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        河道生態(tài)治理效果研究
        ——以上海市寶山區(qū)月浦鎮(zhèn)姚家灣為例

        2018-02-26 08:20:22施雪明
        江西農(nóng)業(yè) 2018年21期
        關鍵詞:生物膜填料調(diào)試

        施雪明

        (上海市寶山區(qū)水務局月浦水務管理所,上海 201941)

        隨著我國城鄉(xiāng)一體化進程的不斷推進,農(nóng)村生活條件與經(jīng)濟發(fā)展水平得到很大提高。與此同時環(huán)境染污問題接踵而來。目前,環(huán)境染污問題較為嚴重,農(nóng)村很多河道水質劣質,河道黑臭嚴重,治理黑臭水體勢在必行,河道達標生態(tài)整治進入一個攻堅戰(zhàn)的新時期。

        河道生態(tài)治理是基于污染物降解(微孔曝氣+微生物載體+微生物投放+水體循環(huán)系統(tǒng))+生態(tài)建立(水生植物種植+水生動物調(diào)控)+水質應急處理(水質凈化藥劑),利用水生植物吸收氮、磷,用自然方法建立生態(tài)平衡。

        1 運行條件和方法

        1.1 河道介紹 上海市寶山區(qū)月浦鎮(zhèn)姚家灣河道呈南北方向,河道生態(tài)治理裝置2017年初建設完成,正常運行已有10個多月,收集人數(shù)是本地人500人,外地人有350人,處理池水量是120t/d,占地面積約300m2。

        1.2 河道治理技術方法 河道治理技術方法如圖1所示。

        圖1 河道技術流程

        1.2.1 污染物降解 本方案主要采用微孔曝氣增氧方式,以微生物載體、微生物投放、水體循環(huán)系統(tǒng)為輔助措施。

        (1)微孔曝氣。微孔曝氣設置2套,主要設置于微生物載體區(qū),每套微孔曝氣設置沿河段軸向布置,采用納米技術曝氣盤,使氧氣易溶于水體中,有效提高水體DO,鼓風設備采用潛水式羅茨鼓風機。

        (2)微生物載體。微生物載體是從日本引進的一種全新的織物型生物膜載體技術。其是一種仿生系統(tǒng),模仿污水處理系統(tǒng)內(nèi)的植物原理,通過優(yōu)化織物填料以使其利于生物膜的形成和再生,從而大大提高污水處理的效果。生物繩填料的適用性很強,幾乎適用于各種類型的污水處理工藝和生物反應器,其關鍵在特殊加工工藝的生物膜載體填料,1m2載體比表面積可達250m2,本河段人工載體設置2段生物繩填料,每段50m,每2m一片,每片尺寸是25m×1m×50條。

        (3)微生物投放。采用投加外來BE復合菌群和刺激本土微生物共同作用,通過其快速的增殖,提高水體有益微生物種類和數(shù)量,從而快速地分解有機質,降解有害物質。根據(jù)本河道尺寸,本河道水量6250t,本微生物投放量是20mg/kg,投放時間是3個月,每個月投放2次,投放量是750kg。同時,為增加有益微生物的種類和繁殖速率,在水溫適宜時(建議水溫15℃以上),適當投加復合微生物菌劑,該微生物菌劑由專一馴化且分解能力強的微生物和微生物營養(yǎng)素以及其他添加劑組成的混合物,用于污、廢水、黑臭和富營養(yǎng)化等河湖、有機棄物以及環(huán)境惡臭的處理或凈化[1]。

        (4)水循環(huán)系統(tǒng)。河道水循環(huán)系統(tǒng)是用動系統(tǒng)將治理好下游的水抽到上游來稀釋污染嚴重的河水,同時將下游的復合菌群接種到上游來,保持河道水體中具有一定的菌種劑量,根據(jù)本次治理河段100m,安裝2套循環(huán)系統(tǒng)。

        1.2.2 河道生態(tài)建立 生態(tài)營建是采用生態(tài)濾床、生態(tài)浮島、水生動物調(diào)控相結合的方法,能有效建立一個藻菌共生的凈化系統(tǒng),在水體中同時進行著有機物的好氧分解、有機物的厭氧消化以及水生生物的光合作用等過程;生態(tài)營建中對污水起凈化的有微生物,藻類、原生動物、后生動物、水生植物和水生動物。水體中形成藻—菌—原生動物—植物的代生系統(tǒng),使污水得到凈化。有機物的降解與污水的凈化主要通過好氧微生物的作用。有陽光照射時,水體中的藻類進行光合作用而釋放出大量的氧,同時在河道中設置增氧設備,使河道處于良好的好氧狀態(tài)[2]。河道中的好氧異養(yǎng)微生物利用水中的氧,通過代謝活動對有機物進行氧化分解,合成細胞體,其代謝產(chǎn)物為CO2。

        有機物+O2+H+→CO2+H2O+NH4+C2H7O2N(細菌)

        由于河道生態(tài)塘運行穩(wěn)定,去除效率高,處理效果佳,所以可有效降低懸浮物及有機污染[3]。

        (1)水生植物種植。本方案依據(jù)現(xiàn)場情況及要求,針對水域較淺區(qū)域,種植沉水植物及水生植物,水生植物在生長過程對河水吸收營養(yǎng)具有促進作用,對河道具有凈化作用,景觀效果均較好的植物(水生植物或一些岸生濕生植物)可對水體進行一定程度的生態(tài)凈化。本治理河段水生植物設計種植物量是200m2,以水生植物為主。

