生物<br/>——生态耦合技术在水质控制中的应用

生物
——生态耦合技术在水质控制中的应用

2014-04-07魏雪莲周志文施怀荣

山东水利 2014年6期

关键词：泉城沉淀池济南

魏雪莲，周志文，施怀荣

（1.济南泉城公园，山东济南 250000；2.济南园林局，山东济南 250300；3.北京邦源环保有限公司，北京 100124）

生物
——生态耦合技术在水质控制中的应用

魏雪莲1，周志文2，施怀荣3

（1.济南泉城公园，山东济南 250000；2.济南园林局，山东济南 250300；3.北京邦源环保有限公司，北京 100124）

针对济南泉城公园再生水利用过程中所出现的水华污染问题，采用生物——生态耦合修复技术对其实施了水体水质改善和修复工程。结果表明，生物——生态耦合修复技术可有效控制水体水华并有助于修复水体生态系统。

泉城公园；再生水；水华；生物——生态耦合

21世纪水资源已成为制约社会发展的战略性资源，污水再生利用是解决水资源短缺问题的有效途径。但是由于再生水中所含氮磷浓度仍较高，在补充于水体后易引起水体的富营养化，不但将影响景观水体的美学价值，也将会加重水质恶化。

目前，针对水体所爆发的水华，常用的治理方法有物理法（如曝气充氧法等）、化学法（如化学药剂除藻等）等。上述方法在水质改善方面均能起到一定作用，但一旦停止增氧、水循环、添加药剂等措施，水质质量得不到保障。而生物——生态耦合技术则能从根本上提高水体的自净能力，实现水生态系统的平衡。笔者采用生物——生态耦合修复技术对以再生水为补充水的济南泉城公园景观湖泊进行了治理与修复，在实现水华的控制与水质改善的同时，研究了技术运用过程中水体中藻类的生长、水中污染物浓度的变化，为该技术的运用推广提供了技术参数。

1 材料与方法

1.1 工程概况

泉城公园位于济南市区中部，总面积约为467000m2，园内湖体主体依次为沉淀池、映日湖、蔷薇湖和荷花池，其蓄水量约分别为7000m3、11000m3、7000m3，几个湖之间相互连通，水域面积约12000m2，日常蓄水量约25000m3，每天补充水量约1500m3，来自污水处理厂所排放的再生水。该污水处理厂使用A/O处理工艺进行污水处理，再生水出水中TN在4～8mg/L之间，TP在0.3～0.5mg/L之间，COD在50～60mg/L之间。

1.2 水环境修复生物材料

1）Bacto-Zyme1011生物复合酶。该生物复合酶用于促进水中的大分子化合物分解成小分子化合物，削减水体的污染负荷，提高微生物的生长和繁殖速率，恢复和提高水体自净能力。2）Bpa-1017微生物净水剂。该微生物净水剂中含有5类有益好氧微生物菌群。在水体溶解氧恢复到2mg/L以上后，通过向目标水体中投加该微生物净水剂可以对水体中的微生物进行定向培养和驯化，通过不同菌群之间相辅相成的交互作用，强化水体的自净能力。3）Eama-11生物抑藻剂。该生物抑藻剂主要用于控制和抑制藻类过度生长繁殖。

1.3 生态技术

采用人工水下森林、纳污生态浮岛相结合的生态技术，在使用水环境修复生物材料过程中，同步使用。人工水下森林可将大量的有益菌和酶制剂固定在载体上，实现微生物的固定化，其建设可为微生物提供附着载体，提高微生物的净化效率。

1.4 工程实施方案

本工程自2011-07-01开始，至2012-07-01结束。在第一阶段向映日湖和蔷薇池中投加Eama-11系列生物抑藻剂，每次投加量为25kg，连续投加20d，以抑制蓝藻生长。向沉淀池中投加Bacto-Zyme1011系列生物复合酶，其在湖水的终浓度约为5mg/L，连续投加21d，消除黑臭现象。在3个湖区内增设人工曝气机促进水体复氧，铺设人工水下森林为微生物提供载体。在映日湖布置纳污生态浮岛，促使水体生态系统恢复。

