生物栅净化富营养化水体技术
利用生物修复技术治理受污染的天然水体，强化其自净功能，是目前国内外的发展方向和关注热点。
1.生物栅强化净化技术是以载体填料生物膜和水生植物为主体，将生物膜技术与筛料阻留技术加以结合，在较小的空间内浮游植物、微生物、水生动物为一体，利用填料、植物根系为载体，加大微生物量，强化净化功能。
生物栅的核心在于有强大表面积的填料，其上附着的微生物菌群、原生动物、小型浮游动植物共同构建成具有高效、快速精华污染物的生物膜反应器。而填料的性能在生物栅系统中具有非常重要的地位。笔者重点考察了球星填料、悬浮填料和组合填料生物栅的运行效果，并进行必选。
2.生物栅采用九个并联的推流式砖砌结构反应池，前端设有平衡水箱（图1）
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平衡水箱前端设有格栅，末端布置溢流管和放空管，填料采用球形、悬浮和组合滤料。将装有填料的正方体框架置于不同的反应廊道内，各廊道内同时种植水生植物（凤眼莲和水花生）和放置螺类，各池有穿孔U形管曝气充氧。富营养化水通过潜水泵抽入平衡水箱，通过水箱上设置的管嘴流入反应池。
3.生物栅对水中SS的净化机制包括重力沉淀、筛滤阻留、物化吸附。生物降解和食物链输出等等。同时，SS的去除率随填料类型不同而有一定的差异。
生物栅对水中CODCr的去除主要包括生物膜微生物对有机污染物的降解及填料对水中颗粒态有机污染物的沉淀及吸附阻留作用。
生物栅对水中TN的去除作用除了填料对颗粒含氮物质的沉淀及物化吸附阻留外，还包括微生物的脱氮作用（氨化、硝化及反硝化）和植物吸收利用等。填料类型的选择对TN的去除率影响不明显。但水温对TN的去除影响比较大--主要是微生物特别是硝化菌群的生理活性下降是导致TN去除率降低的主要原因。
生物栅对水中NH3-N的去除主要是通过填料物化吸附及生物膜微生物的硝化作用完成的。
生物栅对TP的去除过程主要包括沉淀、阻留、吸附及生物膜微生物对磷盐的同化利用等。填料对磷的吸附过程存在积累现象，当达到饱和状态后，对磷的去除会有所降低。
4.对上海某条富营养化的河流采用生物栅技术做实验研究，各廊道内的实验设计如表所示。（表1）
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根据工况的运行情况，平均每半个月采一次装置进、出水样，测试的理化指标包括温度、pH、DO、CODCr、氨态氮、亚硝态氮、硝态氮。总氮。总磷等。
试验结果如图所示（图2～6）、表3
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从图2可以看出，与对照池相比，生物栅净化池对水中SS具有良好的净化效果，对SS的去除率，空白1#池仅为3%-10%，而设置填料的2#-7#为40%-90%。同时SS的去除率随填料类型的不同而有一定差异，设置组合填料的4#和5#净化池对SS的去除率最高，其次为设置悬浮填料的2#和3#净化池，设置球星填料的6#和7#净化池相对较低。运行初期，填料的拦截、吸附作用以及物理沉降作用相对较强，所以去除率在这段时间内有明显升高，其中4#、5#池的最高去除率达到了93.7%。之后由于吸附逐渐饱和，填料对SS的吸附力下降，SS去除率最终稳定在40%以上。
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从图3可看出，与对照池相比，生物栅净化池对水中COD具有良好的精华效果，对COD的去除率，空白1#池仅为18%-30%，而设置填料的2#-7#为35%-85%。相对来说，球星填料对COD的去除率较其他两种低，为35%-65%。
从图4可以看出，与对照池相比，生物栅净化池对水中TN具有良好的净化效果，对TN的去除，空白1#池仅为3%-12%，而设置填料的2#-7#为7%-28%。
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由图5可以看出，与对照组1#池相比，设置生物栅的净化池（2-7#）对NH3-N有良好的去除效果，1#池NH3-N去除率仅为2%-12%，悬浮填料的2#和3#的NH3-N去除率为13%-35%，组合填料的4#和5#对NH3-N的去除率为15%-41%，球形填料的6#、7#池为11%-27%，相对来说，组合填料的NH3-N去除效果最佳，球形填料较差。
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从图6可以看出，2-7#池对TP的去除效果明显好于对照池。2-5#池对TP的去除效果明显好于6#、7#。2#、3#对TP的去除率稳定在15%-40%，4#、5#对TP的去除率稳定在17%-46%，而6#、7#池对TP的去除率稳定在10%-28%。
实验期间多次测定净化池填料生物膜的微生物数量，得到表2的结果。
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由表2可知，净化池中微生物数量明显少于生物膜的，异养菌在净化池水中为10的4次方数量级，而在生物膜中为10的7次方-10的9次方数量级，表明生物栅填料可以显著增加微生物的数量，增强污染净化效果。水中亚硝酸菌和硝酸菌的数量只有10的0次方-10的2次方数量级，硝化菌世代时间较长，生长速度缓慢，而填料的设置较大提高了硝化菌的种群密度，生物膜上亚硝酸菌数量增加至10的6次方数量级，硝酸菌数量增加至10的5次方数量级。3种填料在硝化菌的数量上没有明显的差异，但在异养菌数量上，组合填料达到10的9次方数量级，其次是悬浮填料，为10的8次方数量级，最少的是球形填料，为10的7次方数量级。
5.结论
生物栅技术可应用于小流量的富营养化水体的治理，特别是排污口附近局部污染严重的区域，再增加生物量的同时，增加微生物的多样性和延长生物链，达到强化净化的目的。
生物栅的结构，形式和材料可灵活多样，因此实用性较强。
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