黑臭河水污染治理中的固定生物膜技术分析

陈志刚

摘 要：采用陶粒为载体，通过枯草芽孢杆菌固定生物膜技术针对黑臭河水污染治理进行分析。预处置阶段证实了曝气环境对实验的作用。结果反映出：曝气环境中采用固定生物膜技术进行处置10天之后，针对河水的化学需氧量、河水浊度、NH3-N以及总磷去除率达到76.57%，92.83%，98.11%以及76.17%。在無曝气环境中，固定生物膜进行处置20天之后，河水的化学需氧量、河水浊度、氨氮含量指标以及TP去除率为41.55%，76.30%，93.24%以及86.95%。效仿现实工程持续添加河水，实行曝气环境、无曝气环境和未进行任何处置的对照环境中，持续处置30天。结论反映出：曝气环境中，化学需氧量与河水浊度改善情况明显优于对照组，河水水质符合GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准。因此，黑臭河水污染治理中固定生物膜技术效果明显。

关键词：黑臭河水；枯草芽孢杆菌；生物膜技术

近年来，由于社会的飞速进步，河水污染情况更加严重，特别在人口聚集地区，发生了河道黑臭情况。这种情况不仅对市容产生影响，不利于环境保护，还对市民正常生产生活与身体健康不利，且此类情况日益严重。所以，找到科学合理的治理方式，进而消除此类问题已经迫在眉睫。

1 实验

1.1 实验材料

自养殖泥中获得的枯草芽孢杆菌。液体细菌培养基为蛋白陈、牛肉浸膏、氯化钠，溶液中溶质质量与溶液质量之比为1%，0.5%，0.5%。pH值：7.6-7.8。高盐琼脂培养基是在液体培养基内添加溶液中溶质质量与溶液质量之比为2%的琼脂，氯化钠溶液中溶质质量与溶液质量之比提升至7%。培养基都通过0.11兆帕进行20分钟灭菌，之后分装。自养殖水收集底泥，烘干之后添加道液体培养基内，37摄氏度，18-24小时细菌培养之后，在75-80摄氏度水浴处置10-15分钟。热处置之后的培养基采用平板画线分离方式涂抹在高盐琼脂平板上，37摄氏度、细菌培养18-24小时。选择繁殖优良的细菌多次接种，通过多次高盐琼脂培养基进行选取，选择火山口形状的菌落实行只在单一种类存在的状态下所进行的生物培养。另外需选取曝气设备和黑臭河水，河水中持续有气泡泛起，实际检测无空气中的分子态氧溶解在水中。

1.2 方法

四个聚乙烯桶先后添加大约1吨的黑臭河水。分别编号，其中一号桶为对照组；二号和四号中加入固定生物膜样本，三号内加入固定生物膜样本，且置于曝气环境中。一号，二号和三号每日进行换水，效仿实际河中有新的污染体排进。每日换水10升。实验之前10天不换水，实行菌种的活化培养。四号不进行换水，以分析固定生物膜样本的降解动力学试验，实行30天。

2 结果和分析

2.1 固定生物膜技术对化学需氧量的处置成效

二号、三号和四号中化学需氧量反映出首先提高之后降低到平行。三号中化学需氧量降低速度和程度最高：第十一天降低到20毫克/升，之后始终在水平范围，成效较好且平稳；二号和四号中化学需氧量为20-40毫克/升。一号化学需氧量60-80毫克/升，好于另外三个桶的数值。到第三十天，三号化学需氧量降低到25.34毫克/升，符合GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准。二号和四号降低到31.24毫克/升和33.67毫克/升，符合Ⅴ类水标准。结果反映出，黑臭河道运用固定生物膜消除化学需氧量有明显成效。而三号去除成效最好，表示固定生物膜在曝气环境中成效最好。

2.2 固定生物膜技术对河水浊度的治理成效

二号、三号和四号桶中浊度都反映出先提升再降低到平行，三号中浊度降低速度和程度最高。三号第十天的河水澄清，能见度良好；二号自第十九天逐渐澄清，能见度提升，可成效不如三号。到第二十天，二号和三号中浊度几乎为零，四号浊度到第二十六天下降到10NUT；二号、三号和四号中浊度均都小于一号。反映出固定生物膜对消除浊度具备成效。三号处置成效最好，反映出固定生物膜在曝气环境中的成效最优。

2.3 固定生物膜技术对NH3-N的处置成效

因某些因素影响，NH3-N自第十一天实行检测。结果显示四个桶内的NH3-N都波浪形降低。三号的NH3-N降低速度最快到0.2毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ类标准。到第三十天，二号和四号中NH3-N降低到0.227毫克/升和0.224毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ类标准。其中一号在试验末期NH3-N降低到0.5毫克/升。影响因素为：桶处于露天环境，一号遭到阳光照射较多时间，藻类植物实行光能合成作用，其生长阶段，氮元素是必须元素，植物吸取水中氮元素，造成了NH3-N的含量减少。

2.4 固定生物膜技术对河水总磷的处置成效

结果表明，四个桶中总磷都直线降低。第三十天，二号、三号和四号桶中总磷降低到0.223毫克/升、0.243毫克/升和0.244毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ类标准，一号中TP下降到0.321毫克/升，符合GB3838-2002中V类标准。其中，一号桶总磷降低的因素为：桶处于露天环境，天气改变存在作用，桶内存在很多浮游植物，其生长需要磷元素，很多植物均能够通过各种方式获得磷愿意以保证生长，蓝藻则吸取水中的磷确保生长发育；和桶的安放地点有关系，一号放置在最外端，每日获得的阳光照射最多的时间，其中浮游植物实行光能合成作用也更多。

2.5 固定生物膜对黑臭河水中pH产生的作用

实验结果表明，三号中pH直相对平稳（8.0-9.0），符合《地表水环境质量标准》中的要求。二号桶和四号桶中pH值为8.0-10.0，一号中pH值通常大于另外三桶，最大为10.07。

2.6 固定生物膜技术的河水净化成效

固定生物膜技术实验10天之后，三号中水体质量已经符合水体净化保证，可另外三桶水体质量标准依然在改变。固定生物膜实验之后十七天，四个桶中水体质量都趋于平稳，所以，选取第十八天检测数据以解算去除率。

3 结束语

以上实验研究可以看出，运用固定生物膜技术的水体相比一号桶均存在改观，化学需氧量、河水浊度、NH3-N、TP均有所降低，反映出了固定生物膜技术对黑臭河水污染的治理具备很好的成效。且使用曝气设备的三号污染治理成效格外显著，所有指标的降低程度都较快，10天之后，水体质量改变为清澈见底，pH为8.0-9.0之间，满足GB3838-2002中的标准规定，化学需氧量下降到25.34毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ类标准，NH3-N下降到0.2毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ类标准，总磷降低到0.243毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ类标准。二号于仅采用固定生物膜技术20天之后，水体质量逐渐澄澈见底，可成效稍稍低于三号。化学需氧量下降到31.24毫克/升，符合GB3838-2002中V类标准，NH3-N下降到0.227毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅱ类标准，总磷下降到0.223毫克/升，符合GB3838-2002中Ⅳ类标准。

参考文献

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[3]邵朝臣，蒋晓芬，顾巧浓，等.温州屿田及上庄河黑臭河水治理研究[J].宁夏农林科技，2012（2）：55-56.