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2020年生态生物方法水体修复技术

花匠小妙招
2024-11-07 08:33

1、生态生物方法水体修复技术摘要：利用植物或微生物对水体中的污染物进行处理从而使水体得到净化这一用生态生物的方法来修复水体的技术廉价实用适用我国江河湖库大范围的污水治理关键词：生态生物污染水体修复一、概述据2000年统计我国河流水质在11.4万km评价河长中符合和优于类水的河长占评价河长的58.7%比上年下降3.7%在评价的24个湖泊中9个湖泊水质符合或优于类水4个湖泊部分水体受到污染11个湖泊水严重污染其中太湖类水质断面占64%类水质断面占12%滇池水质劣于类处于富营养状态在评价的139座主要水库中有118座达到、类水质标准在未达到类水标准的水库中有8座劣于类在对93座水库进行营养化程度评价时处于中营养化状态的水库65座处于富营养化状态的水库14座这些情况说明我国江河湖库水体污染状况严重且有明显恶化趋势对受污染的江河湖库水体进行治理修复?是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要特别是南水北调东线沿线的治污工程量大面广需要的投资大寻找先进实用、造价低廉的技术迫在眉睫我国的江河湖库水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面另外湖泊水库蓝藻及赤潮给水域生态、人体健康也造成了严重危害对于富营

2、养化的控制发达国家以控制营养盐为主大多采取“高强度治污自然生态恢复”的技术路线即控制外源磷污染负荷并配合生态恢复措施在这方面已经取得较大成效去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题目前国际上采用的技术主要有三类：化学方法：如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等但是易造成二次污染；物理方法：疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等但往往治标不治本；生态生物方法：是国外近年来发展很快的一种新技术水体生态生物修复技术是按照自然界自身规律去恢复自然界的本来面貌强化自然界自身的自净能力去治理被污染水体这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路也是一条创新的技术路线生态生物污水处理技术是利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动对水中污染物进行转移、转化及降解作用从而使水体得到净化的技术具有处理效果好、工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点另外这种处理技术不向水体投放药剂不会形成二次污染还可以与绿化环境及景观改善相结合在治理区建设休闲和体育设施创造人与自然相融合的优美环境所以这种廉价实用技术预计适用我国江河湖库大范围的污水治理二、主要处理工艺方法生物处理技术包括好

3、氧处理、厌氧处理、厌氧好氧组合处理利用细菌、藻类、微型动物的生物处理利用湿地、土壤、河湖等自然净化能力处理等以下重点介绍几种针对江河湖库污染大水体的修复技术1.生物膜法处理技术生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纤维）为载体在其表面形成一种特殊的生物膜生物膜表面积大可为微生物提供较大的附着表面有利于加强对污染物的降解作用其反应过程是：基质向生物膜表面扩散在生物膜内部扩散微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应代谢生成物排出生物膜生物膜法主要工艺方法有生物廊道、生物滤池、生物接触氧化池等生物膜法具有较高的处理效率对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果它的有机负荷较高接触停留时间短减少占地面积节省投资此外运行管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题且耐冲击负荷日本、韩国等都有对江河大水体修复的工程实例2.人工湿地处理技术人工湿地的原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动或在床体表面流动在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（

4、如芦苇等）形成一个独特的动植物生态环境对污染水进行处理人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用可以很快地被截留进而被微生物利用；废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除随着处理过程的不断进行湿地床中的微生物也繁殖生长通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除由于这种处理系统的出水质量好适合于处理饮用水源或结合景观设计种植观赏植物改善风景区的水质状况其造价及运行费远低于常规处理技术这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地3.土地处理技术土地处理技术是一种古老、但行之有效的水处理技术它是以土地为处理设施利用土壤植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能达到某种程度对水的净化的目的土地处理系统可分为快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、湿地处理等几种形式国外的实践经验表明土地处理系统对于有机化合物尤其是有机氯和氨氮等有较好的去除效果德、法、荷等国均有成功的经验三、国外工程实例1.日本坂川古崎净化场位于日本江户川支流坂川古

