CN104724835B

CN104724835B - 同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法及其装置

Info

Publication number: CN104724835B
Application number: CN201510119891.7A
Authority: CN
Inventors: 杨嘉利; 吴永红; 王逢武
Original assignee: Institute of Soil Science of CAS
Current assignee: Institute of Soil Science of CAS
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2035-03-18
Also published as: CN104724835A

Abstract

同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法及其装置：⑴.周丛生物富集与培养：将购置的弹性填料消毒后，放置在提取的自然农田水体中，富集、培养周丛生物；⑵.周丛生物接种至周丛生物反应器；⑶.设置在周丛生物反应装置厌氧反应池与好氧反应池中的单极周丛生物反应器调试运行：周丛生物反应装置的好氧反应池（好氧段）为负压，水与周丛生物产生反应，重金属物质被转化、吸附和吸收；⑷.多级周丛生物反应器水质净化：将多个单极周丛生物反应器布设串联，提高进水负荷，减少停留时间，增加去除多种重金属效率。本发明方法具有简单、易行，不发生“中毒”现象等特点，尤其具有去除农业面源污水中多种重金属的特点。

Description

同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法及其装置

技术领域

本发明属于生态与环境保护领域，涉及农业面源污染领域，尤其涉及一种利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法。本发明还涉及这种方法所使用的设备：周丛生物反应装置。

背景技术

重金属污染是危害最大的水污染问题之一。重金属通过矿山开采、金属冶炼、金属加工及化工生产废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源,以及地质侵蚀、风化等天然源形式进入水体。这些重金属废水如果未经有效处理就排放到自然环境，很容易在生物体内富集，并沿着食物链产生放大效应，最终对高居食物链顶端的人类构成健康威胁。重金属污染具有以下特征：

(1).毒性强。一般，重金属浓度在1.0～10mgL^-1时，即可产生毒性；毒性较强的汞、镉等在0.001～0.1mgL^-1时即具有毒害作用。

(2).难降解。重金属不能降解，只能通过改变其化合价和化合物种类，来保持稳定性或降低毒性；但是在微生物的作用下，也可能转化为毒性更强的有机化合物，如无机汞在天然水体中，可以被微生物转化为毒性更强的甲基汞。

(3).易富集。重金属可以沿着食物链，成千上万倍地在生物体富集，因而容易在人体器官中积累，导致中毒。例如，淡水鱼可富集汞1000倍、镉3000倍、砷330倍、铬200倍等；藻类对汞的富集可达1000倍、铬4000倍。

(4).毒性久。重金属进入生物体以后，不以离子的形式存在，而是与体内有机成分(蛋白质、核酸、维生素、激素等)结合成金属络合物或螯合物，这些金属络合物或螯合物在生物体内不易排出，因而具有长期毒害效应。

目前，重金属废水处理方法主要有三种:第一种化学法，通过化学反应将重金属离子去除的方法，包括化学沉淀法、化学还原法、电化学和高分子重金属捕集剂法等。第二种物理法，在不改变重金属离子化学形态的条件下，通过吸附、浓缩而分离的方法，包括吸附法、溶剂萃取法、蒸发和凝固法、离子交换法和膜分离法等。第三类是生物法，主要是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除重金属的方法，包括生物絮凝、植物修复和生物吸附。这些方法可望获得较好的处理效果，但普遍存在二次污染重、处理成本高、应用规模小、对低浓度重金属处理效果差等缺点，因而难于在生产中实现规模化应用。

例如，化学沉淀法，广泛应用于工业重金属废水处理中比较有效的方法，是向水体中投加化学药品，通过沉淀反应去除重金属离子的方法，主要包括氢氧化物沉淀、硫化物沉淀和铁氧体法。但若操作中pH值若控制不当，重金属离子将会再次溶解;对稀溶液中重金属去除效果不好；同时沉淀体积量大、含水率高、过滤困难，易造成二次污染。而物理方法中，吸附法较为常见，吸附法是利用一些多孔性物质为吸附剂去除废水中重金属离子的方法。但吸附法主要是非选择性吸附，从而对重金属污染物的去除不具备选择性，无法针对特殊的废水去除特定的重金属离子。发明专利（CN201410420016、CN102600777A、CN102583619A、CN104289185A）都对重金属离子吸附剂的制备进行改良，有纳米铁球吸附剂，也有植物生物质复合吸附剂等，这些吸附剂制作成本较高，不易推广，最为致命的缺点是这些吸附材料在长期的使用过程中容易杜塞，造成重金属去除效率的不稳定，甚至产生二次污染。

