用酶類生物促進(jìn)劑-生物包治理農(nóng)村污水

胥 崢，孔蘭芳，楊 磊，林逢凱，李玲瓏，艾奇峰，王瑋蔚，李宇光

(1.福州光宇環(huán)?？萍加邢薰?，福州 350001；2.華東理工大學(xué)環(huán)境工程研究所，上海 200237；3.華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200237；4.華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，上海 200237)

用酶類生物促進(jìn)劑-生物包治理農(nóng)村污水

胥 崢1、2，孔蘭芳3，楊 磊4，林逢凱1、2，李玲瓏1、2，艾奇峰1、2，王瑋蔚1，李宇光1

(1.福州光宇環(huán)?？萍加邢薰?，福州 350001；2.華東理工大學(xué)環(huán)境工程研究所，上海 200237；3.華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200237；4.華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，上海 200237)

針對(duì)農(nóng)村無(wú)序排放污水的特性，采用地埋式融生物接觸氧化過(guò)程和水生植物凈化為一體的“生物包”技術(shù)進(jìn)行原位處理，并利用酶類生物促進(jìn)劑提高微生物的活性增強(qiáng)其降解能力。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，在酶類生物促進(jìn)劑的作用下，當(dāng)“生物包”馴化掛膜成熟后，對(duì)無(wú)序排入污水中的主要污染物有著相當(dāng)高的去除效率，分別達(dá)到COD90.2%、BOD93.9%、氨氮97.2%、總磷89.7%。在適度引入10%的水生植物時(shí)，可進(jìn)一步增強(qiáng)水體中磷的去除率。

酶類生物促進(jìn)劑;無(wú)序排放污水;生物膜法;生物包;水生植物

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、人口的發(fā)展，大量污染物排入河流湖泊，流域生態(tài)環(huán)境被破壞引起水質(zhì)惡化，支流級(jí)別越高，污染程度越重，嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，影響人民的生活質(zhì)量。據(jù)近年來(lái)《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》及國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)地表水的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示[1、2]，除了工業(yè)廢水和城市生活污水，即點(diǎn)源污染外，更多的是來(lái)自農(nóng)村面源污染的無(wú)序排放污水，大量生活污水排入江河湖泊中，使得水體受污染后導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境被破壞，應(yīng)用價(jià)值降低，制約了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

針對(duì)這種現(xiàn)狀，在我國(guó)污水處理率較低的情況下，當(dāng)農(nóng)村無(wú)序排放的污水進(jìn)入水體時(shí)，采用一定的生物生態(tài)處理方法盡可能減輕其對(duì)水體的污染，既保護(hù)生態(tài)環(huán)境，又節(jié)約治理成本，適合我國(guó)目前污水處理能力不足的實(shí)際情況，對(duì)我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)具有非常重大的意義[3]。

1 酶類生物促進(jìn)劑-生物包處理技術(shù)

生物包技術(shù)是在排放口設(shè)置生物接觸氧化池，利用微生物降解有機(jī)污染物，投加復(fù)合酶生物促進(jìn)劑提高微生物的活性增強(qiáng)其降解能力，并種植水生植物去除氮磷污染物，使污水在進(jìn)入水體前得到凈化，減輕無(wú)序排污對(duì)水體環(huán)境的影響，控制污染面的擴(kuò)大[4]。該技術(shù)簡(jiǎn)稱為生物包技術(shù)。

生物包處理工藝流程見(jiàn)下圖：

新型地埋式組合型生物包工藝流程圖

2 酶類生物促進(jìn)劑-生物包處理技術(shù)的應(yīng)用效果

某項(xiàng)目排污口污水平均流量為105m3/d，采用酶類生物促進(jìn)劑-生物包處理后，2006年6月的監(jiān)測(cè)資料顯示該水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 排污口污水水質(zhì)

2.1 生物包填料上微生物的生長(zhǎng)

生物包自2006年10月建成后，在生物掛膜過(guò)程中投加酶類促進(jìn)劑進(jìn)行馴化，跟蹤監(jiān)測(cè)生物包中間處理單元填料上生物膜的生長(zhǎng)情況，直至生物膜成熟，即生物量穩(wěn)定。由于填料上的生物膜絕大部分為有機(jī)質(zhì)，所以用單位質(zhì)量干纖維的COD來(lái)表示生物膜上的生物量，生物量隨時(shí)間的變化情況如表2所示。

由表2可看出，生物包建成后，填料上不斷有微生物附著生長(zhǎng)，生物量逐漸增加，在一個(gè)月的時(shí)間里生物量顯著增加至244.19mg/g（以每克干填料纖維的COD計(jì)），可見(jiàn)在酶類生物促進(jìn)劑的作用下，即使在10—11月較低的氣溫環(huán)境中，生物膜的增長(zhǎng)速度也較為迅速，42天以后生物量一直很穩(wěn)定，生物膜成熟，即掛膜成功。

