一、阿科蔓水生态技术简介1）阿科蔓生态基简介阿科蔓生态基是一种应用于生态性水处理的高科技材料（微生物载体），由科学家Roderick J. McNeil博士发明，并于1995年推广应用于世界各地的水生态环境修复和水污染防止领域，是目前世界领先的自然生态性水处理技术产品。

2001年，阿科蔓生态基技术引入到中国，并针对中国的国情，发展成多种适合中国国情的综合应用模式。

至今，阿科蔓技术已经成功应用于湖泊、水库、湿地、人工景观水体、饮用水源的前处理及长期维护；城市污水深度处理与利用、城镇小区生活污水处理与资源利用、景观一体化建设；农村污水治理、环境卫生整治、生态环境一体化建设、城镇区域性污水处理及高效生态系统建设、高浓度废水生态处理和高效生态健康的水产养殖等领域。

阿科蔓生态基高效的微生物载体，其表面培养的大量而丰富的微生物群落是水中污染物降解的主力军。

给水生态系统的基础组分创造了优越的生存环境，是阿科蔓水体治理维护系统的核心部分，有很好的生物降解功能。

阿科蔓生态基独特的结构特点（1）高生物附着表面积每平方米阿科蔓生态基®可以为水中微生物和藻类等的生长、繁殖最高能提供约250平方米的生物附着表面积，从而实现阿科蔓®高效微生物群落的基础条件。

表3-1 阿科蔓生态基®与其它载体生物附着表面积的比较阿科蔓生态基®（SDF下段）250 m2/m2（2）适宜的孔结构阿科蔓®材料内部的孔结构通过尖端技术进行精心的设计和修饰，针对微生物的各种形态，设计了大小不同的微孔。

阿科蔓®材料用生物友好的材料为微生物群体的繁衍提供了巨大的洞穴般的空间，为异养生物（如异养型细菌）设计了微孔（1～5μm），为自养生物（如藻类）设计了大孔（80～350μm），从而为实现微生物的多样性并建立起高效水生态系统提供了最理想的条件。

（3）采用超级编织技术，两面、两段型结构设计阿科蔓生态基®分为两面型和两段型两种结构形式。

BDF型采用两面型设计：一面编织较密实（有益于菌类的生长），另一面编织较疏松（有益于藻类的生长）。

两面型设计的阿科蔓生态基®（BDF）的功能特性：①（80～350μm）的疏松设计有利于藻类的生长；②（1-5μm）密实的设计有利于细菌（如硝化和反硝化细菌）的生长；③封闭式泡沫的核心在保持阿科蔓®浮力的同时，给了它们水草一样的外观；④完整的固定底座使阿科蔓®能够被放置在水体中适当的位置。

SDF 型采用两段型设计：上部结构较为疏松（有益于藻类的生长），下部较为密实（有益于菌类的生长）。

两段型设计的阿科蔓生态基®（SDF ）的功能特性：①漂浮套筒——外层为黑色机织聚乙烯材料，抗强紫外线；②上部的超级编织层——疏松的纤维编织结构可以最大程度地实现颗粒物的沉降和利于藻类生长繁殖、促进物种多样化。

③下部的超级编织层——密实的纤维编织结构可以由外及里形成理想的“好氧—兼性—厌氧”环境，实现高效的脱氮除磷、降解有机物，生物膜能自然脱落。

厌氧菌类兼性菌类好氧菌类有益藻类（4）活性智能的仿生水草形态设计水草型设计一方面使得水中溶解性有机物可以充分的与阿科蔓®上的生物膜接触，另一方面起到使水流均匀的作用，从而大大增加这些污染物被降解的机会。

阿科蔓®的活性智能技术综合了人工介质高效性和天然水草的三维动态自厌氧菌类兼性菌类好氧菌类有益藻类然性。

（5）纯惰性材质、亲和于生态环境 阿科蔓生态基生产过程符合美国食品及药物管理局（FDA ）最严格的食品工业级原材料标准；此外，美国联邦政府环保局（EPA ）下属的Q-lab 实验室对阿科蔓®材料进行了严格的耐久性和环境安全性测试，测试报告显示，阿科蔓®在水中不会分解，使用寿命不低于14年，对自然环境无任何危害。