生物法则是最近比较新起的一种，也是一种环境友好型的方法。按照生物构成分类，目前生物法去除重金属的方法包括两类，一是利用大型植物（或称超富集植物）来去除污水中的重金属，二是利用微生物来固定污水中的重金属。在实际污水处理工程中，微生物的方法应用更为广泛。其中，生物膜法是一种重要的利用微生物去除污水中重金属的方法，它是依靠附着在载体上的微生物群落吸收和吸附污水中的重金属达到水质净化的效果。通过调研，现在将去除污水中重金属的典型生物方法（尤其涉及微型生物的方法）归纳如下：

微曝气强化生态浮床（专利申请号：CN201410553914）根据微曝气强化生态浮床使用的实际情况，搭建完整的微曝气强化生态浮床装置，，利用空压机和空气流量计组合控制曝气量，在操作上较为简便，而且运行较为稳定，而且避免了由于曝气量过大带来的能源损耗，起到了节能的作用。

基于投加药剂（结构态铁）的多级逆流反应一体化装置（专利申请号：CN201410550568）同步去除多种重金属离子的方法，预处理后的重金属废水通入结构态铁-立式多级反应系统，根据废水的性质以及其中重金属的种类和浓度采用适宜的反应器级数；药剂通过与废水按逆流混合的方式在反应器的混合反应池内充分接触、搅拌反应，然后溶液进入该级反应器的沉淀池实现固液分离；分离后的上清液经检测达到排放标准，则出水排放；若出水未达到排放标准，则继续进入下一级反应器，重复处理污水，直至出水达标。

修复地下水中重金属砷和镉的方法和装置（专利申请号：CN201410529859和CN201410529793）所述经水泵抽提的地下水由进水口进入沉淀区经搅拌，将部分砷、镉与水体分离，加入絮凝剂，随后进入浓缩区，在挡水隔板和半渗透膜（或碱性阴离子树脂和离子交换区）的作用下，部分砷、镉浓缩并与地下水水体分离，随后进入微电解区将地下水进行电解，进一步对水质中砷、镉进行处理。后通入离子交换区，再出水，出水树脂砷、镉去除率达90%以上。

生物吸附剂、固定床反应器（专利申请号：CN201410487854）提供了一种用于重金属污水处理的生物吸附剂，由双孢菇改性制备得到，用于吸附污水中的重金属离子，吸附容量高且再生后吸附容量无明显下降。还提供了一种用于重金属污水处理的固定床反应器、重金属污水的处理方法。

利用积雪草和微生物联合去除土壤或水体中重金属的方法（专利申请号：CN201410365418）公开了一种利用积雪草和微生物联合去除土壤或水体中重金属的方法，所述方法包括：在含有重金属的土壤或水体中种植积雪草；定期收割积雪草并保留积雪草在土壤或水体中的部分；将哈茨木霉菌菌液接种到积雪草根部。本发明能够同时去除受污染土壤或水体中的铅、锌、镉。

一种培养紫纹羽卷担菌菌皮去除水体中重金属的方法（专利申请号：CN201410315337）提供了一种培养紫纹羽卷担菌菌皮去除水体中重金属的方法，首先准备紫纹羽卷担菌种；菌种培养；分别培养三级液体菌种和三级固体菌种；吸附培养料制作；重金属污水处理；菌皮和废弃培养料的厌氧液化处理；重金属回收；水体中紫纹羽卷担菌菌丝体的杀灭。本发明的有益效果是治理含有重金属离子的污染水成本且不会造成水体的二次污染，但是由于其单一的微生物构成，一单遇到成分复杂（如含多种重金属）的面源污水时，可能会发生微生物中毒现象。

