污染水体原位就地修复技术研究与应用_赵生成

污染水体原位就地修复技术是在 原有河床不变的基础上，直接采用微 生物、酶与载体的自固定化技术对污 染水体就地处理的河水净化处理工 艺。 该技术在保证原有河道排污、 泄洪 等功能的同时实现了河水水质的净 化。污染水体原位就地修复技术是我 国研究开 发 的 新 型 污 水 处 理 工 艺 ， 为 被污染河道水体修复提供了一个可靠 的、卓有成效的方法。具有治理费用 低、 环境无影响、 最大限度降解污染等 特点。
9 :7 !252%1) * +、 7;2 :7 !!5%41) * +、 <./=> !2$5?%1) * +、 9 :8 !$5$"1) * +、 /."0@@1。 %"实验装置
针对二道沟河水污染状况，本次 试验采用兰州捷晖生物环境工程有限 公司自行研制并拥有知识产权的模拟 河道治理试验装置，该试验装置有效 容积 为 (5%12，内 装 有 "(# 的 6;A 型 高 效 生 物 载 体 和 6B/C 高 效 曝 气 系 统。为了更精确地测定生化系统进出 水端的液位差， 生化系统共设四级， 在 其前端还设置了前置库和转子流量 计，河水中纸张等较大颗粒的固体漂 浮物、 CC 等在前置库内得到去除。试 验过程中直接用污水泵将河水提升至 试验装置进行生化处理，出水直接排 入河道。
最大值 进 水 最小值 平均值 最大值 出 水 最小值 平均值 平均去除率 .
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一、 污染水体原位就地修复技 术研究
!"原位就地修复技术流程
在原有河道一侧开辟一个生化处 理区， 并在其进水端设置一道挡水墙， 其上堆放大小不同的卵石格栅。同时 在原有河道上设置一座截水坝，根据 水位要求使河道上的截水坝高于挡水 墙，使河水自流通过布有卵石格栅的 挡水墙，先去除较大颗粒的固体漂浮 物后流入前端的沉淀池，沉淀池中布
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平均值
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表.
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跟踪监测数据 总氮 @8> 7 ?A 氨氮 @8> 7 ?A 总磷 @8> 7 ?A
取
样
项
目
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原河道的下端，达到净化水质的目的 （见图 (） 。 酶与载体的自固定化 #" 微 生 物 、 技术 微生物、酶与载体的自固定化技 术是借助由高分子材料合成的载体上 带有氨基、 羧基、 环氧基等活性基团与 微生物肽链氨基酸残基作用形成离子 键结合或共价键结合，从而将微生物 和酶固定在载体上， 同时载体上 “空间 悬臂” 的引入， 减少载体背景对所固定 微生物 代 谢 增 殖 形 成 的 空 间 障 碍 ， 为 其提供了代谢增殖的生存空间。
$"设计水质指标
根据对二道沟河水污染治理的要 求， 在不增加药剂费用的基础上， 水中 主要污染物的消减量按原水水质 （见表 的 "(# 设 计 （7、 $） 8 等污染指标接近
#"试验结果与分析 ! 据 现场试验对进出水进行了一
个多月的跟踪检测，检测数据见表 4，
<./=>、 7;2:7 的去除效果见图 2 和图 ’。
图-
河水污染治理工艺流程图
图.
!+/01 去除效果
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水文水资源
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表-
原二道沟河水质监测情况 监 测 项 目
单位： 8> 7 ?
