微生物强化修复技术在河道治理的应用

由于城市工业化的快速发展和人口激增的双重因素，越来越多的工业污水和生活垃圾排放到河道内，导致锦州市河道水质严重恶化。本文以锦州市的河道为研究区域，进行了不同微生物的组合，以期寻求治理效果最佳的组合方式，同时探讨了不同微生物在河道治理工作中的作用，得到如下结论:使用特定的微生物，可以较好地治理河道污染状况并可使水质保持稳定状态。但当温度偏低或污染程度较高时，微生物强化修复技术的效果不佳;不同的微生物投放组合有着不同的净水效果，将光合细菌、BSW、W14、ID6组合投放时净水效果最佳。

城市内的河道与城市居民的生产和生活息息相关，作为整个城市系统的关键组成部分，在城市快速发展历程中，起着举足轻重的作用［1］。由于城市工业化的快速发展和人口激增的双重因素，越来越多的工业污水和生活垃圾排放到河道内，导致城市污染问题日益严重，城市内的河道水质严重恶化，虽经治理，但治理程度远滞后于粗放型工业化的发展速度，尚没有从根本上改变城市水污染严重的状况。

为保证城市经济与环境的可持续性发展，河道污染是我们亟待解决的问题［2］。微生物强化修复技术目前已经成为广泛欢迎和应用的河道治理技术。作为一种新型河道水体污染修复技术［3］，它以应用某种微生物激活剂或高效功能微生物为主要技术手段，使河道内的微生物保持较高的活性，使河道中污染物的降解和转化工作加快，以达到河道治理的效果［4］。虽然与其他河道治污方法相比，微生物强化修复技术存在着明显优点，但在河道治理实践中仍存在许多未解决的问题。本文以锦州市内的河道为研究区域，进行了不同微生物的组合，以期达到治理效果最佳的组合方式，同时探讨了不同微生物在河道治理工作中的作用。

1概况

1.1河道概况

锦州市位于辽宁省的西南部，是华北和东北两大经济区域的重要连接点。锦州市在辽宁西南部地区快速发展过程中，起着举足轻重的作用，锦州市土地面积达到1.03万km2，水域面积为8.35万km2，锦州市所在区域属于暖温带半湿润地区，全年80%的降水主要集中在7—8月，降水量分布极不均匀且降水形式多为暴雨或特大暴雨。锦州市境内流域面积较大的河道有大凌河、小凌河等。大凌河在锦州市境内全长65.40km，含沙量较高，年均径流量为16.67亿m3，水面面积达到2.35万hm2，河道中心位置水深约为4m，整个河道水体比较浑浊，丧失自净能力，水质污染程度严重，尤其是下游段淤泥累积，散发刺鼻气味。

主要污染源来自化工厂的工业废水和临近河岸城镇居民的生活垃圾。相关资料显示，2015年，整个河道的平均溶氧值为0.92mg/L;平均氨氮值为16.21mg/L，主要污染物CODCr、NH+4-N远远超出国家标准［5］。小凌河属于山溪性河流，流经锦州市境内段全长约为85km，水面面积约为0.86万m2，多年平均径流量为2.13亿m3，河道中心位置水深约为2.60m，水土流失严重，主要依靠降水进行补水。该河道周围人口密集，基本上接纳了河道附近全部的居民生活污水和垃圾。相关资料显示，该河道的平均溶氧值为0.76mg/L，平均氨氮值为20.84mg/L，水体中的氮素远远超标。

1.2水质测定方法

选用便携式水质监测仪作为量测河道治理现场河水的pH值、溶氧值、温度值等因素的实验工具［6］。总氮量、氨氮量、CODMn等因素的测定方法见表1.