一种去除畜禽养殖废水中重金属的方法（专利申请号：CN201410267949）公开了一种去除畜禽养殖废水中重金属的方法，属于禽畜养殖业废水处理技术领域。本发明通过先将畜禽养殖废水A混合均匀后，再经过填料层充分吸附，充分净化后即得去除禽畜养殖废水中的重金属Cd²⁺、Cr⁶⁺、Cu²⁺、Mn²⁺后的畜禽养殖废水。本发明操作简单，不消耗动力，可大大节省运行成本。该方法可用于人工湿地进行畜禽养殖废水的深度处理，可使整个人工湿地污水处理系统更加高效，且占地面积小便于移动，更适用于土地资源紧张的发达地区。

一种去除污水中重金属的处理装置及其处理方法（专利申请号：CN201410248353）提供一种去除污水中重金属的处理装置及处理方法，包括一罐体，所述罐体底部连接有进水管，罐体上端连接有出水管，所述罐体内由下至上依次设有砂石初滤层、微生物吸附层、滤布及颗粒活性炭吸附层，所述微生物吸附层设有表面附着有微生物的球体。本发明具有以下有益效果：本发明克服了传统去除金属离子方法存在成本高、操作复杂、难以对低浓度废水进行处理等缺点，但利用的吸附层存在被杜塞的风险。

一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺（专利申请号：CN201410200039）公开了一种重金属废水三级处理与深度净化回用工艺，包括沉降部分与回用部分，沉降部分采用三级沉降步骤进行固液分离和酸碱调节，回用部分包括两级回用步骤，分别采用过滤和膜处理系统进行处理，产出的净化水进行循环利用。能够有效的提高净化水的内部回用率，提高重金属废水中的重金属离子的去除率，避免对环境造成污染，节约药剂成本。

虽然，这些代表性的反应器在一定程度上很好地净化了污水，保护了环境。但是这些反应器主要依靠单一的微生物群落或者少数几种优势微生物群落，难以高效去除成分复杂、排放规律不稳定、排放强度不确定的农业面源污水中的多种重金属。由于农业面源污水的复杂性，单一或少数几种微生物构成的反应器可能还会造成“中毒”现象。并且由于需要维持单一或少数几种微生物群落的“纯度”或优势地位，这些生物反应器运行和制作成本较高，需要较多的后期投入。同时这些反应器在实施过程中或多或少都会添加一些化学试剂，对环境带来危害，或者，个别植物（如积雪草）生长受到地域的限制，其应用范围受到很大的局限性，更不适合在农业面源污水中应用。因此，需要探索和培育一种由多种微生物群落共存的生物系统，利用这种复杂的生物系统同步去除面源污水中的多种重金属。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法。本发明可以生产自我生存和自我循环利用的周丛生物，这种周丛生物微生物群落组成复杂，一般由微藻、细菌、真菌、放线菌、原生动物、后生动物等生物聚集体及其非生物物质构成，并且周丛生物表面还携带了多种矿质、双电层结构，能够同时去除多种重金属。这是一种新的设计与建设模式，它能达到同步培养自养和异养微生物群落，去除多种重金属的双重目的。本发明以去除农田系统农业面源污水中的多种重金属为目标，采用“分区、分级”和“先驯化周丛生物，再固定化周丛生物，生物反应器构建”的工作思路，依据“进水-初沉-好氧（光照）-厌氧（光照）-溢流-出水”的工艺路线进行设计。本发明还提供这种方法所使用的设备：周丛生物反应装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，包括如下步骤：

⑴. 周丛生物富集与培养：将购置的弹性填料消毒后，放置在提取的自然农田水体中，在光照强度2500-50000Lux、温度为15-45℃条件下富集、培养周丛生物；

⑵. 周丛生物接种至周丛生物反应器，该周丛生物反应器设置在周丛生物反应装置中：该周丛生物反应装置中，按照水流顺序依为厌氧反应池、好氧反应池和沉淀池；其中厌氧反应池与好氧反应池中设有光源和周丛生物反应器，该周丛生物反应器由一组螺旋形的蛇形管组成；在好氧反应池中设有曝气机构。

⑶.设置在周丛生物反应装置厌氧反应池与好氧反应池中的单极周丛生物反应器调试运行：将周丛生物反应器固定于浮体上，使得周丛生物反应器入水口刚好至于水面，在曝气情况下水流入周丛生物反应器中，周丛生物反应装置的好氧反应池（好氧段）为负压，水与周丛生物产生反应，重金属物质被转化、吸附和吸收；