5、崎净化场是采用生态生物方法对河道大水体进行修复的典型工程从1993年投入运行至今已有8年的运行历史观测结果表明河道污染水体的水质有了明显改善江户川是日本东京都和千叶县附近的主要河流从河道中引出70m3/s的流量为该地区城市、农业、工业供水其中城市供水占60%靠江户川下游的金町、古崎和栗山三个水厂为630万人供水坂川是江户川的一条支流在金町等三个水厂上游附近汇入江户川由于坂川河道治理不力大量生活污水排入坂川致使水质恶化BOD等指标严重超标同时浮游植物繁殖迅速坂川水质恶化直接对金町等三个水厂构成威胁居民对饮用水味道不佳多有怨言为治理坂川采取工程设施将坂川改道先流入古崎净化场经过古崎净化场后坂川的污染减少了60%70%处理过的河水流入称为松户川的新开人工渠道然后注入江户川古崎净化场是利用卵石接触氧化法对水体进行净化古崎净化场建在江户川的河滩地下充分节省了土地是地下廊道式的治污设施净化场结构十分简单主体结构是高4.5m、长28m的地下矩形廊道内部放置直径1540cm不等的卵石用水泵将河水泵入栅形进水口经导水结构后水流均匀平顺流入廊道另外有若干进气管将空气通入廊道内净化作用主要由以下三方面组成：

6、接触沉淀作用：污水经过卵石与卵石间的间隙水中的漂浮物触到卵石即沉淀；吸附作用：由于污染物自身的电子性质或由于卵石表面生物膜的微生物群产生的黏性而产生吸附作用；氧化分解作用：卵石表面形成一种生物膜生物膜的微生物把污染物作为食物吞噬然后分解成水和二氧化碳通过净化场后水质明显提高效果十分显著见表1其中BOD反映有机物的含量；SS反映浮游于水中的固体物造成水体浑浊；2MIB反映水中蓝藻类物质蓝藻类异常繁殖是造成水体腐臭的主要原因坂川的河水经改道注入古崎净化场后清洁的水流入新开的人工渠道松户川其设计理念颇有新意它一改传统设计形式不采用混凝土或块石衬砌的直线渠道而以微弯曲的河道形态岸坡间有大小卵石植有繁茂的芦苇和其他植物适于鲫鱼、?鱼等鱼类生长两岸种植树木适于鸟类栖息这种环境不但可以为居民提供一个与自然相融合的休闲环境而且对水体也能起进一步的净化作用松户川注入江户川后大大缓解了江户川的环境压力2.日本渡良濑蓄水池的人工湿地渡良濑蓄水池位于日本枥木县是一座人工挖掘的平原水库总库容2640万m3水面面积4.5km2水深6.5m左右平时为茨城县等6县市64万人口供水日供水量21.6万m3蓄水池周围是渡良

7、濑川的滞洪区汛期蓄水池能提供1000万m3的调洪库容随着近年来上游用水造成生活污水以及含氮、磷的水流入渡良濑蓄水池出现霉臭等水质问题为保护蓄水池的水质自1993年起在蓄水池一侧滞洪洼地上建人工湿地这是一座设有人工设施的芦苇荡将蓄水池的水引到芦苇荡通过吸附、沉淀及吸收作用去除水中的氮、磷及浮游植物达到对水体进行自然净化的目的这种净化过程循环进行确保蓄水池水质洁净类似医学上的对病人血液体外透析处理芦苇具有很好的净化功能污染物与其茎部接触产生沉淀作用芦苇的根部与茎部可吸收某些污染物另外附着在茎部上的微生物可对污染物产生吸附分解作用渡良濑人工湿地在蓄水池出水口建高3.5m、宽40m的充气式橡胶坝用以控制出水口水流经引水渠到达设于地下的泵站其所以设于地下是为满足景观的要求泵站安装单机流量为1.25m3/s的两台水泵?水体加压后流入箱形涵洞?再流入芦苇荡芦苇荡占地20hm2最大净化水体能力为2.5m3/s水流在芦苇荡中蜿蜒流动以增加净化效果遂从出口汇入集水池再回到蓄水池完成一次净化循环人工湿地内主要种植芦苇高23m此外还种植同属稻科的荻高为1.02.5m人工湿地建成后不仅水质得到改善动植物的生态系

