TWC生物蜡工艺在湖泊治理中的应用分析---以墨水湖马沧湖区域为例

TWC生物蜡工艺在湖泊治理中的应用分析---以墨水湖马沧湖区域为例

苏婉

武汉市汉阳市政建设集团有限公司  430050

[摘要]TWC（The Water cleanser) 生物蜡技术实验开展于2023年4月中旬，地点位于马沧湖入湖口，此入湖口上游有污水泵站排放，往年反复爆藻，水质一直处于劣Ⅴ类状态。该实验分为6组，其中1个作为空白对照（CK），其余5个围隔的处理分别为：TW（仅投放TWC生物蜡）、BI（仅投加复合菌种）、TW+BI（投放TWC生物蜡，并施用复合菌种）、TW+O（投放TWC生物蜡，并曝气）、TW+BI+O（投放TWC生物蜡，并施用复合菌种，同时曝气）。截止到2023年8月16日的检测数据，试验项目运行约18周，从整个实验数据记录中可看出，TW技术配套其他技术后，对于围隔内水质及藻类控制具有一定提升与保障效果，对于整体治理模式的开发具有一定的指导作用。

[关键词] 城市湖泊；湖泊治理；TWC生物蜡；生物修复

1 引言

湖泊作为淡水资源的重要组成部分，在人类的生存和发展中起着举足轻重的作用[1]。湖泊不仅提供饮水、灌溉、航运功能，还是人类休闲、娱乐、陶冶情操的绝佳场所，与人类生产生活息息相关[1,2]。近年来，由于经济社会发展需要，人类活动对湖泊的干扰也越来越大，世界范围内大大小小的湖泊都受到了不同程度的干扰和破坏[3]。

湖泊治理已成为如今环保领域的热点及难点。从治理方法的性质来分，湖泊治理有化学手段、物理手段和生物手段[4]。随着科技的进步发展，绿色可持续已成为当今时代的主旋律，体现在方方面面，包括湖泊治理[5]。生物蜡块两年后自然降解于水。无需二次回收。TWC生物蜡是一种原位土著有益菌的生物培养载体。它可以缓释生物促进因子刺激促进土著有益微生物繁殖生长，提高其活性，提高微生物对有机污染物的处理效率[6,7]。

墨水湖马沧湖入湖口因上游有污水泵站排放，往年反复爆藻，水质一直处于劣Ⅴ类。因此，我们在马沧湖区域布设试验围格，对TWC生物蜡技术在试验期间的数据进行统计分析，验证该技术对墨水湖这城市浅水湖泊的适用性。

2材料与方法

2.1试验材料

TWC生物蜡是一种原位土著有益菌的生物培育载体。它可以缓释生物促进因子刺激促进土著有益微生物繁殖生长，提高其活性，提高微生物对有机污染物的处理效率。TWC生物蜡比表面积大，其本身的结构里面合有千百万个微毛细管供应了微生物抱负的着床繁殖条件。

TWC生物蜡投放简单，具体步骤如下图所示，首先尼龙绳系住蜡块和重物，然后将蜡块和重物投入水中，沉底，最后绳子另一端系上浮球，作为标记。

图1 TWC生物蜡样图及其主要效果

2.2试验设计

试验分为6组。截止到8月16日的检测数据，试验项目运行约18周试验项目运行约18周。其中1个作为空白对照（CK），其余5个围隔的处理分别为：TW（仅投放TWC生物蜡）、BI（仅投加复合菌种）、TW+BI（投放TWC生物蜡，并施用复合菌种）、TW+O（投放TWC生物蜡，并曝气）、TW+BI+O（投放TWC生物蜡，并施用复合菌种，同时曝气）。

3结论与讨论

3.1 氨氮的变化趋势

本次实验中，除最后一次测水时围隔附近区域藻类、植物爆发不计参考外，氨氮受外部污水冲击较小，降解情况较好。

其中，TW组在本底值较高的情况下，达到较好的处理率与达标次数；根据方差显示，TW+BI、TW+O组，达标次数多，水质数据好，水质波动较小，抗冲击能力较好。可见TW技术对氨氮有相对较好去除与控制效果。

