浮岛式生物处理系统除污效果研究

浮岛式生物处理系统除污效果研究唐红亮，崔树彬，汪义杰，刘壮添，王建国，马金龙(珠江水利科学研究院，广东广州510611)摘要:从选材、结构、技术组装等方面对浮岛式生物处理系统技术进行简单介绍，并且对比普通生态浮床，研究该技术对污染水体的净化效果。根据30天的专项监测数据，分析该技术对NH3－N、TN、TP、CODCr主要水质指标的去除效果。结果表明:①浮岛式生物处理系统除污能力强，部分水质指标可以达到地表水Ⅰ类或Ⅱ类;②该技术除污效果显著，NH3－N、TN、TP、CODCr的去除率分别为80．10%、53．58%、62．60%、73．08%，日平均去除能力分别为115．66、244．21、15．52、5753．38mg/(m2·d);③该技术对污染水体净化比较彻底，值得推广应用。关键词:浮岛式生物处理系统;普通生态浮床;除污效果中图分类号:X829文献标识码:B文章编号:1001-9235(2014)05-0052-05收稿日期:2014-06-19作者简介:唐红亮，男，湖南永州人，主要从事水生态修复，水生态工程设计工作。1浮岛式生物处理系统简介浮岛式生物处理系统(FloatingIslandtypeofBio－treat-mentSystem)［1－2］是一门集普通生态浮床技术、固定化微生物技术于一体的实用新型专利技术(已获专利号ZL．200820044315．6)，并加载了微型曝气技术，使其性能优化，既可以高效去除污染物质，又可以改善水体景观和水体生态功能。从结构上，该系统分为上、下两部分，上半部分包括微型曝气机、浮床床体、种植植物和植物基盘，下半部分包括高效微生物载体箱和水下固定装置。在浮岛式生物处理系统中增加曝气系统，主要目的是给微生物提供足够的氧，防止水体溶解氧偏低。对于好氧微生物，在溶解氧不足的条件下，微生物不能有效及时摄取污染有机物，进而有机物停留在胞外，当达到一定量的时候，就会形成淤泥堵塞微生物载体。对于厌氧微生物，在溶解氧过剩的条件下，微生物的活性会受到抑制，同样不能技术分解污染物质。同时，曝气系统设置还受能耗的限制，能耗高，投入成本就高，能耗低，提供的氧气就不足。因此，选择高效曝气装置及曝气运行方式，是浮岛式生物处理系统设计中的一个十分重要的环节。为了最大限度地提高系统总能效，按照平均需氧量设计曝气规模，选用了气量大、噪声小、效率高、易于调控的鼓风曝气方式，对于大规模面积的应用，该技术选用了结构简单、易于维护、轻质耐用的HG750型旋涡气泵。在小范围的实验研究中，电磁式空气压缩机ACO－318气泵可以满足要求。综合考虑浮床床体的稳定性、延展性和耐久性，并且尽可能的降低成本，操作起来方便，使用寿命长，还能提供足够的浮力。对常用的浮床材料进行了综合分析，这些材料包括:竹子或木材、钢管、废旧橡胶或轮胎、一次成型注塑、PVC管、聚苯乙烯泡沫板。发现PVC管材料购买渠道广，耐腐蚀性、抗老化性强，有专门的管道连接件，可塑性强，本身抗拉抗剪性能也优于竹子，易于调节，便于维护;聚乙烯泡沫板气浮能力强，还具有一定的抗拉压和抗剪能力，成本也不高。因此该技术拟选用PVC管作为浮床框架、聚苯乙烯泡沫板作为浮床模板。生态浮床技术就是利用了无土栽培技术，通过床体固定将植物种植在水面上，以根部吸收水体中的营养物质促进植物的生长，因此部分陆生植物和绝大部分水生植物都可作为浮床植物的备选对象。国内外众多学者研究结果表明［3－6］，对氮磷去除效果较明显的有:美人蕉、鸢尾、旱伞草、千屈菜、铜钱草、菖蒲、水芹、水葱、石菖蒲、梭鱼草、芦苇、香蒲、香根草、灯心草等。综合考虑除污能力强、根系发达、景观效果好、以当地物种为先等因素，最终筛选出美人蕉、鸢尾、旱伞草、铜钱草、千屈菜、菖蒲6种珠三角地区常见且具有高效降解有机污染物作用和较好景观观赏作用的植物品种，作为浮岛式生物处理系统应用品种。这些植物从中山、佛山、东莞苗圃购买，其中美人蕉除污能力强，适应范围广，一年四季都生长，被用来作为试验研究。为了保证植物在浮床上稳定生长，防止水平风力、冲击作用的影响，需要在植物和浮床中间添加植物基盘，该技术选用了塑料花盆基盘，内用纤维海绵填充，保证给植物根系提供一个蓬松的环境，并且取出方便，易于后期的植物分株和移栽。选择微生物载体是浮岛式生物处理系统的核心部分。目前，国内外常用的微生物载体形式有:硬性、软性、半软性、组合型和新型［7］。考虑到不同载体性能参数、使用寿命、适用条件、与微生物结合强度等因素，该技术选用了经济、高效、实用的FZ系列生物载体网状悬浮聚氨酯材质生物载体［8］，它具有孔隙率较大(＞90%)、化学性能稳定、载体密度低于水的密度、无毒等优点。载体微生物通过驯化复合微生25人民珠江2014年第5期·PEAＲLＲIVEＲdoi:10.3969/j.issn.