摘要：随着农村经济的发展，农村周边出现黑臭水体的情况变得非常普遍。为了净化农村黑臭水体，本文通过复配制备了复合微生物菌剂，并研究了利用其对农村黑臭水体进行处理。通过实验研究发现，复合微生物菌剂中的单一菌剂之间存在一定的协同促进作用，用量为5 mg/10 L时对于黑臭水体中的CODcr、NH3-N、TP关键指标处理效果最佳，菌剂可重复使用5个周期（25 d）以上，最优的使用温度为30℃。
关键词：复合微生物菌剂,黑臭水体,用量,周期,温度
黑臭水体是指因过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、发臭的水体，通常其低于地表水环境质量标准Ⅴ类水质标准，溶解氧质量浓度小于2.0 mg/L[1-3]。本文通过复配制备了复合微生物菌剂，并对复合微生物菌剂的黑臭水体污水处理能力进行了研究，为实际污水处理生产提供科学参考。
1实验材料和方法
1.1实验材料
1.1.1实验水样
实验所需水样采自某农村河道，该河道污染严重，水体大部分呈现黑色，臭味弥漫，是典型的农村黑臭水体。该水体黑臭成因主要是农村生活污水和周边畜禽养殖污染。采集该河道水样若干，静置2 h备用。测定水样的各类水质指标如表1所示。
1.1.2实验复合微生物菌剂
复合微生物菌剂是在实验室内制备所得，通过芽孢杆菌、光合细菌有益微生物菌群复配后经过特殊工艺制备所得，制备的微生物菌剂均匀地负载于直径为3~5 mm陶粒表面。
1.2实验方法
每组实验取10 L该农村黑臭水体的水样置于15 L的塑料桶中，加入负载一定量复合微生物菌剂的3~5 mm陶粒，在室温（20℃)条件下以曝气耗氧的方式进行污水净化反应，严格稳定控制曝气速率。每间隔1 d取样测定污水中CODcr、NH3-N和TP的浓度变化情况。
1.3水质测定方法
COD采用重铬酸盐法测定，标记为CODcr；NH3-N采用纳氏试剂分光光度法测定；TP采用过硫酸钾氧化-钼锑抗分光光度法测定[4-6]。
2结果与讨论
2.1不同微生物菌剂对污水净化效果对比分析
本小节实验分成5组，分别为复合微生物菌剂、芽孢杆菌、光合细菌、空白对照组，通过水样中CODcr去除率来表示微生物菌剂的水质净化能力。各类菌剂用量均为5 mg，并将菌剂经过相同培养处理负载于3~5 mm陶粒表面，空白对照组为无菌剂负载的3~5 mm陶粒，将不同的实验菌剂置于装有黑臭水体污水水样的曝气塑料桶中，不同微生物菌剂对污水的净化效果如图1所示。从图1中可以发现，5 d后复合微生物菌剂对于污水CODcr的去除率最高，CODcr值由最初的562 mg/L降低到32 mg/L，去除率为94.3%；芽孢杆菌、光合细菌、空白对照组的CODcr去除率分别为72.4%、78.3%、0，两种单一菌剂对于CODcr的去除率相近，但经过一定工艺复配后复合微生物菌剂对CODcr的去除率得到较大提升。这可能是因为两种菌剂之间相互利用对方产生的物质来营养自身或参与中间反应，相互之间存在相互协同促进作用，从而大大提升了污水净化能力。
2.2复合微生物菌剂用量对于污水的净化效果研究
在实际污水处理过程中，微生物菌剂的成本占比较高，所以微生物菌剂的用量成为了影响黑臭水体处理成本的关键因素。本小节通过实验分析研究了复合微生物菌剂用量对黑臭水体水样中CODcr、NH3-N和TP的去除效果。实验过程中复合微生物菌剂用量分别设为3、5、8 mg，即将3、5、8 mg复合微生物菌剂通过培养负载于3~5 mm陶粒上，然后加入到装有10 L黑臭水体水样的曝气塑料桶中。黑臭水体水样中CODcr、NH3-N和TP的去除效果如图2所示，去除率如表2所示。
