利用微生物技術修復黑臭和富營養水體的研究

李成森

摘 要：根據《城市黑臭水體整治工作指南》，黑臭水體是指在城區之內的水系統呈現出黑色或泛黑色，并散發令人不適的惡臭味道的水體。在對其進行生態修復時，存在著不可逆因素，如高濃度的污染物對水生生物的發育影響，并對修復效果造成影響?？衫梦⑸锛夹g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，使水質得到改善。

關鍵詞：微生物技術 黑臭 富營養水體 生態修復

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，我國水生態環境問題形勢嚴峻，導致水體出現黑臭與富營養化，對總體生態系統造成失衡。在對水體生態進行修復時，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

1.1 湖泊生態系統

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的物質轉化與能量交替，能夠在結構、功能上形成復雜與協調的基本生態單元，屬于動態平衡系統，即湖泊生態系統[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、發展緩慢，在湖泊的生態系統之中，各個生物菌落與水生植物之間，為水體提供養分，在系統的各個機制之間，構成一個整體，且在發展上較為緩慢。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 生態系統功能

湖泊生態系統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，出現較早。在生態系統中，容易出現多穩態現象，即在相同的外界環境下出現了兩種或多種穩定狀態。在湖泊的生態功能中，擁有一個穩定的狀態對于總體的發展有著積極作用。它的功能主要有調節何川徑流、繁衍水生物、發展灌溉、改善區域的生態環境系統。在近現代之后，隨著人類活動的加劇，對大氣層環境的破壞，導致了全球變暖，湖泊面積縮小，生態系統失衡的發生，水體的黑臭、富營養化成為當今最主要的治理，湖泊的生態修復已經成為時下治理難度最大的地理單元。

2 湖泊生態修復工程治理

2.1 生態修復方案

湖泊的生態系統修復已經成為目前的主體趨勢，湖泊生態修復技術體系作為具體的調控，能夠將食物鏈抑藻技術、水質強制凈化設備進行結合，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帶來良性的發展，同時可增加景觀效果。以廣西賓陽縣的鳳凰湖公園為例，在湖泊生態修復工程中，微生物技術為主體，總體設計構想主要為：微生態重建、食物鏈控制、造景增氧曝氣[2]。食物鏈控制在修復水生態中，主要在水體中投放優質的水生動物，可使水系的循環能力進行重新構建，并為生物的生長促進良性的環境培育，使整體的湖泊生態系統持平。微生物技術與時下的化學生態工程法相比較，能夠保持生態平衡，促進動態和諧?；瘜W生態工程主要是利用融藻劑等化學用劑，對于生物鏈的生存環境會帶來次生災害，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，在進行微生態重建與食物鏈控制后，鳳凰湖公園湖泊的水系生態能夠被重新構建，并逐漸進入平衡的狀態。

2.2 生態修復技術

在對湖泊水體進行綜合的生態修復時，主要以復合微生物技術為核。在復合微生物技術體系中，主要分為由水體微生態平衡重建技術（核心技術）、食物鏈生態抑藻技術和有利于湖泊水體水質凈化的環境工程技術組成 [3]。在水體微生態得以持平之后，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系統，以強化水體自凈能力及生態抑藻能力。同時向湖泊中投放一定比例的水生動物、食藻魚類，以將水中的富營養物質進行溶解吸收，并將食物鏈中的各個部分進行有機的整合，控制水體的富營養化程度，增加湖泊的水體生態系統結構的復雜與穩定性，且不需要采取任何化學手段。整個湖泊生態修復過程分三個階段進行，分別是啟動期、穩定期和維護期。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，在短期內建立以復合微生物為主的有益微生物系統，增強水體生態系統的食物鏈功能。本階段復合微生物處理技術和設施穩定運行，效果穩定，景觀完全改善，透明度達到50cm，可達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅴ類水質的要求，為下一階段的維護打下基礎。

在第二階段中屬于穩定期，時間為6個月。

本階段以投放復合微生物菌劑和生物營養劑為主，同時投放食藻魚類和觀賞魚類，根據湖泊水質監測和現場觀測情況，逐步調整湖泊水質，透明度達到100cm，使整個湖泊水生態系統處于穩定狀態，達到良好的景觀水平。

3 湖泊內河水質修復

據廣西省發布的2016年度環境質量公報中，關注度最高的為湖泊內河水質修復，在城區的內河水質一直處于中度污染，盡管河段上的漂浮物在不斷整治，但在河水與河底內依舊有黑臭的水質。在當前的湖泊內河水質中，多含有氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽等高指標污染，因此對于湖泊內河水質修復需要從綜合的生態法進行整治。在湖泊內河水質修復中，可使用水體懸空噴霧帶及水體內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，水體內部噴射裝置設置于水體內部，能夠向河內供應有益菌種，凈化水源，從源頭上進行有效治理污染。

4 復式微生物技術

微生物技術運用至河道的治理中，能夠使黑臭水體進行自我凈化，主要使用微生態構建的方式。而KQ復合微生物技術在傳統的復合微生物技術的基礎上，結合多年來在酒精廠、糖廠、淀粉廠、養殖場等有機廢水、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新，研究開發的一項新的微生物應用技術。

KQ復合微生物技術是將光合菌、放線菌、酵母菌、乳酸菌、發酵絲狀菌等10多種微生物菌群經特殊方法培養而成的復合微生物菌群。KQ復合微生物技術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、能互相協調、互相促進的微生物可以形成穩定的微生態機制的應用原理，使復合菌群與環境中的微生物群落組成優勢菌群，形成相互間的共生增殖及協同作用，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生的硫化物、尸胺、腐胺等，從而在治理過程能抑制環境惡臭的產生。同時，由于廢水、廢棄物在短時間內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，縮短氧化所需的時間，提高處理效率[4]。

5 結語

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

參考文獻

[1] 王曙東.添加營養物質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—微生物聯合修復技術治理水體富營養化[J].水處理技術，2013，38（3）：1-6.

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

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