水體修復(fù)技術(shù)講解包含黑臭水體、水華、菁苔問題治理等

2022-08-25 16:17:43 0 雙良環(huán)境

　　在國民經(jīng)濟快速增長，人民群眾生活水平顯著提高的情況下，經(jīng)過不懈努力，環(huán)境保護工作取得很大進展，但水環(huán)境嚴峻形勢總體上仍沒有根本改變。主要是污染物排放量超過水環(huán)境承載能力，河道水污染，湖泊富營養(yǎng)化，生態(tài)破壞嚴重，生物多樣性減少，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，制約經(jīng)濟社會發(fā)展，危害人民健康，影響社會和環(huán)境安全。

　　今天我們給大家分享一篇有關(guān)水體修復(fù)的重量級資料，很適合收藏學(xué)習。

　　水體修復(fù)的概念和原則

　　水體修復(fù)：除了依靠水生生態(tài)系統(tǒng)本身的自適應(yīng)、自組織、自調(diào)節(jié)能力以外，采取人工的物理、化學(xué)和生物的方法，使水體恢復(fù)到原有的生態(tài)功能的過程。

　　原則：簡言之，經(jīng)濟上可行和技術(shù)上可行。

　　修復(fù)最后要達到的目的是：

　　1.重建水體受損傷前的物理條件;

　　2.恢復(fù)水體的化學(xué)狀況，截斷或減少污染源，清除水中化學(xué)污染物;

　　3.生物種類，包括重新引進已消失的土著種類，使生物類群多樣化。

　　水體修復(fù)分類按水體種類分：

　　河流水環(huán)境修復(fù)

　　地下水水環(huán)境修復(fù)

　　湖泊水庫水環(huán)境修復(fù)

　　海洋水環(huán)境修復(fù)

　　濕地水環(huán)境修復(fù)………

　　按水體所受到的污染可分為：

　　水體重金屬污染修復(fù)

　　水體富營養(yǎng)化修復(fù)

　　石油污染修復(fù)

　　POPs污染修復(fù)

　　城市景觀水體修復(fù)…

　　水體修復(fù)技術(shù)

　　01 物理修復(fù)技術(shù)

　　物理修復(fù)技術(shù)包括引水稀釋、底泥疏浚等。

　　引水稀釋

　　引水稀釋就是通過工程調(diào)水對污染水體進行稀釋，使水體在短時間內(nèi)達到相應(yīng)的水質(zhì)標準. 該方法能激活水流，增加流速，使水體中DO增加，水生微生物、植物的數(shù)量和種類也相應(yīng)增加，從而達到凈化水質(zhì)的目的。

　　我國的黃浦江曾使用過此方法，而且效果較好。但引水稀釋對引水水域和引入水水域有一定的負面影響，會導(dǎo)致兩水域生態(tài)體系發(fā)生變化。因此，引水稀釋只能是一種救急方法或水體污染治理的輔助手段。

　　底泥疏浚

　　污染底泥是水體污染的潛在污染源，在水體環(huán)境發(fā)生變化時，底泥中的營養(yǎng)鹽會重新釋放出水體。對于類似太湖這種寬淺型湖體，底泥是不可忽視的重要污染源。

　　底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴重的河段、湖泊進行疏浚、清淤，恢復(fù)河流和湖泊的正常功能。

　　我國許多湖泊及中小河流，如上海的蘇州河、南京的秦淮河、云南的滇池及長江三角洲的太湖等，都使用過該技術(shù)。

　　底泥清污存在的問題：⑴成本高 ⑵不能從根本上解決問題，控制外源污染才是關(guān)鍵。

　　物理修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢：

　　由于物理修復(fù)技術(shù)存在暫時性、不穩(wěn)定性以及治標不治本等缺點，所以與生物和化學(xué)技術(shù)相結(jié)合是物理修復(fù)技術(shù)以后的發(fā)展趨勢。

　　02 化學(xué)修復(fù)技術(shù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀：

　　化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指通過化學(xué)手段處理被污染水體達到去除水體中污染物的一種方法。如治理湖泊酸化可投加生石灰;抑制藻類大量繁殖可投加殺藻劑;如除磷可投加鐵鹽等。

　　例子：Bruning等利用EDTA(乙二胺四乙酸)和PDA(嘧啶-2,6-乙酰乙酸)來萃取底泥中的重金屬，結(jié)果表明，利用0.1M的EDTA，對Zn的最高去除率可達70%，Pb的最高去除率為30%

　　化學(xué)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢：

　　化學(xué)修復(fù)技術(shù)具有費用高、易造成二次污染等缺點，如使用硫酸銅的化學(xué)除藻方法會大量殺死微生物而破壞水體的生物系統(tǒng)。故高效、廉價、安全的藥劑的研制(如絮凝劑的研制)和與生物技術(shù)相結(jié)合是化學(xué)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)在以及將來的發(fā)展方向。