阿科蔓®生态基对污染物的去除机理（1）BOD 5的去除原理阿科蔓生态基®具有巨大的活性生物接触表面，大量的微生物附着在生态基表面。

污水和生态基表面生物膜的接触过程中，通过对有机营养物的吸附、生物氧化等环节，对水体中的溶解性有机物进行降解。

有机物一部分被微生物分解和转化，最终形成各种代谢产物（CO 2、H 2O 、矿化物等），同时为微生物的生长和代谢提供能量；另一部分被微生物同化，形成新的微生物组分。

生物膜及矿化物在阿科蔓®表面不断积累和脱落，为水底微生物、水生植物对水体的进一步生物净化提供条件，最终高效去除水体中的BOD 5。

由于阿科蔓®微生物系统的高效性和完整性，对有机物的降解更充分，污泥产量少。

（2）氮的去除原理 BOD 5 被微生物同化，形成新的微生物组分 被分解和转化，形成CO 2、H 2O 、矿化物等阿科蔓®产品具有高比表面积的三维结构，其中包括大量的纤维和疏松的孔隙，超级编织技术在表层形成的/O环境，从而为硝化、反硝化作用的细菌群落繁殖以及藻类生长创造适宜的条件，这种特征是非常重要的。

氮在自然界以各种形态进行着循环转换，阿科蔓®上生长的藻类能利用水中多种无机氮，在光合过程以及随后的同化过程中，逐步形成各种含氮有机物，有机氮如蛋白质经水解为氨基酸。

在微生物作用下分解为氨氮，氨氮在硝化细菌作用下转化为亚硝态氮(NO-2)和硝态氮(NO-3)。

另外，NO-2和NO-3在厌氧条件下在脱氮菌作用下转化为氮气逸到大气中；一部分被藻类吸收，而藻类又会被底栖动物及鱼类食用，从而达到高效的去除总氮的目的。

（3）磷的去除原理在阿科蔓®水生态系统中，水体中磷可通过两条途径去除。

一方面磷被细菌、藻类和水生植物吸收，细菌和藻类又被底栖动物或鱼类所摄食，最后鱼类的捕捞将磷从水中去除；另一方面，阿科蔓生态基®上的微生物（如高效聚磷菌）过量摄取水体中的磷并将其同化为自身结构或转化为稳定的矿化组织，随着生物膜的剥落沉积在底泥中，通过底泥的清除把磷彻底从水中去除。

（4）阿科蔓生态基®控制悬浮藻类的原理浮游生物在水体为了保持浮力，需要消耗更多的能量，而固着微生物则可以将更多的能量用于营养代谢，因此阿科蔓®上的附着生物群落比浮游生物对营养物更有竞争能力。

对于多数悬浮性藻类细胞所需的营养，Redfield’s比率定义的碳、氮、磷之间的比例为：106:16:1，阿科蔓®通过控制氮、磷在水中的浓度，抑制悬浮性藻类的繁殖。

2）阿科蔓生态水处理系统说明阿科蔓生态水处理系统是以阿科蔓生态基为基础，配合水力循环曝气，通过培养高效生物膜、构建长生物链，建立起健康稳定的生态系统，达到水体治理修复，并长期保持稳定的生态水环境处理技术。

阿科蔓水生态治理系统将环保治理和自然生态建设相结合，改善水质的同时修复水生态系统并促进其发展。

系统净化的总体作用机理是依托阿科蔓生态基巨大的生物附着表面积，培育有益菌藻、原生动物及后生动物等，由于阿科蔓生态基上微生物数量巨大，且种类非常丰富，因而对微污染水体中的痕量污染物有高效的去除效果。

这些微生物产生各种生物酶和生物絮粘剂，通过吸附截留、络合沉降、消化降解等生物化学的途径去除污染物，营造了健康的水环境。

伴随微生物群落的发展、水质的改善，其他的水生生物逐步丰满和多样化，各种微生物和其他水生动植物之间相互作用并构建生物链，形成良性平衡的水生态系统，长期保持水体的自然、健康、稳定。

