石小峰　宮政　王曉佩　鄒穩(wěn)

摘要：本文研究了投加量、曝氣量以及水溫對微生物菌劑治理黑臭水體效果的影響，開展了微生物菌劑治理黑臭水體的現(xiàn)場實驗。結果表明，本實驗條件下微生物菌劑的最適投加量為1.5‰，DO以2～3mg/L為宜，當水溫低于一定程度時，微生物菌劑的處理效果會受到抑制。在河道現(xiàn)場實驗中，增氧曝氣加微生物菌劑能夠顯著改善水體SD、DO、ORP、COD和NH3-N，該型微生物菌劑要應用于實際工程中，還需要對其進行更深入的研究和改進。

關鍵詞：微生物菌劑；黑臭水體；增氧曝氣；現(xiàn)場實驗

中圖分類號：X829 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0107-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.062

Abstract： In this paper， the effect of dosage， aeration volume and water temperature on the treatment effect of microbial inoculants on black and odorless water bodies was studied. In-situ experiments were carried out to treat black and odorous water bodies with microbial inoculants. The results showed that the optimal dosage of microbial inoculants was 1.5‰ and DO was 2～3mg/L under the experimental conditions. When the water temperature was lower than a certain level， the treatment effect of microbial inocula was inhibited. In river field experiments， aeration aeration plus microbial inoculants can significantly improve the water body SD， DO， ORP， COD and NH3-N. This type of microbial inoculum should be applied in practical engineering， but also need to be more in-depth Research and improvement.

Key words： Microbial agent； Black and odor water body； Oxygen aeration； Field experiment

隨著城市發(fā)展與人口增長，城市河道生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，水質(zhì)急劇惡化（吳霞，2014）。化學絮凝、重金屬的化學固定等方法治理黑臭水體時，需要大量投加化學藥劑，容易引起二次污染，其成本也很高昂，且化學法治理不具有可持續(xù)性。微生物修復技術是利用微生物降解河道污染物，具有效果好、效果持久、環(huán)境友好、無二次污染等優(yōu)點，日益成為研究的熱點。

本文針對北方某城市黑臭水體水質(zhì)特性，采用微生物菌劑在好氧條件下對黑臭水體進行處理，通過實驗室研究與工程實例相結合的方式，驗證微生物菌劑治理黑臭水體的效果，以期為其在北方某城市黑臭水體治理工程化應用中提供科學依據(jù)與技術參數(shù)。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

本實驗采用的微生物菌劑為淡紫色粉狀產(chǎn)品，其中含有多種微生物和酶，如乳酸片球菌、糞腸球菌、解淀粉芽孢桿菌、粉末畢赤酵母等[1]。

1.2 實驗儀器和分析方法

水質(zhì)檢測項目及方法如下表所示。CODCr采用重鉻酸鹽法（GB11914-89），NH3-N采用納氏藥劑比色法（GB7479-87），TN采用堿性過硫酸鉀紫外分光光度計法（GB11894-89），pH、ORP采用便攜式pH計法，透明度采用塞氏盤法，DO采用便攜式DO測定儀法。

1.3 實驗水質(zhì)

實驗用水取自阜陽某黑臭河道水系治理項目，COD為121mg/L；NH3-N為26.95mg/L；TN為32.6mg/L；pH為8.03。

2 結果與討論

2.1 影響微生物環(huán)保劑對黑臭水體處理效果的因素

2.1.1 投加量

在常溫條件下向10 L水中分別投加不同質(zhì)量比的微生物菌劑，采用曝氣泵曝氣，控制水體DO為4～5mg/L，每隔12h定時取樣，考察水體中主要污染物COD、NH3-N、TN的變化，結果見表 1。

由表1可以看出，微生物菌劑投加量對水體中COD、NH3-N、TN去除率的影響很大，特別是NH3-N。當反應時間經(jīng)過72h后，投加量為1.5‰～3.0‰的NH3-N去除率分別為92.43%、93.76%、95.83%，說明該型微生物菌劑具有快速響應能力，適合應急項目，特別是高NH3-N受污水體應急項目的快速達標凈化。COD、NH3-N、TN去除率隨著投加量的增大呈先增加后趨穩(wěn)的趨勢，投加量為0‰時水體COD、NH3-N去除率不高，說明只有曝氣的條件下是不能大量去除水體中的COD、NH3-N。結合處理效果與成本，該型微生物菌劑最適投加量為1.5‰。

