城市內的河道與城市居民的生產和生活有關,作為城市系統整體的重要組成部分,在城市快速發展的過程中發揮著重要作用1。由于城市工業化的快速發展和人口激增的雙重因素,越來越多的工業污水和生活垃圾排放在河道內,城市污染問題越來越嚴重,城市河道水質嚴重惡化,管理,但管理程度遠遠落后于粗放型工業化的發展速度,城市水污染嚴重
為了保證城市經濟和環境的可持續發展,河流污染是我們必須解決的問題2。微生物強化修復技術目前已經成為廣泛歡迎和應用的河道治理技術。作為一種新型河道水體污染修復技術[3],它以應用某種微生物激活劑或高效功能微生物為主要技術手段,使河道內的微生物保持較高的活性,使河道中污染物的降解和轉化工作加快,以達到河道治理的效果[4]。與其他河道污染治理方法相比,微生物強化修復技術具有明顯優點,但河道治理實踐中仍存在許多未解決的問題。本文以錦州市內河道為研究區域,進行了不同微生物的組合,以達到管理效果的最佳組合方式,探討了不同微生物在河道管理中的作用。
1概況
1.1河道概況
錦州市位于遼寧省的西南部,是華北和東北兩大經濟區域的重要連接點。錦州市在遼寧西南部地區的快速發展過程中,起著舉足輕重的作用,錦州市的土地面積達到1.03萬km2,水域面積達到8.35萬km2,錦州市所在地區屬于暖氣片半濕地區,全年80%的降水主要集中在7-8月,降水量分布極為不均勻,降水形式多為暴雨或特大暴雨。錦州市國內流域面積較大的河道有大凌河、小凌河等。大凌河在錦州市境內全長65.40km,含沙量高,年均徑流量16.67億m3,水面面積達2.35萬hm2,河道中心位置水深約4m,河道整體水體混濁,失去自凈能力,水質污染程度嚴重,特別是下游段淤泥累積,散發刺鼻氣味。
主要污染源來自化工廠的工業廢水和臨近河岸城鎮居民的生活垃圾。根據相關資料,2021年河道整體平均溶解氧值為0.92mg/L的平均氨氮值為16.21mg/L,主要污染物CODCr、NH+4-N遠遠超過國家標準5。小凌河屬于山溪性河流,流經錦州市境內段全長約為85km,水面面積約為0.86萬m2,多年平均徑流量為2.13億m3,河道中心位置水深約為2.60m,水土流失嚴重,主要依靠降水進行補水。該河道周圍人口密集,基本上接納了河道附近全部的居民生活污水和垃圾。相關資料顯示,該河道的平均溶氧值為0.76mg/L,平均氨氮值為20.84mg/L,水體中的氮素遠遠超標。
1.2水質測定方法
選用便攜式水質監測儀作為量測河道治理現場河水的pH值、溶氧值、溫度值等因素的實驗工具[6]。總氮量、氨氮量、CODMn等因素的測定方法見表1.
2強化修復實驗與監測
2.1錦州市區河道治理微生物強化修復實驗
2021年9月20日,待旋切式曝氣裝置安裝工作完成后,每天向大凌河和小凌河河道內投放150L光合細菌,若在陰天暫時停止投放工作,恢復天晴后補回暫停投放的數量,直到河道內溶氧值達到5mol/L后,增加投放BSW工作,投放頻率為80L/天[7]。兩個月后,大凌河、小凌河兩條河使用微生物強化修復技術同時開展河道管理。兩條河道的污染程度以不同的組合方式投入不同種類的微生物,探索不同微生物對河道水質管理的作用,獲得最佳投入微生物組合(見表2)。
2.2錦州市區河道管理微生物強化修復實驗中水體變化監測
2021年9月20日至12月20日,每月隨機取樣8~9次。兩個月后,每天在大凌河、小凌河河道兩岸隨機取點使用便攜式水質檢測器進行河道管理現場河水的pH值、溶氧值、溫度值等因素檢測,每次投入微生物前分別取大凌河和小凌河道表面河水作為樣品,記錄取樣時間和天氣,將取回的樣品帶回實驗室,使用儀器進行河水質因素檢測實驗8。
3河道治理分析
3.1大凌河、小凌河河道水體溫度變化
溫度作為整個河道生態系統關鍵的因素,對河道內動植物、各種微生物的生長狀況都能產生一定影響,因此將水體溫度作為錦州市區河道治理微生物強化修復技術應用效果的重要評價指標[9]。大凌河自2021年9月20日以后,整個河道的河水溫度一直在-5~8℃之間變化,溫度較低,微生物的新陳代謝變得緩慢,之后水溫逐漸回升,到6月份,水體溫度上升到25℃,對微生物生長狀況基本沒有什么影響。2021年5月,小凌河河道內的水體溫度上升到22℃,與大凌河的水體溫度差別很小。
3.2河道治理微生物強化修復實驗中氨氮變化
自2021年9月20日在大凌河、小凌河安裝旋切式曝氣裝置后,每日投放光合細菌,河道水體中氨氮值逐漸降低;9月30日開始投放BSW后,河道內氨氮值并沒有出現明顯下降情況。10月5日,由于附近居民排放污水和生活垃圾較多,氨氮值可能上升。2021年11月20日,大凌河、小凌河實施二次管理,投入光合細菌、BSW和W14、ID6后,水體氨氮值顯著下降速度。2月25日后,下降速度趨于緩慢,大凌河流域氨氮值變化幅度明顯大于小凌河,經過兩次河道微生物管理,河道水質得到改善,三種微生物在實驗初期取得了效果,實驗后期微生物不能在污染嚴重的水體中生長,發揮的作用不明顯。通過大凌河與小凌河比較可以看出,W14的修復效果要好于ID6,四種微生物組合使用效果最佳(見圖1),應根據污染程度選擇相應的配合比。
3.3河道治理微生物強化修復實驗中總氮變化
2021年9—12月,大凌河河道水體受工業廢水、生活垃圾或天氣的影響波動比較大,但最終變化較小,說明大部分的氨氮是被同化了。2021年12月5日以后,大凌河河道內總氮量的變化比較平穩,受天氣因素的影響很大。小凌河河道總氨量的變化與大凌河基本相似,在實驗初期,下降速度較快,隨著時間的推移逐漸緩慢。小凌河與大凌河相比,投入ID6脫氮效果顯著,表明短時間內一起投入4種微生物具有明顯的脫氮效果(見圖2)。
3.4河道治理微生物強化修復實驗中CODMn的變化
2021年9月20日,河道治理工作開始后,大凌河道CODMn含量逐漸下降(見圖3),實驗初期下降速度快,后期緩慢小凌河內CODMn含量先下降后上升,數據變動較大,但沒有明顯變化,實驗初期加入微生物,水體內CODMn含量下降,水質改善,污染物超標,微生物無法有效發揮功能。圖3大凌河、小凌河河道水體CODMn變化情況
4結語
本文利用實驗室實驗和現場實踐成果,對微生物強化修復技術在錦州市河道治理中的應用進行了全面研究,得出了以下結論:錦州市利用微生物強化修復技術治理河道污染時,通過監測水體中各種因素的變化,發現當前溫度適宜,污染程度一般的前提下,使用特定的微生物,可以更好的治理河道污染情況,保持水質穩定狀態。但是,溫度低或污染度高時,微生物強化修復技術效果差的微生物投入組合具有凈水效果。試驗結果表明,當微生物具有W14時,可以有效地去除氨氮,但去除總氮的能力不如增加ID6的投入方式,有效地結合兩者,達到凈化水質的效果,但CODMn含量低時,微生物修復水的效果不好
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