微生物為水治理開出“良方”
【谷騰環保網訊】盛夏午后，陽光不燥。
武漢市東湖高新區紅旗湖“清水綠岸，魚翔淺底”。
這個經過啟動修復的水體生態修復項目，在微生物作用下，經過幾場細雨的滋潤，已經宛若生機盎然的“熱帶叢林”。
無獨有偶，在蕪湖市江東水生態公園，通過以微生物為中心所建的生態穩定塘，水中水草搖曳、藻荇交橫。
近年來，看似不起眼的微生物正逐漸成為污水治理的生力軍，為解決突出環境問題提供了獨特解決方案。而關于這一熱詞的疑問隨之而來：究竟何為“微生物處理技術”？其與污水治理又有何關聯？作為共抓長江大保護主力軍的三峽集團，又做了哪些具體工作？近日，記者在安徽、湖北、江蘇等地進行了實地探訪。
位于湖北省武漢市東湖高新區的紅旗湖是武漢市最大的城中湖湯遜湖的子湖，整個湯遜湖水域面積達47.62平方公里，歷史上兼具調蓄、灌溉、航運、城鄉供水等多重功能。隨著城市快速發展、污水處理能力滯后等多重原因，整個湯遜湖的水質從2005年III類一度下降到劣V類。
“特別是像含氮、磷的污水進入水體之后，會造成富營養化危害，使得藻類和其他浮游生物異常繁殖，造成水質惡化，加速水體老化。”三峽集團所屬長江環保集團湯遜湖項目負責人鄧柏松告訴記者，尤其是封閉水體中，藻類的死亡和解體又會將從水體中所吸收的氮、磷元素釋放回水體，從而造成水體中藻類的惡性循環，形成二次污染。
2020年5月，湯遜湖水環境綜合治理一期工程獲武漢市發改委批復后啟動。為治理湯遜湖，三峽集團提出“治湖先治灣”“引水活水”的流域治理理念，并創新使用微生物脫氮除磷技術，讓最小的生命發揮了最大的作用。
“水面上那些冒出的細密泡泡，就是微生物正在發揮作用。”鄧柏松在湖邊向記者介紹，“微生物修復的基本思想是在人為促進條件下，通過高效的微生物來吸附、分解、氧化污水中的有機物，達到凈化水質的目的。為此我們在湯遜湖子湖紅旗湖自北向南的湖面上，布置了1700組EHBR（強化耦合膜生物反應技術）膜組件，總面積達到20萬平方米。”
日常工作中，維護人員會通過風機向EHBR膜組件中透氧膜曝氣，從而為微生物提供適宜的生長環境。這些新的微生物菌體或被固定在透氧膜上，或分解成無機代謝產物，從而實現水體凈化。
“像生長世代時間較長、增殖速度較慢的微生物，如硝化菌、反硝化菌、聚磷菌以及厭氧氨氧化菌都可以在EHBR膜組件上生長。”鄧柏松說，這一天然“凈水器”，讓紅旗湖具備了強大的自凈能力，水質逐漸穩定轉好。
紅旗湖作為湯遜湖的子湖，它的水質改善對于整個湯遜湖治理具有重要意義。因為治理大湖的根源在小湖，小湖的水沒問題之后，流進大湖后才能干干凈凈。
“現在的紅旗湖經過治理，變得水清岸綠，我們推窗就能看見飛鳥成群、野鴨遨游的景象。清晨和傍晚，我們還能到湖邊散步、吹風，心情舒暢。”附近的居民張先生表示。
距離武漢紅旗湖500多公里外的安徽蕪湖市江東水生態公園，水下的共生系統正不斷補給著湖區的生態圈。這個用科技手段打造的生態凈水系統使得花鳥、魚蟲、樹木和河湖形成了良性的循環，勾勒出別樣的“生態風光”。
蕪湖市江東水生態公園是長江大保護項目中首個利用水質凈化廠尾水建設的水生態公園，通過填料吸附、微生物生化，每天可以凈化4萬噸從污水處理廠出來的“中水”，實現污水逐級凈化，提質增效。
“之前，公園污水橫流、一片臟亂，可以說是一個‘污泥灘’。”長江環保集團蕪湖三峽水務有限公司副總經理王寬說，因為水質問題，整個水域存在著生態系統脆弱、復氧效率低、生物多樣性不足等諸多問題。
2019年，江東水生態公園被納入蕪湖市長江大保護項目；2020年3月，江東水生態公園—中水回用活水示范項目正式開工。構建清水型生態系統成為污水處理的關鍵一環。