如图2-1和表2所示，随着水样处理时间变化，添加3 mg复合微生物菌剂的水样中CODcr的去除率在每个检测点都要明显低于添加5 mg和8 mg的实验组，而添加5 mg和8 mg的实验组CODcr的去除率曲线基本重合，仅在1 d检测点时数据有一定差距，最终去除率分别达到94.3%和94.8%。通过对于CODcr去除率分析可知，5 mg/10 L复合微生物菌剂添加量能够使得CODcr去除达到较好的效果，同时在一定程度上相比于8 mg用量降低了实际生产成本，是较好的用量选择。
如图2-2和表2所示，添加5 mg和8 mg复合微生物菌剂的水样中NH3-N的去除率相差较小，这说明复合微生物菌剂添加量在超过5 mg后对于NH3-N去除率影响较小，NH3-N的最终去除率都超过97.0%，去除效果较好。添加量为3 mg时，NH3-N的去除趋势与添加5 mg基本一致，但在相同检测点去除率均低于添加5 mg和8 mg实验组。通过分析可知，复合微生物菌剂添加量为5 mg/10 L时能够使NH3-N去除达到较好效果，同时也是成本较优的选择。
从图2-3和表2可以看出，不同复合微生物菌剂用量对于TP的去除曲线与NH3-N的去除曲线类似，同样在5 mg/10 L的复合微生物菌剂用量时可以使得TP去除率较高，同时使得处理成本最优。
2.3复合微生物菌剂使用周期研究
水处理用微生物菌剂一般需要定期补充或者更换，本小节主要对复合微生物菌剂的耐用性进行了研究，以CODcr去除效果进行分析。实验方案为每次完成5 d的污水净化后，通过滤膜将反应器中的菌剂进行过滤然后进行下一次黑臭水体水样的处理。复合微生物菌剂每个水处理周期对CODcr的去除效果如图3所示，前4批次之间无明显差异，从第5批次开始CODcr的去除效果出现轻微变化且最终去除率降低至90.9%，从第6批次开始各个监测点的CODcr去除效果明显变差，最终去除率低于88.2%。
2.4温度对复合微生物菌剂活性影响
在污水处理过程中，温度是影响微生物菌剂的一个重要变量，温度过低会降低微生物的新陈代谢，从而降低微生物菌剂的水处理活性；相反，如果温度过高，超过微生物菌剂耐受极限，会导致微生物菌剂的失活，同样会降低水处理效率，所以研究温度对于微生物菌剂的水处理效率的影响变得非常重要。本小节主要研究了复合微生物菌剂在不同温度条件下对于CODcr的处理效果，根据CODcr的处理效果反映不同温度条件下复合微生物菌剂的活性。从图4中发现，污水温度在30℃时，每个检测点的CODcr处理效果最高，最终CODcr的去除率甚至超过95.0%。污水处理温度升高至40℃时，CODcr的处理效果出现一定程度的降低，但最终CODcr去除率仍然保持较高水平。污水处理温度50℃时，CODcr的去除效果明显变差，最终去除率仅为49.1%，这可能是因为在50℃条件下部分复合微生物菌剂出现失活，导致活性大大降低，进而导致污水处理能力明显下降。
3结论
1）本文主要通过对常见污水处理微生物菌剂进行复配制备出复合微生物菌剂，并发现复合微生物菌剂中的单一菌剂之间存在一定的协同作用，能够提高黑臭水体的污水处理能力。
2）复合微生物菌剂的添加量在5 mg/10 L时，可以使黑臭水体中CODcr、NH3-N和TP关键指标的去除效果最佳，同时在一定程度上可对实际生产成本控制提供依据。
3）复合微生物菌剂的使用寿命为5个周期（25 d）以上，温度在30℃时污水处理能力最佳，也为实际生产过程中微生物的补充或更换提供相应的科学依据。
参考文献
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