2.2 生物包的處理效果

生物包對(duì)排放污水的處理效果見(jiàn)表3。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)生物包出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，在2006年10月構(gòu)建完成生物包后，經(jīng)過(guò)投加酶類生物促進(jìn)劑二個(gè)月就結(jié)束了馴化過(guò)程，出水水質(zhì)初步達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：pH6～9，COD＜60mg/L，BOD＜20mg/L，NH3-N＜15mg/L，PO43--P＜1.0mg/L。由此證明：酶類生物促進(jìn)劑在農(nóng)村無(wú)序排放污水的治理過(guò)程中，能使處理水體的溶解氧維持在2mg/L以上，有效增強(qiáng)了微生物的活性和縮短馴化時(shí)間，提高了對(duì)污染物的生物降解能力，生物包對(duì)排放污水的處理結(jié)果是：pH7.3，COD52mg/L，BOD18mg/L，NH3-N8.1mg/L，PO43--P0.64mg/L。

表2 掛膜過(guò)程中的生物量

表3 生物包出水水質(zhì)指標(biāo) （單位：mg/L）

2.3 水生植物對(duì)生物包去除污染物的協(xié)同作用

當(dāng)生物包對(duì)污水的處理效果穩(wěn)定后，適當(dāng)添置10%的水生植物浮床，觀察水生植物在水體凈化過(guò)程中的協(xié)同作用，見(jiàn)表4。

表4 水生植物對(duì)生物包出水水質(zhì)的影響（單位：mg/L）

表4水質(zhì)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)表明：當(dāng)生物包對(duì)排入污水的處理效率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，僅需安置10%的水生植物浮床的面積，即可吸收降低水體中磷的含量，并且根據(jù)氣候條件選擇適合生長(zhǎng)的植物，使水體中的氨氮濃液被進(jìn)一步降低，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)明顯趨于更好。

2.4 生物包處理的穩(wěn)定性和排放水對(duì)河道水體的影響

2.4.1 酶類促進(jìn)劑-生物包原位處理技術(shù)的穩(wěn)定性

酶類生物促進(jìn)技術(shù)對(duì)無(wú)序排放污水處理效率的穩(wěn)定性見(jiàn)表5。

表5 生物包出水水質(zhì)指標(biāo)（單位：mg/L）

從表5生物包出水水質(zhì)結(jié)果可知：生物包攔截處理設(shè)施建成后，在酶類生物促進(jìn)劑的作用下，處理效果迅速提高，并達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求；在復(fù)雜多變的自然環(huán)境因素的情況下，兩年運(yùn)行狀況穩(wěn)定，出水水質(zhì)波動(dòng)平穩(wěn)。

2.4.2 生物包原位處理出水對(duì)河道水體的影響

在酶類促進(jìn)劑-生物包對(duì)無(wú)序排放污水原位處理后，河道水體也得到間接的生物修復(fù)，使得水質(zhì)得以改善和提高（見(jiàn)表6）。

表6 邱涇河銀都路—春申塘河道水質(zhì)指標(biāo) （單位：mg/L）

從表6數(shù)據(jù)可知：當(dāng)排入河道的污水被生物包攔截處理后，污水中的污染物被轉(zhuǎn)化和降解后，隨著達(dá)標(biāo)排放尾水中夾帶的酶類生物促進(jìn)劑的作用，河道的污染水體也被間接原位生物修復(fù)，其效果極為明顯，水體的黑臭現(xiàn)象消失，水質(zhì)指標(biāo)不斷提高，修復(fù)至2008年11月時(shí)，河道水體中的DO＞2.0mg/L，各主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)的去除為：COD82.6%、BOD93.4%、NH3-N98.3%、PO43--P85.3%。

3 結(jié)論

（1）酶類生物促進(jìn)劑-生物包對(duì)無(wú)序排放污水原位處理有著顯著的效果，能加快生物膜的增長(zhǎng)，縮短生物馴化時(shí)間，提高對(duì)污染物的降解和轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)對(duì)外界相連，水體能起到明顯的間接性修復(fù)作用。

（2）在生物包運(yùn)行處理效率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，水生植物的種植占生物包處理水域面積的10%即可。

（3）水生植物的種植有利于提升水體中磷的去除率，及增加水體的透明度。

（4）生物包攔截污水處理后的出水水質(zhì)指標(biāo)全部?jī)?yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)河道水體的黑臭現(xiàn)象全部消除，生物多樣性得以恢復(fù)和完善，水體的自凈功能已經(jīng)建立和完成。

綜上，“生物包”專利技術(shù)在原位治理農(nóng)村無(wú)序排放污水的過(guò)程中，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]國(guó)家環(huán)保總局.2005年環(huán)境狀況公報(bào)[R].2006-7-27.

[2]國(guó)家環(huán)?？偩?2005年全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)[R].2006-06-12.

[3]郭煥庭.國(guó)外流域水污染治理經(jīng)驗(yàn)及對(duì)我們的啟示[J].環(huán)境保護(hù)，2001，（8）：39-40.

[4]楊磊，林逢凱，胥崢，等.城市富營(yíng)養(yǎng)化河道復(fù)合酶－原位生物修復(fù)技術(shù)研究[J].環(huán)境污染與防治，2005，27（8）：607-610.

Treat Sewage in Rural Areas by Enzyme Species Bio-promoter-Bio-bundle

XU Zheng, KONG Lan-fang, YANG Lei, LIN Feng-kai, LI Ling-long, AI Qi-feng, WANG Wei-wei, LI Yu-guang

X703

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1006-5377（2011）09-0028-03