2.1.2 曝氣量

在常溫條件下向10L水中投加1.5‰的微生物菌劑，以不同微生物菌劑投加量（簡稱投加量）和DO條件進行反應，投加量分別為：0‰+DO1mg/L（不曝氣）、1.5‰+DO1mg/L（不曝氣）、0‰+DO2 mg/L、1.5‰+DO2 mg/L、0‰ +DO4mg/L、1.5‰+DO4 mg/L（依次編號為#1～#6），每隔12h定時取樣，整個實驗過程歷時5d，結果見表2。

由表2可知，COD和NH3-N的去除率由高至低為#6>#4>#2>#5>#3>#1；TN的去除率高至低為#2>#6>#4>#5>#1>#3。曝氣對NH3-N的去除效果具有一定的促進作用，但單純曝氣不能滿足NH3-N的降解需求；同時曝氣對水中微生物的繁殖有促進作用，因此COD的降解效果逐步得到提升。綜合考慮技術處理要求及經(jīng)濟成本，選取適宜的DO為2～3 mg/L。

2.1.3 水溫

于2017年10月與2018年2月開展了兩次相同的實驗，在DO為3mg/L條件下，向10L的水中投加0‰、1.5‰的微生物菌劑，2017年10月平均水溫為12.6℃，2018年2月平均水溫則為3.3℃。結果如表4所示。

由表3可以看出，溫度對微生物菌劑的治理效果影響很大。當溫度從溫度段1降到溫度段2，微生物菌劑投加量為1.5‰時對NH3-N去除率從95.82%驟降至38.74%。溫度影響了微生物的生長繁殖，導致水體中菌群數(shù)量減少；此外溫度降低，影響微生物酶的活性，進而影響微生物分解污染物的速率。通過微生物菌劑投加量0‰與1.5‰污染物去除率的對比，說明在低溫條件下，在水體中投加微生物菌劑對去除水體污染物有促進作用[2-3]。

2.2 微生物環(huán)保劑治理城市黑臭水體工程實例

為了研究微生物菌劑在自然水體中的治理效果，特選取黑臭河道進行現(xiàn)場實驗。從河道截取一段，兩端用圍堰封堵，實驗段長約50m，寬約7m，水深1.1m，水容量385m3。實驗水質(zhì)：COD 120mg/L，NH3-N 28.02mg/L，TN 30.15mg/L，SD 21cm，DO 0.54mg/L，ORP -217mV，pH 7.92。原水作為0h水質(zhì)，投加藥劑之后每隔24h取樣一次?，F(xiàn)場實驗進度計劃如表4所示。

由圖1可知，微生物菌劑投加后第1～2d水體透明度有所降低，第2天后水體透明度逐漸改善，至第7天水體透明度達43cm。由圖1-2可知，在河道架設曝氣機后，水體溶解氧從0.54mg/L增至最高時的7.48mg/L；隨著水體溶解氧的增加，水體ORP也迅速上升，從最初的-213mV升至163mV。由圖1-3、圖1-4可知，前期水體中的COD與NH3-N均略有升高，隨著處理時間的推移COD和NH3-N含量逐漸降低，其中COD濃度從120mg/L降至67mg/L，去除率為44.17%；NH3-N濃度從28.02mg/L減至10.94mg/L，去除率為60.96%。

3 結論

本實驗研究結果表明，微生物菌劑對城市黑臭水體治理具有一定的效果，主要試驗結論如下：

（1）微生物菌劑的投加量、曝氣量以及水溫均對其治理黑臭水體有影響，本實驗條件下微生物菌劑的最適投加量為1.5‰，DO以2～3mg/L為宜；低溫時微生物菌劑的處理效果會受到抑制，在實際工程應用中應避免在冬季投撒菌劑；

（2）在河道現(xiàn)場實驗中發(fā)現(xiàn)，增氧曝氣加微生物菌劑能夠顯著改善水體SD、DO以及ORP，使SD從21cm提升至43cm，DO從0.54mg/L增至7.48mg/L，ORP從-213mV增至163mV；雖然降解大量的COD、NH3-N，但NH3-N指標仍處于輕度黑臭范圍；

（3）該型微生物菌劑要應用于實際工程中，還需要對其進行更深入的研究和改進[4-6]。

參考文獻

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收稿日期：2018-04-16

作者簡介：石小峰（1975-），男，工學學士，高級工程師，研究方向為區(qū)域水環(huán)境綜合治理、村鎮(zhèn)污水聯(lián)片整治、市政污水提標改造。