自第十一天實行檢測。結果顯示四個桶內的NH3-N都波浪形降低。三號的NH3-N降低速度最快到0.2毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ類標準。到第三十天，二號和四號中NH3-N降低到0.227毫克/升和0.224毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ類標準。其中一號在試驗末期NH3-N降低到0.5毫克/升。影響因素為：桶處于露天環境，一號遭到陽光照射較多時間，藻類植物實行光能合成作用，其生長階段，氮元素是必須元素，植物吸取水中氮元素，造成了NH3-N的含量減少。

2.4 固定生物膜技術對河水總磷的處置成效

結果表明，四個桶中總磷都直線降低。第三十天，二號、三號和四號桶中總磷降低到0.223毫克/升、0.243毫克/升和0.244毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ類標準，一號中TP下降到0.321毫克/升，符合GB3838-2002中V類標準。其中，一號桶總磷降低的因素為：桶處于露天環境，天氣改變存在作用，桶內存在很多浮游植物，其生長需要磷元素，很多植物均能夠通過各種方式獲得磷愿意以保證生長，藍藻則吸取水中的磷確保生長發育；和桶的安放地點有關系，一號放置在最外端，每日獲得的陽光照射最多的時間，其中浮游植物實行光能合成作用也更多。

2.5 固定生物膜對黑臭河水中pH產生的作用

實驗結果表明，三號中pH直相對平穩（8.0-9.0），符合《地表水環境質量標準》中的要求。二號桶和四號桶中pH值為8.0-10.0，一號中pH值通常大于另外三桶，最大為10.07。

2.6 固定生物膜技術的河水凈化成效

固定生物膜技術實驗10天之后，三號中水體質量已經符合水體凈化保證，可另外三桶水體質量標準依然在改變。固定生物膜實驗之后十七天，四個桶中水體質量都趨于平穩，所以，選取第十八天檢測數據以解算去除率。

3 結束語

以上實驗研究可以看出，運用固定生物膜技術的水體相比一號桶均存在改觀，化學需氧量、河水濁度、NH3-N、TP均有所降低，反映出了固定生物膜技術對黑臭河水污染的治理具備很好的成效。且使用曝氣設備的三號污染治理成效格外顯著，所有指標的降低程度都較快，10天之后，水體質量改變為清澈見底，pH為8.0-9.0之間，滿足GB3838-2002中的標準規定，化學需氧量下降到25.34毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ類標準，NH3-N下降到0.2毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ類標準，總磷降低到0.243毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ類標準。二號于僅采用固定生物膜技術20天之后，水體質量逐漸澄澈見底，可成效稍稍低于三號。化學需氧量下降到31.24毫克/升，符合GB3838-2002中V類標準，NH3-N下降到0.227毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ類標準，總磷下降到0.223毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ類標準。

參考文獻

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