理的费用。
!"工程设计与河道环境相结合
工程设计中结合河道的自然景 观， 在不破坏河岸生态的前提下， 运用 河道生态景观的设计新理念，对工程 周围进行了生态景观设计，自然的生 态砖护堤、 沉淀池中的自然景石、 水生 植物的种植及生化处理区出水端鹅卵 石及湿地的设计，无不体现着一种生 态与自然的和谐，使工程设计和环境 完美地结合在一起。
面积为 42521 * ) 。这种载体由于其结
4
构的特点， 可使污水、 空气和生物膜得 到充分掺混接触交换，生物膜不仅能 大量地在微生物载体内坐床，保持良 好的活性和空隙可变性，而且在运行 过程中气体在三维流动的污水带动 下，互相碰撞并被处于蠕动状态的微 生物载体 不 断 切 割 成 更 小 的 气 泡 ， 增 加了氧的利用率， 可减小曝气量。 因此 它具有切割气泡能力强、空间体积利 用率高、 无死区等特点， 是当前微生物 载体的更新换代产品。
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# 运行成本。运行费用主要包括
（4--+ 人工费、 动力费。通过近 4 个月 年 3-’34 月 ） 的现场试验， 对运行费 用进行初步核算，平均运行成 本 为
)*+,) 等的去除效果变化不大。生物
载体在流化过程中得以固、 气、 液三 相充分接触 与 混 合 ， 强化了生物膜表 面流体的紊乱程度，加快了污水与载 体的接触速度， 有效提高处理效能。 在
!"工艺流程
工艺流程如图 4 所示。
#"高效微生物
污染水体的原位就地修复技术中 所采用的 6 系列微生物菌种由多种高 效微生物菌群组成，为高活性、高浓 度、 高组合的微生物菌群。 它是针对不 同的污水 污 染 因 子 的 种 类 和 浓 度 ， 研 制出的不同微生物菌群。此菌群是高 浓度 （$( 亿 &"( 亿个 * ) ） 高组合 （几种 & 几百种 * 剂 ） 的粉状固体制剂， 常温常 压常湿下， 可保存 " 年。当使用时， 微 生物菌群制剂投入水中被 “激活” ， 激 活后的微 生 物 依 靠 一 种 特 殊 技 术 （微 生物、 酶与载体的自固定化技术） 生存 在生化反应池内，使生化反应池中始 终存有大量而丰富的高活性的微生物 菌群， 保证其处理速率和效率， 并能随 时根据水体中污染物种类和总量变化 及时调节微生物种类和投放量。保证 运行效果高效稳定， 实现处理后尾水达 标排放。且根据处理水质的不同， 使用 不同的专用特效菌种。 产品中菌的数量 极高， 繁殖速度极快， 正常运转时不再
载体投加率为 %-.、 气水比 （+/0’1） 23 ， 水 与 载 体 的 有 效 接 触 时 间 为 3/40 小 时工况条件下， 对 !"#56、 )*+,) 等污 染指标均有良好的去除性能，在适宜 温度的条件下，对石油类也有较好的 去除效果。
" 出水水质评价。经采用污染水
体原位就地修复技术处理后的水质清 澈透明，在没有增加药剂费用的基础 上，除总氮外基本上达到了应有的设 计要求。
2
补充菌种， 可节省高效微生物的用量。
城镇生活污水， 若不增加药剂费用， 用 生化法最高能达到 "(# 的去除效果） ：
二、 污染水体原位就地修复技 术的应用
温榆河作为北京四大河流之一， 上游素有绿色生态走廊之称，是首都 的一大天然水系。 然而河水中氮、 磷及 有机物含量相对较高，远远超出了河 道本身的自净化能力，原有水生生态 系统遭到严重破坏，藻类死亡后散发 出的腥臭味及底泥厌氧后产生的恶臭 味，不仅严重损害了首都市民的生活 质量和身体健康，而且有损北京国际 大都市的形象。污染的原因是温榆河 沿岸各支流、 排污口的氮、 磷等污染指 标的含量相对较高，从温榆河上游至 下游， 水体中 的 氮 、 磷含量逐渐升高， 氮、磷等污染指标的含量接近生活污 水， 严重影响了温榆河的水质。 污染水 体原位就地修复技术在温榆河支流二 道沟河上进行了应用。