生物調查、生物品種設計、食物鏈模擬....項目團隊人員通過前期的調查分析，明確了清水型水生態系統為公園污水治理的切入點。
“我們前期通過人為導入，初步建立共生系統，中期提供目標種群的繁殖生長環境，優化設計種群，后期通過自然演替，最終形成了‘控藻浮游動物—沉水植物—水生動物—微生物群落’完整閉合的生態鏈系統。”王寬說。目前，通過重組、完善和優化水體微生物生態系統，公園內整個生態系統固有的物質循環、能量流動和信息傳遞正穩定進行，構建出了“水清氣凈”的“生態景觀”水體。
隨著治理的推進，江東水生態公園的生態系統良性循環還輻射到周邊水系。江東水生態公園凈化后的清水將回補到兩垾水系，帶動兩垾水系黑臭水體治理達到長治久清的效果，而通過不間斷補水，也使得城市水系整體流動起來，進一步改善了水生態環境，提升了城市綠地景觀。
“流水不腐，戶樞不蠹”，流水之所以不腐，就與微生物凈化水體的作用有關。從去除難降解的有機污染物，到助力構建清水型生態系統，三峽集團巧用微生物技術，在助力改善水質的同時，也在持續推動資源循環利用。
在江蘇宜興，三峽集團合作參與的首座新概念水廠——宜興城市污水資源概念廠便坐落于此，廠內每日約100噸的污泥、藍藻、畜禽糞便和秸稈等有機質廢棄物正通過厭氧工藝進行處理，被用于熱電聯產，以此實現能量的“回收”。
“這些有機質廢棄物產生的沼氣，不僅可以產生電能和熱能。沼液流回水質凈化中心進行再處理，沼渣則被加工成土肥產品，在廠區內的試驗田中種植瓜果蔬菜等，全程不產生二次污染，同時實現資源的循環利用。” 長江環保集團長三角分公司執行總經理蔡意介紹道。
污泥變廢為寶的背后，和不起眼的微生物又有何現實關聯？
“能讓污泥變寶的不是物理技術也不是化學試劑，而是一種通過反應器培養的厭氧微生物，它們吃的是廢棄物有機質，轉化的是沼氣。”蔡意指著反應器說，這種微生物可以高效“吃”掉污泥，實現有機固廢的穩定化和資源化處理。
蔡意舉例說，長期以來，大部分生活污水都使用好氧的活性污泥法進行處理，也就是在氧氣和細菌的共同作用下，將污染物氧化掉，但活性污泥法會消耗巨大的能源，并釋放二氧化碳和水；同時，該過程還會產生大量濕污泥，干燥、處置或焚燒這些污泥也會耗費大量能源。
與傳統污水處理廠不同，概念廠通過厭氧工藝對污泥進行厭氧消化，以此實現能量的“回收”。“我們的DANAS干式厭氧反應器技術，是專門處理有機質廢棄物的厭氧消化技術，有進料含固率高、沼氣產量大、抗雜物、無沉積、效率高等特點，有‘大胃王’的稱號。”蔡意說。
“我們在內部還配備了加熱、保溫管，做到儲氣、反應一體化，可適應中溫和高溫工藝，可以保證生物反應過程在最佳條件下完成。”蔡意告訴記者，通過前期實踐，該技術也已在三峽集團江蘇灌云畜禽污染物治理與綜合利用項目得到了成功應用。
據了解，自2021年10月正式運行到今年5月，宜興城市污水資源概念廠已成功處理城市生活污水逾1000萬噸，藍藻處置量逾5000噸，污泥資源化利用逾7000噸，積極開展“水-肥-氣”綜合利用，目前已實現了廠區內總能源65%-85%的自給率，水質凈化中心更是實現了100%能量自給。
守護一江清水，積蓄科技新動能。如今，從武漢紅旗湖巧用微生物去除難降解的有機污染物，到蕪湖市江東水生態公園水生生態系統的成功構建，再到江蘇宜興城市污水資源概念廠廢棄物資源的循環利用，三峽集團創新應用生態環保新技術新工藝新模式，在打造獨特高效的長江生態治理“利器”的同時，也為精準治污、科學治污帶去了更多可能。
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