当水体内藻类浓度控制在合理范围内（叶绿素含量小于0.06mg/L）后，工程进入第二阶段，即水质提升阶段，投加Bpa-1017系列微生物净水剂，终浓度为8mg/L，每3d投加一次，以增加湖区内好氧和兼性厌氧微生物数量。同时投加Bacto-Zyme1011系列生物复合酶，终浓度为2.5mg/L，每5d投加1次，达到驯化水体微生物，提升水质，降低浊度的目的。以上生物制剂均采用湖水稀释后，使用担架式喷雾设备均匀投加。

1.5 水质分析测试

分别采集蔷薇池、映日湖、沉淀池的综合水样进行3次水质监测，具体采样时间是：2011-06-30（治理前）、2011-08-28（治理中）、2012-06-25（治理后）。水质监测项目包括透明度、DO、COD、BOD5、NH3-N、TP等6项水质指标。测试方法如下：透明度采用塞氏圆盘法检测，DO采用电化学探头法检测，COD按重铬酸盐法检测，BOD5按稀释与接种法检测，NH3-N采用水杨酸分光光度法检测，TP采用钼酸铵分光光度法检测。

2 结果与讨论

2.1 水体透明度的变化

治理前，映日湖、蔷薇池、沉淀池的透明度依次为10cm、15cm、5cm；治理中，映日湖、蔷薇池、沉淀池的透明度依次为60cm、70cm、45cm；治理后，映日湖、蔷薇池、沉淀池的透明度依次为95cm、85cm、68cm。可以看出，治理前映日湖、蔷薇湖和沉淀池的水体透明度很低，这是由于大量蓝藻在水面聚集所致。治理过程中，水体透明度有大幅度提升，已符合景观娱乐用水水质标准C类水标准（透明度≥50cm）。随着治理时间的增长，工程结束时，泉城公园整个水体透明度已提高到较好的水平，说明湖泊内的蓝藻得到了较好的控制，水体的黑臭现象得以消除。

2.2 溶解氧（DO）的变化

治理前，水体中溶解氧仅为0.8mg/L，远远低于景观C类水标准，为缺氧状态。治理过程中，通过投加生物制剂，抑制蓝藻的繁殖并消减水体氮磷营养盐浓度，从而增加水体的复氧。治理后期溶解氧恢复到正常水平，符合景观C类水标准（3mg/L），说明公园湖泊水质得到了很好的提升。

2.3 化学需氧量（COD）的变化

公园湖水治理前COD高达54.7mg/L，属于V类地表水。治理后期，湖水COD降低至25mg/L，符合地表水环境质量标准IV类标准。这是由于向水体中投加生物制剂后，水体中的土著微生物被激活，生化反应加快，污染物质得到高效地降解，从而使水体中的有机污染负荷明显降低。

2.4 生化需氧量（BOD5）的变化

治理后的湖泊水体BOD5浓度从21.3mg/L下降到5.0mg/L，达到景观C类水标准。说明生物治理的方法通过微生物对有机污染物的降解，减少了有机物分解对溶解氧的消耗，从而使溶解氧的浓度增加，进而降低了BOD5的浓度。

2.5 氨氮（NH3-N）的变化

治理前公园水体中氨氮浓度为4.83mg/L，属于劣V类地表水。经过一段时间治理后，水体中的氨氮浓度出现大幅度下降，降至0.5mg/L以下，符合景观C类水标准。随后的水质维护阶段，经Bpa-1017微生物净水剂和人工水下森林对水体微生态系统的调节，氨氮处于较稳定的水平。

2.6 总磷（TP）的变化

治理前公园水体中TP浓度高达0.33mg/L，属于劣V类地表水。经生物治理后，TP浓度下降到0.05mg/L以下，符合景观C类水标准。这是通过浮岛植物吸收以及微生物和藻类繁殖大量吸收磷营养盐来实现去除的。