⑷. 多级周丛生物反应器水质净化：将多个单极周丛生物反应器布设串联，提高进水负荷，减少停留时间，增加去除多种重金属效率。

进一步的技术方案包括：

步骤⑴中的弹性填料的要大小一致，在水中分布均匀。同时要按时添加WC培养液，促进生物膜生长。其中WC培养液配方为：

序号	组份	用量(mL/L)	母液浓度(g/L)	最终浓度(mM)
					1	NaNO₃	1	85.1	1
2	CaCl₂·2H₂O	1	36.76	0.25
					3	MgSO₄·7H₂O	1	36.97	0.15
4	NaHCO₃	1	12.6	0.15
					5	NaSiO₃·9H₂O	1	28.42	0.1
6	K₂HPO₄	1	8.71	0.05
					7	H₃BO₃	1	24	0.39
8	WC微量元素溶液	1	※
					9	VB₁₂溶液	1	※
10	硫胺素溶液	1	※
					11	生物素溶液	1	※

其中WC微量元素溶液母液配方为：Na₂EDTA·2H₂O 4.36g、FeCl₃·6H₂O 3.15g、CuSO₄·5H₂O 2.5g、ZnSO₄·7H₂O 22g、CoCl₂·6H₂O 10g、MnCl₂·4H₂O 180g、Na₃VO₄ 18g、Na₂MoO₄ ·2H₂O 6.3g、蒸馏水1 L；VB₁₂溶液母液、硫胺素溶液母液和生物素溶液母液分别为27mg VB₁₂、67mg硫胺素和2400mg生物素分别溶于200mL HEPES缓冲液（2.4g/200mL dH₂O, pH7.8）中。

步骤⑴所述的周丛生物富集与培养，用于富集和培养周丛生物的田面水需要含有藻类、细菌、放线菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物，因此，在富集的周丛生物其“种源”实际上来源于所取的田面水。不同地点采集的富营养化水，其培养的周丛生物微生物群落组成可能不同，其对重金属的去除效果也存在差异，但去除重金属的趋势相似。大量实验证明：本发明实施地点的不同、周丛生物微生物群落组成的差异等因素，均不会影响本发明的实施效果。

步骤⑵将周丛生物接种至周丛生物反应器，总体上，周丛生物反应器是由一组螺旋形的蛇形管组成，蛇形管内径控制在0.5 mm ~ 4.0 mm之间；反应器中的厌氧反应池水体中溶解氧含量保持在0.2mg/L以下；好氧反应池水体中溶解氧含量保持在6.0mg/L以上；光源布设在水面以下，由普通白炽防水灯具构成，光照强度2500-5000Lux；曝气机构由养鱼泵（即小型曝气泵）构成。

进一步地，步骤⑵中周丛生物接种到周丛生物反应器具体步骤为：取适量富集了周丛生物的水（步骤⑴中），放入周丛生物反应器中，富集了周丛生物的水的接入量为周丛生物反应器总体积的0.5-5%，在周丛生物反应器中继续扩大培养，直至覆盖周丛生物反应器的表层。

步骤⑶中，通过调节浮体和单极周丛生物反应器重量，调节周丛生物反应器的水力负荷和停留时间，水力停留时间一般设置在12-24小时；当河水重金属含量多，水力停留时间一般设置在24-48小时。即，一般富营养化指数界于30与50之间时，水力停留时间设置在12-24小时；富营养化指数界于50与70之间时，水力停留时间一般设置在24-48小时；富营养化指数大于70时，水力停留时间一般设置在48-72小时。

步骤(4)所述的多级周丛生物反应器水质净化，可以用于农业汇水区或农田水层中。在雨季时（一般为夏季）将周丛生物反应器从水层中取出，放置在室内阴凉之处（温度低于15℃），以保证周丛生物微生物活性，避免下一季使用周丛生物反应器净化农田时需要再次驯化微生物。

进一步地，步骤⑷中每50平米水面布设一个多级周丛生物反应器，根据重金属污染状况，级数在15-50之间调节。

周丛生物处理装置中周丛生物的后期处置：将周丛生物反应器中的周丛生物取出来，收集在一起，做无害化处理；也可以进一步收集其中的重金属，加以利用。

完成本申请第二个发明任务的技术方案是，上述方法所使用的周丛生物反应装置，该周丛生物反应装置中，按照水流顺序依为厌氧反应池、好氧反应池和沉淀池；其中厌氧反应池与好氧反应池中设有光源和周丛生物反应器，该周丛生物反应器由一组螺旋形的蛇形管组成；在好氧反应池中设有曝气机构。