2强化修复实验与监测

2.1锦州市区河道治理微生物强化修复实验

2015年9月20日，待旋切式曝气装置安装工作完成后，每天向大凌河和小凌河河道内投放150L光合细菌，若在阴天暂时停止投放工作，恢复天晴后补回暂停投放的数量，直到河道内溶氧值达到5mol/L后，增加投放BSW工作，投放频率为80L/天［7］。待两个月之后，大凌河、小凌河两条河道使用微生物强化修复技术同步开展河道治理工作。针对两条河道不同的污染程度采用不同的组合方式投放不同种类的微生物，探究不同微生物对河道水质治理的作用，从而得到最佳投放微生物组合(见表2)。

2.2锦州市区河道治理微生物强化修复实验中水体变化监测

2015年9月20—12月20日，每月随机取样本8～9次。两个月后，每天在大凌河、小凌河河道两岸随机取点使用便携式水质检测仪进行河道治理现场河水的pH值、溶氧值、温度值等因素检测，在每次投放微生物之前分别取大凌河和小凌河河道表面河水作为样本，并将取样时间和天气记录下来，将取回的样本带回实验室，使用仪器进行河道水质因素检测实验［8］。

3河道治理分析

3.1大凌河、小凌河河道水体温度变化

温度作为整个河道生态系统关键的因素，对河道内动植物、各种微生物的生长状况都能产生一定影响，因此将水体温度作为锦州市区河道治理微生物强化修复技术应用效果的重要评价指标［9］。大凌河自2015年9月20日以后，整个河道的河水温度一直在－5～8℃之间变化，温度较低，微生物的新陈代谢变得缓慢，之后水温逐渐回升，到6月份，水体温度上升到25℃，对微生物生长状况基本没有什么影响。2015年5月，小凌河河道内的水体温度上升到22℃，与大凌河的水体温度差别很小。

3.2河道治理微生物强化修复实验中氨氮变化

自2015年9月20日在大凌河、小凌河安装旋切式曝气装置后，每日投放光合细菌，河道水体中氨氮值逐渐降低;9月30日开始投放BSW后，河道内氨氮值并没有出现明显下降情况。10月5日可能是由于附近居民排入污水和生活垃圾较多，氨氮值有所上升。2015年11月20日，大凌河、小凌河实施二次治理，投放光合细菌、BSW及W14、ID6后，水体氨氮值呈现出十分明显的下降速度。2月25日后下降速度趋于平缓，大凌河流域氨氮值变化幅度明显大于小凌河，说明经过两次河道微生物治理后，河道水质得到了改善，三种微生物在实验初期均取得了效果，实验后期微生物不能在污染严重的水体中成长，发挥的作用不明显。通过大凌河与小凌河比较可以看出，W14的修复效果要好于ID6，四种微生物组合使用效果最佳(见图1)，应根据污染程度选择相应的配合比。

3.3河道治理微生物强化修复实验中总氮变化

2015年9—12月，大凌河河道水体受工业废水、生活垃圾或天气的影响波动比较大，但最终变化较小，说明大部分的氨氮是被同化了。2015年12月5日之后，大凌河河道内总氮量整体变化比较平稳，受天气因素影响较大。小凌河河道总氨量变化与大凌河基本相似，在实验初期，下降速度比较快，随着时间的推移逐渐趋于平缓。通过小凌河与大凌河相比可以看出，投放ID6脱氮效果比较明显，说明在较短时间内一起投放四种微生物具有明显的脱氮效果(见图2)。

3.4河道治理微生物强化修复实验中CODMn的变化

2015年9月20日，河道治理工作开始展开后，大凌河河道CODMn含量逐步降低(见图3)，实验初期下降速度较快，后期逐步趋于平缓，说明高浓度的光合细菌和BSW可以有效清理CODMn。小凌河内CODMn含量先降后升，虽然数据波动比较大，但未有明显变化，说明实验初期，因加入微生物缘故，水体内CODMn含量降低，水质得到改善，后因污染物超标，微生物不能有效发挥功能。图3大凌河、小凌河河道水体CODMn变化情况

4结语

本文利用实验室实验和现场实践成果，对微生物强化修复技术在锦州市河道治理中的应用进行了全方位研究，得到如下结论:锦州市利用微生物强化修复技术治理河道污染时，通过监测水体中各个因素的变化，发现在温度适宜、污染程度一般的前提下，使用特定的微生物，可较好地治理河道污染状况并可使水质保持稳定状态。但当温度偏低或污染程度较高时，微生物强化修复技术的效果不佳;不同的微生物投放组合有着不同的净水效果。试验结果表明:投放微生物具有W14时，能够有效去除氨氮，但是去除总氮的能力不如增加ID6的投放方式，将两者有效结合，能够更好地达到净化水质的效果，但是当CODMn含量较低时，微生物修复水体效果不佳.