在水库中应用阿科蔓水生态治理系统具有以下特点：✧纯生态的方法，安全无污染，效果持久，提升改善水体水质的同时，增强水生态系统的自净能力；以培养土著的微生物来实现长期的净化，无需另外投加药剂或微生物菌种，材料本身惰性耐用外，亦修复增强水体的自净能力，效果持久稳定。

✧技术实施容易、管理简单、使用方式灵活，工程实施容易；工程的实施主要是阿科蔓生态基及少量配套设施的安装，要求的工期短，实施容易。

✧运行管理仅是对一些简单机电设备的管理，技术要求低，管理简单，能耗低。

无需大型的机电设施或土建工程，通常辅以少量循环曝气设备即可，可实现自动化控制，且阿科蔓生态基本身无需清洗或维护，管理工作少技术要求低，运行成本低廉。

二、典型部分案例(一)郑州CBD中心湖水生态建立与长期维护项目1、项目概况CBD湖位于郑东新区商务中心地带，是容积约为50万m3的人工景观湖。

阿科蔓为该湖外来水源的微污染治理、水体长期维护、中水回用及景观一体化建设提供了生态性的整体解决方案，充分地体现了生态环境经济、水资源循环经济的综合效益。

2、治理方案①设计目标应用阿科蔓系统三个月内，初步建立起健康的水生态平衡；水体水质指标维持在《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅳ类标准以上，基本达到地表Ⅲ类水标准要求，水体透明度大于80公分。

项目验收所指定的水质分析项目项目pH BOD5COD Mn DO 氨氮总氮总磷透明度验收标准6～9 ≤6≤10≥3≤≤≤≥注：除pH无量纲、透明度为m之外，其余单位均为mg/L。

②治理思路●以阿科蔓生态基为核心，培养和发展水体的微生物群落，持续保持水体的低污染浓度水平。

●建立水循环系统，通过水体循环促进各区水体与阿科蔓的有效接触。

●投放滤食性鱼类，完善水生生物链，促进水生生态系统发展。

③阿科蔓选用A、阿科蔓用量该湖BDF阿科蔓的平均用量参数确定为85m3/m2，阿科蔓总用量为：5880m2。

B、布置原则CBD湖阿科蔓布置示意如图所示，阿科蔓主要布置在以下区域：●人工湖近岸区，形成沿岸防护带。

●CBD湖中心区。

由于水体面积较大，设置中心治理区能够均衡水质维护效果，尽可能地使阿科蔓的作用覆盖全湖。

●栈道、观景亭底等隐蔽区域，尽量减少项目实施对湖体景观所造成的影响。

④循环系统A、循环系统的布置循环系统配合阿科蔓的布置，在CBD湖沿岸湖区、围绕喷泉的中心湖区形成环状布置，通过湖水的交换，使更大范围的湖水接触到阿科蔓。

B、循环系统的安装方式循环系统的安装方式为近抽远排，即泵抽取所在区域的湖水，通过铸铁管排到20米以外的区域，通过一抽一排形成的负压驱动湖水流动，为了扩大每台泵的抽排范围，泵出水口用四通接成多管出水的方式。

3、治理效果工程实施至今已经有两年多没有换水了，水质保持在地表水Ⅲ标准。

水体保持清澈，透明度1米以上，多种观赏鱼生活悠然。

2006年9月各项指标列表采样点氨氮总氮总磷BOD5COD Cr COD Mn DO SS PH 透明度色度东南点140 5 中部110 5 西北角90 5 平均值113 5 所达标准Ⅰ类Ⅲ类Ⅰ类Ⅰ类Ⅰ类Ⅱ类――――6-9 ――――注：除pH值无量纲、透明度为cm、色度为度外，其余项目单位为mg/L以上检测结果表明：郑州CBD湖水质维护得很好，其中COD、氨氮、溶解氧三项达到地表水Ⅰ类，BOD、总氮达到地表水Ⅱ类，总磷也达到了Ⅲ类。