周丛生物反应器螺旋形的蛇形管内径，控制在0.5 mm ~ 4.0 mm之间。

本发明实施前后技术效果如下（采样12次的平均结果）：实施前，水体中含有高浓度的重金属Cu和Cd，本发明的周丛生物反应装置应用后，重金属浓度降低，对Cu削减率达40~90％，对Cd削减率达50~90%。

本发明方法简单、易行，在去除农田水体的重金属效果好。与传统的重金属吸附去除技术（如人工浮床、添加化学药剂以及单一或少数几种微生物构建的生物反应器等）相比，本发明的方法具有效果稳定、处理效率不受低温影响、建设成本低、运行成本低、不会发生“中毒”现象等特点，尤其具有去除农业面源污水中多种重金属的特点。对Cu和Cd富集率大，超过常见的超富集植物。发明的周丛生物具有一次投入、多年使用的特点，驯化的周丛生物可以长期使用，并可繁衍性质类似的微生物种群，进一步减低运行成本。另外，周丛生物反应器应用期间，不会影响水田等农业汇水区的正常使用，便于大范围推广应用。另外，由于周丛生物是固定在物理的反应器中，生物反应器能够很好地固定多种微生物群落，调节微生物组成结构，还可以通过调节反应器的设置，控制复合微生物群落的生长速度和生物量。

附图说明

图1为本发明周丛生物反应装置的结构图；

图2为本发明重金属Cu和Cd的去除率曲线图；

图3为本发明重金属Cu和Cd在周丛生物中的富集量柱状图。

具体实施方式

下面结合图2详述本发明的技术方案。其中，初沉淀池1，厌氧反应池2，好氧反应池3，溢流池4，出水口5，光源6，泵7，曝气机构8。

利用周丛生物反应器去除水体重金属的方法，包括如下步骤：

⑴.周丛生物富集与培养：将购置的弹性填料消毒后，放置在提取的自然农田水体中，在光照强度2500-5000Lux、温度为15-45℃条件下富集、培养周丛生物；

⑵.周丛生物接种至反应器：周丛生物反应装置包括1、初沉淀池2、厌氧反应池3、好氧反应池4、溢流池5、出水口6、光源7、泵 8、曝气装置

⑶.周丛生物反应器调试运行：将周丛生物反应器固定于浮体上，使得反应器入水口刚好至于水面，在曝气情况下水流入反应器中，反应器好氧段为负压，水与周丛生物产生反应，重金属物质被转化、降解、吸附和吸收；

⑷.周丛生物反应器串联及重金属污水水质净化：将多个周丛生物反应器布设在农田水体中，去除农田里的重金属。

实施例1：

江苏常熟市辛庄镇临街农田是一个典型的重金属污染区域，遭受多种重金属的污染，包括铜（Cu）、镉（Cd）等重金属。为减少这种复合重金属的污染，利用本发明的周丛生物反应器进行修复。

以该稻田采集的水和微生物聚集体进行周丛生物富集与培养。将购置的弹性填料消毒后，放置在提取的自然农田水体中，在光照强度为3600Lux、温度为28℃条件下富集、培养周丛生物；

周丛生物接种至反应器，蛇形反应器内径为2.0 mm，将这种农田中的面源污水依次进入反应器的初沉淀池、厌氧反应池、好氧反应池、溢流池，对周丛生物进行再富集和驯化。

在以上面源污水和培养条件下，对周丛生物反应器进行调试运行，将周丛生物反应器固定于浮体上，使得反应器入水口刚好至于水面，在曝气情况下水流入反应器中，反应器好氧段为负压，水与周丛生物产生反应。根据进水负荷，设置了3级串联的周丛生物反应器，放置在农田中进行农业面源污水中多种重金属的去除。