8、统也得以极大改善生物多样性有所恢复见表2该人工湿地已经成为日本最大的芦苇荡也成为对居民、儿童进行环保及爱水教育的场所为净化渡良濑蓄水池的水体还在蓄水池中部建一批人工生态浮岛种植芦苇等植物其根系附着微生物可提供充足氧气并通过迁移、转化水中的氮、磷等物质降解水中有机质浮岛还设置为鱼类产卵用的产卵床也为小鱼设有栖身地水中的浮游植物成了鱼饵人工生态浮岛保证了蓄水池水质的洁净3.韩国良才川水质生态生物修复设施良才川是汉江的一条支流位于汉城的江南区由于河流地处住宅区加之治理不善良才川的水质受到较大污染也影响了汉江的水质1995年起主要采用生态生物方法治理良才川水质净化设施主体是设于河流一侧的地下生态生物净化装置采用卵石接触氧化法即强化自然状态下河流中的沉淀、吸附及氧化分解现象利用微生物的活动将污染物转化为二氧化碳和水净化设施日处理能力为32000t净化的工作流程如下：拦河橡胶坝（长18m、高1m）将河水拦截后引入带拦污栅的进水口水流经过进水自动阀经污物滤网进入污水管污水管连接有座污水孔墙污水孔墙两侧各有一座接触氧化槽（长20m、宽13.6m、高14.8m）共有8座污水从孔墙的孔中流入接触氧化槽氧化

9、槽中放置卵石污水通过氧化槽得到净化后分别流入座清水孔墙再汇集到清水出水管中由清水出口排入橡胶坝下游污水在接触氧化槽内被净化产生的主要作用是：接触沉淀、吸附和氧化分解作用与上述日本古崎净化场相比这种净化装置的主要优点是几乎不耗能运行成本很低该设施建成至今已6年治污效果显著见表3除接触氧化槽以外良才川的环境治理工程还包括恢复河流自然生态的方法即用石块、木桩、芦苇、柳树等天然材料进行护岸形成类似野生的自然环境同时种植菖蒲等植物恢复鱼类栖息环境适于鳜鱼等鱼类生长也为白鹭、野鸭等禽类群落生存创造条件又开辟散步、骑自行车小路和木桥等为居民提供与水亲近的自然环境摘要：利用植物或微生物对水体中的污染物进行处理从而使水体得到净化这一用生态生物的方法来修复水体的技术廉价实用适用我国江河湖库大范围的污水治理关键词：生态生物污染水体修复一、概述据2000年统计我国河流水质在11.4万km评价河长中符合和优于类水的河长占评价河长的58.7%比上年下降3.7%在评价的24个湖泊中9个湖泊水质符合或优于类水4个湖泊部分水体受到污染11个湖泊水严重污染其中太湖类水质断面占64%类水质断面占12%滇池水质劣于类处于富营养状态在评价的139座主要水库中有118座达到、类水质标准在未达到类水标准的水库中有8座劣于类在对93座水库进行营养化程度评价时处于中营养化状态的水库65座处于富营养化状态的水库14座这些情况说明我国江河湖库水体污染状况严重且有明显恶化趋势对受污染的江河湖库水体进行治理修复?是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要特别是南水北调东线沿线的治污工程量大面广需要的投资大寻找先进实用、造价低廉的技术迫在眉睫我国的江河湖库水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面另外湖泊水库蓝藻及赤潮给水域生态、人体健康也造成了严重危害对于富营养化的控制发达国家以控制营养盐为主大多采取“高强度治污自然生态恢复”的技术路线即控制外源磷污染负荷并配合生态恢复措施在这方面已经取得较大成效去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题目前国际上采用的技术主

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