        (2)水生動物調(diào)控。通過人工生物操縱手段,在水域投放一定比例水生動物(魚、貝、蝦等),形成微生物—水生植物—水生動物組成的結構復雜和功能完善的水生生態(tài)系統(tǒng),恢復和提高水體的自凈能力。投放量是通過水生態(tài)容量計算,投放品種及數(shù)量:紅蟲100kg、鯽100kg、貝100kg和螺絲100kg。

        通過生物多樣性技術使河道形成自然的良性的生態(tài)系統(tǒng),包括生產(chǎn)者(水生高等植物、浮游藻類、著生藻類)、消費者(浮游動物、著生動物、底棲動物和魚類)和分解者(微生物)共同組成的河道生態(tài)系統(tǒng),提高塘內(nèi)自凈能力,建立穩(wěn)定良好的復雜生態(tài)系統(tǒng)。

        1.2.3 河道應急措施 河道應急措施是在有大量污染源排入河道時,采用是一種強氧化藥劑,在短時間內(nèi)控制氨氮,降解氨氮,見效快,時效短。為有效增加治理姚家灣河段的效率,在必要時投放水質凈化藥劑,有助于水生態(tài)系統(tǒng)建立,同時可有效降解污染物及氨氮在水中含量,本次治理河段設計投藥量是:根據(jù)本河道尺寸,本河道水量6250t,考慮日常污水排入。每次投放量是0.1kg/t,假設投放次數(shù)量是6次,針對排污情況或者檢測水質情況而投放,總投放量3750kg。

        1.3 系統(tǒng)調(diào)試

        1.3.1 電氣設備調(diào)試 本工程電氣設備調(diào)試主要是水泵與曝氣機運行,根據(jù)水量調(diào)水泵抽水時間。設備運行情況:曝氣機每次運行1h,每天運行12次,水泵抽水時間是根據(jù)水量計算其運行時間,每天運行12次,水泵與曝氣機不能同時運行,要錯開運行。

        1.3.2 河道系統(tǒng)調(diào)試 (1)好氧池內(nèi)按間距10cm懸掛滿軟性填料,間距保持一致,使曝氣量均勻、效率達到最大化,污水經(jīng)過軟性填料時被生物膜截住,通過微生物降低污水中污染物質,更換好填料第1次調(diào)試需要投放菌種是20kg。

        (2)將污水抽入好氧池內(nèi),添加激活營養(yǎng)素和各類營養(yǎng)物質,禁止進水連續(xù)運行7d后;再慢慢進水,先按處理水量的1/5污水抽進系統(tǒng),再次投入10kg菌種,每天保持1/5進水運行7d;再次投入10kg菌種,再按2/5進水運行7d;然后再次投放20kg菌種,按2/3進水運行7d;最后滿負荷進水,正常運行。

        (3)在充分掌握污水排入系統(tǒng)內(nèi)調(diào)試工作后,觀察生物膜的生長情況,菌膠團及原生動物是否生長正常,如果不正常需要在沉淀池增加回流,確保本處理系統(tǒng)能去除氮磷。

        1.3.3 處理效果 本處理站在調(diào)試階段每30d需要將進水、出水的水樣進行檢測,然后再根據(jù)出水水質進行調(diào)試,如果出水不達標需要重新規(guī)劃調(diào)試方法,如果出水水質穩(wěn)定達標,將保持這樣的運行方法。

        1.4 采樣及采樣安排 1號池出水采樣,在格柵調(diào)節(jié)池進水處取樣、在人工濕地出水口取水樣,2d檢測一樣,連續(xù)30d,檢測理化和化學指標以樣品的平均值計算。水樣用500mL取樣瓶直接取樣,并于當天測定各項指標。

        1.5 測定項目與方法 溫度采用塞氏盤進行測定,于每天11:00現(xiàn)場測定CODcr采用重鉻酸鉀法測定;分別測定水樣培養(yǎng)前的溶解氧含量和(20±1)℃培養(yǎng)5d后的溶解,二者之差即為BOD5所消耗的溶解氧量;NH3-N采用納氏比色法進行測定;TP采用平板MPN計數(shù)法。

        2 試驗結果與分析

        2.1 水質凈化效果 本處理站從2017年2月20日開始施工,4月初完成施工和設備安裝,種上水生植物,5月15日進入工程調(diào)試階段,啟動提升泵、鼓風機、回流泵,運行至2017年10月15日,隨著生物膜慢慢建立,污水從黑到清慢慢完成,處理池趨向穩(wěn)定狀態(tài)。

        2.2 水質監(jiān)測變化 月浦鎮(zhèn)姚家灣出水采樣,在格柵調(diào)節(jié)池、人工濕地取水樣點1#~2#,每2d檢測一樣,連接30d,從2017年5月15日至2017年6月15日,每2d監(jiān)測一次數(shù)據(jù),共16次,主要監(jiān)測CODcr、BOD5、NH3-N和TP的變化。

        3 討論

        目前,我國農(nóng)村生活污水處理建設相對滯后,遠離城市或者市政管網(wǎng)都采就地處理,剛開始也走了很多彎路,采用土壤滲濾法進行處理,運行五六年后出現(xiàn)堵塞,之后在領導指導下,采用一些平板膜、生態(tài)濾池、接觸氧化法+人工濕地,目前接觸氧化法+人工濕地應用最多,效果比較良好穩(wěn)定,得到主管部門認可。

        針對這次農(nóng)村生活污水處理研究,取一個處理站為研究對象,研究其數(shù)據(jù),上海對農(nóng)村污水排水源保護區(qū)要求標準為二級,本次公藝研究表明,相關處理可穩(wěn)定達到二級標準。如果想達到一級B標準,可以在總磷改進方面提高處理技術水平,特別是污泥要及時抽走,不能保存時間過長,否則其會釋放磷。

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