监测结果显示在周丛生物反应器应用期间，可以较好地净化农业面源污水，去除多种重金属，尤其可以很好去除农业面源污水中的铜和镉。周丛生物反应器应用后，对Cu削减率高达69％，对Cd削减率高达50%；对Cu的富集率达到342mg/kg，对Cd的富集率达到236mg/kgSS，超过常见超富集植物去除Cu和Cd的能力。

上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。

Claims

1. 一种利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，步骤如下：

⑵. 周丛生物接种至周丛生物反应器，该周丛生物反应器设置在周丛生物反应装置中：该周丛生物反应装置中，按照水流顺序依为厌氧反应池、好氧反应池和沉淀池；其中厌氧反应池与好氧反应池中设有光源和周丛生物反应器，该周丛生物反应器由一组螺旋形的蛇形管组成；在好氧反应池中设有曝气机构；

⑶.设置在周丛生物反应装置厌氧反应池与好氧反应池中的单极周丛生物反应器调试运行：将周丛生物反应器固定于浮体上，使得周丛生物反应器入水口刚好至于水面，在曝气情况下水流入周丛生物反应器中，周丛生物反应装置的好氧反应池为负压，水与周丛生物产生反应，重金属物质被转化、吸附和吸收；

⑷.多级周丛生物反应器水质净化：将多个单极周丛生物反应器布设串联，提高进水负荷，减少停留时间，增加去除多种重金属效率。

2. 根据权利要求1所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，步骤⑴中的弹性填料的要大小一致，在水中分布均匀；同时要按时添加WC培养液，促进生物膜生长：

其中WC培养液配方为：

其中WC培养液母液配方为：Na₂EDTA·2H₂O 4.36g、FeCl₃·6H₂O 3.15g、CuSO₄·5H₂O 2.5g、ZnSO₄·7H₂O 22g、CoCl₂·6H₂O 10g、MnCl₂·4H₂O 180g、Na₃VO₄ 18g、Na₂MoO₄ ·2H₂O 6.3g、蒸馏水1 L；VB₁₂溶液母液、硫胺素溶液母液和生物素溶液母液分别为27mg VB₁₂、67mg硫胺素和2400mg生物素分别溶于200mL 2.4g/200mL dH₂O, pH7.8的HEPES缓冲液中。

3. 根据权利要求1所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，步骤⑵将周丛生物接种至周丛生物反应器，该周丛生物反应器是由一组螺旋形的蛇形管组成，蛇形管内径控制在0.5 mm ~ 4.0 mm之间；反应器中的厌氧反应池水体中溶解氧含量保持在0.2mg/L以下；好氧反应池水体中溶解氧含量保持在6.0mg/L以上；光源布设在水面以下，由普通白炽防水灯具构成，光照强度2500-5000Lux；曝气机构由小型曝气泵构成。

4. 根据权利要求1所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，步骤⑵中周丛生物接种到周丛生物反应器具体步骤为：取适量富集了周丛生物的水，放入周丛生物反应器中，富集了周丛生物的水的接入量为周丛生物反应器总体积的0.5-5%，在周丛生物反应器中继续扩大培养，直至覆盖周丛生物反应器的表层。

5. 根据权利要求1所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，步骤⑶中，通过调节浮体和单极周丛生物反应器重量，调节周丛生物反应器的水力负荷和停留时间，水力停留时间一般设置在12-24小时；当河水重金属含量多，水力停留时间设置在24-48小时。

6. 根据权利要求1所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，在雨季时将周丛生物反应器从水层中取出，放置在室内温度低于15℃的阴凉之处，以保证周丛生物微生物活性。

7. 根据权利要求1-6之一所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法，其特征在于，步骤⑷中每50平米水面布设一个多级周丛生物反应器，根据重金属污染状况，级数在15-50之间调节。

8. 权利要求1所述的利用周丛生物反应器同步去除农业面源污水中多种重金属污染的方法所使用的周丛生物反应装置，其特征在于，该周丛生物反应装置中，按照水流顺序依为厌氧反应池、好氧反应池和沉淀池；其中厌氧反应池与好氧反应池中设有光源和周丛生物反应器，该周丛生物反应器由一组螺旋形的蛇形管组成；在好氧反应池中设有曝气机构。

9. 根据权利要求8所述的周丛生物反应装置，其特征在于，所述周丛生物反应器螺旋形的蛇形管内径，控制在0.5 mm ~ 4.0 mm之间。