有自然山石景观，污水经过循环沉淀 后进入生 化 处 理 区 前 端 的 进 水 池 ， 最 后污水通过设置在生化处理区前端拦 水墙底部的洞口，从进水池的池底均 匀地自下而上进入生化处理区。生化 处理区的上、下各设置一层 !" 型拦 截网， 在上下网之间投放 !#$ 型高效 微生物载体，同时在下网底部设置 生化处理区顶部两侧 !%&’ 曝气系统。 的出水端 分 设 通 长 三 角 形 溢 流 堰 ， 调 节出水的均匀性。河水从生化处理区 的底部自 下 而 上 均 匀 地 穿 过 载 体 层 ， 通过三角堰进入两侧的流水槽，流入
图/
$"01$ 去除效果
!其他污染物的去除。污染水体
的原位就地修复技术除了对该河水 中的 !"# 、 氨氮等污染物有很好的去 石 除效果外，还对河水中悬浮物 $$ 、 油类等污染 物 质 有 较 高 的 去 除 效 果 ， 均能达到设 计 的 排 放 要 求 ， 但总氮的 去除受温度 影 响 较 大 （试 验 研 究 时 水 温在 %&’(& ） ， 未能达到设计的排放 要求。 从生化反应时间与各污染物的 去除关系 可 以 看 出 ，延 长 反 应 时 间 ， 各污染物的去除率曲线变缓， !"# 、
图-
原位就地修复技术流程平面示意图
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水文水资源
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!"高效微生物载体
高效微生物载体是一种具有空间 网状结构的高分子合成材料，这种材 料带有氨基、羧基、环氧基等活性基 团，在污水中具有良好的稳定性和物 化性能， 其空隙率为 !"#以上， 固定微 生物后的 载 体 密 度 接 近 于 水 的 密 度 ， 微生物负载量大，高达 $%&’() * +， 容 积负荷可高达 $",)-./0 * 1 ・ 3，比 表
-/-0 元 7 8 + （ 包 括 电 耗 和 人 工 管 理
费） ，大 大 低 于 污 水 处 理 厂 对 污 水 处
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三、 结
论
污染水体原位就地修复技术对河 水的污染治理是可行的，该技术采用 生物方法和化学方法将游离细胞和生 物酶固定在生物载体上，使其保持活 性并可反复利用， 具有生物密度高、 反 应迅速、 生物流失量少、 反应控制容易 等特点，是一种实用的新型高效河水 净化处理工艺。 污染水体原位就地修复技术新型 河水净化工艺是一种高科技多学科的 组合工艺， 无二次污染， 属绿色清洁工 艺。 污染水体原位就地修复技术是一 种节能、 高效、 简易、 方便的技术， 不仅 运行成本低，而且在工程设计中可结 合河道景观一同设计，属绿色环保生 态工艺。 污染水体原位就地修复技术是 目前正在兴起的突破性的一种水体 修复新技 术 ， 该技术可以应用于内陆 河流、 城市河段 、 湖泊、 生活污水等的 水体修复。 参考文献： 张灼 " 固定化微生物在 ! 张蔚文， 废水中的应用与前景 " 上海： 上海环境 科学， !##!"!$ （作者单位： 赵生成、 王绍斌为北京水 利规划设计 研 究 院 ， 崔树生为兰州捷 晖生物环境工程有限公司） 责任编辑 侯亚东
水文水资源
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・水污染防治・
污染水体原位就地修复技术 研究与应用
!赵生成
崔树生 王绍斌
摘 要 污染水体原位就地修复技术是一种将游离细胞和生物酶固定在生物载体上，使其保持活力的采用生物 方法和化学方法进行河道水质净化处理的工艺技术， 其效果好， 成本低， 无二次污染， 可应用于内陆河 流、 城市河段、 湖泊、 生活污水等范围的水体修复。经在温榆河支流二道沟河进行污染水体去污试验， 结 果表明各项水质指标除总氮外都能达到应有的设计水质标准。 关键词 河道 污水处理 修复技术