3.2总氮的变化趋势

本次实验期间，实验围隔多次受上游污水混排口雨后冲击，实验围隔内总氮含量波动较大，抽样检查数据，几乎没有达到地表V类总氮水质要求。

参考某些地方污水类总氮准Ⅳ类污水排放标准，TW+O、TW+BI+O组别对总氮污染物去除达标率较好；长期来看，BI组对总氮前期有较好降解率但难以长期维持；TW、TW+O组后期相对指标波动较小。

3.3总磷的变化趋势

本次实验期间，实验围隔多次受上游污水混排口雨后冲击，实验围隔内总磷含量波动较大，抽样检查数据，几乎没有达到地表Ⅳ类（湖、库）总磷要求；

其中，BI、TW、TW+O组，在本底值较高的情况下，有较低的方差与最小值，依照Ⅴ类指标达标次数相对较多，水质相对较好，抗冲击效果尚可，BI组在前期总磷提升效果较好。

3.4化学需氧量（COD）的变化趋势

本次实验期间，实验围隔多次受上游污水混排口雨后冲击，实验围隔内COD含量波动较大，抽样检查数据，含有TW工艺实验组的达标次数相对较多。

其中T组，在本底值较高的情况下，平均去除效果较好，抗冲击效果相对稳定；TW+O组平均水质较好；BI组对COD前期有较好降解率但难以长期维持。可见TW技术对COD有相对较好去除与控制效果。

3.5 藻密度的变化趋势

由本次实验藻类密度变化可看出，5-7月中，实验周边水域出现了反复多次的藻类爆发，TW、TW+O、TW+BI+O

组对于实验区每次蓝藻侵入导致的藻密度上升都具有较好的抑制、降低与恢复效果。可见TW技术对蓝藻有较好的控制作用，配套曝气技术，可使水体藻类滋生情况减缓减少。

4 小结

过本次为期18周的TWC技术实验，实验区在受到上游排口不定期污水冲击的情况下，经过对氮磷、COD藻类等指标的监测，TW及TW+O等工艺组合在围隔试验均取得较好的处理效果，同时体现了其抗冲击能力强、处理效果相对稳定的特点。另外，我们还发现，它们与其他生态治理技术搭配有更优的效用与维持期。

从数据分析中我们可以判定，这种工艺，对于目前武汉湖泊治理中存在的污水溢流、应急偏多、生态性差、藻类反复等多种问题，起到了技术指导的参考意义，同时为武汉这种湖泊水域占比较大的城市提供了一种新的可供选择的综合治理工艺。

参考文献

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张艳会,杨桂山,万荣荣.湖泊水生态系统健康评价指标研究[J].资源科学,2014,36(06):1306-1315.

王志强,崔爱花,缪建群,王海,黄国勤.淡水湖泊生态系统退化驱动因子及修复技术研究进展[J].生态学报,2017,37(18):6253-6264.

赵永宏,邓祥征,战金艳,席北斗,鲁奇.我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展[J].环境科学与技术,2010,33(03):92-98.

杨卓,彭继伟.城市浅水湖泊治理技术初探[J].环境科学与管理,2016,41(07):105-108.

Cole A J , Tulsankar S S , Saunders B J ,et al.Effects of an oil-based substrate (The Water Cleanser) and bacterial additives on nitrogen and phosphorous dynamics in freshwater crayfish (Cheraxcainii, Austin andRyan 2002) aquaculture[J].Aquaculture International, 2022, 30(2):937-954.DOI:10.1007/s10499-022-00842-6.

Cole A J , Tulsankar S S , Saunders B J ,et al.Effectsof pond age and a commercial substrate (the water cleanser) on natural productivity, bacterial abundance, nutrient concentrations, and growth and survival of MARRON ( CHERAX CAINII Austin, 2002) in semi-intensive pond culture[J].Aquaculture2019,502:242-249.DOI:10.1016/j.aquaculture.2018.12.046.