　　03 水體生物修復(fù)技術(shù)

　　水體的生物修復(fù)技術(shù)是新近發(fā)展起來的一項清潔環(huán)境的低投資、高效益，便于應(yīng)用、發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d技術(shù)，它利用特定生物(主要是微生物)對水體中污染物的吸收、轉(zhuǎn)化或降解，達到減緩或最終消除水體污染、恢復(fù)水體生態(tài)功能的生物措施。

　　從生物的選擇和培養(yǎng)應(yīng)用上來分主要包括直接投加微生物技術(shù)、培養(yǎng)微生物技術(shù)和高等生物修復(fù)技術(shù)等。

　　直接投加微生物技術(shù)

　　這種技術(shù)適用于當水體中污染物的降解菌很少甚至沒有，在現(xiàn)場富集培養(yǎng)降解菌存在一定難度時的情況，它是通過向水環(huán)境中引入菌種來實現(xiàn)的。其微生物的來源有土著微生物、外來微生物和基因工程菌。

　　培養(yǎng)微生物技術(shù)

　　這是一種污染水體的微生物強化修復(fù)技術(shù)，它通過向水體中投加營養(yǎng)物質(zhì)、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質(zhì)等物質(zhì)來強化水環(huán)境中本身具有降解污染物能力的微生物(即土著微生物)的生存環(huán)境，從而達到激活土著微生物，使土著微生物對污染物的降解能力充分發(fā)揮，從而達到水體修復(fù)的目的。其中通過投加營養(yǎng)物激發(fā)水體微生物的技術(shù)效果非常明顯，營養(yǎng)物(激活劑)的組分含有維生素、脂肪酸、氨基酸等，它們在微生物的新陳代謝中起到重要作用。

　　投加共代謝基質(zhì)的方法:

　　傳統(tǒng)的曝氣充氧技術(shù)，該技術(shù)根據(jù)污染水體缺氧的特點(這里氧為共代謝基質(zhì))，人工向水體中充入空氣(或氧氣)，加速水體復(fù)氧過程，促使水體中好氧微生物大量繁殖，快速的消耗水體中的有機物，從而改善河流的水質(zhì)狀況。該技術(shù)由于設(shè)備簡單、易于操作而被許多國家優(yōu)先選用。

　　高等生物修復(fù)技術(shù)

　　由于水生植物對污染水體有一定的凈化能力，因此，在污染水體中種植對污染物吸收能力強且耐受性好的植物，能夠?qū)λw中的污染物進行吸附、吸收、富集和降解等作用，從而實現(xiàn)將水體中污染物的去除或固定，達到水體修復(fù)的目的。植物對污染物可通過根系吸收，也可以直接經(jīng)莖、葉等器官的體表吸收。常用于水體修復(fù)的植物有鳳眼蓮(即水葫蘆)、蘆葦、香蒲、喜旱蓮子草、水芹、浮萍、菱、菖蒲等等

　　植物修復(fù)不足之處：一些植物在富營養(yǎng)化水體中生長迅速，若收集不及時，可降低水體中的溶解氧，加劇水體富營養(yǎng)化，產(chǎn)生負面效應(yīng)。

　　與傳統(tǒng)的物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)相比，生物修復(fù)技術(shù)具有以下特點：

　　(1) 費用省，僅為現(xiàn)有環(huán)境工程技術(shù)的幾分之一;

　　(2)環(huán)境影響小，不會形成二次污染或?qū)е挛廴疚锏霓D(zhuǎn)移;

　　(3)可最大限度地降低污染物濃度。

　　生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展趨勢：

　　高效、無二次污染的生物處理技術(shù)及產(chǎn)品的開發(fā)研究，尤其是對具有特殊分解能力的菌種的培養(yǎng)篩選也將成為河流湖泊防治技術(shù)的發(fā)展趨勢。另外，隨著河流湖泊水體富營養(yǎng)化問題的日趨嚴重，以脫氮除磷為主要目標的植物修復(fù)技術(shù)將成為河流湖泊污染治理的熱點，尤其在城市內(nèi)河污染水體的治理中將發(fā)揮重要作用。

　　水體修復(fù)中若干常見問題01 黑臭問題1、現(xiàn)象

　　水呈黑色或棕黑色;有嚴重的腥臭味;透明度很低、溶解氧也很低甚至為零、PH也很低，水面上常會冒氣泡，并常會漂浮著一塊塊黑色的底泥表層的剝離物、嚴重時水體缺乏脊椎動物甚至軟體動物的生存條件或者引起大量死亡。

　　2、原因

　　水體發(fā)臭主要是有機污染物發(fā)生生物作用的結(jié)果。當水中有機碳、有機氮及有機磷極為豐富時，無論水中是否有充分的溶解氧，只要在合適的水溫下，都將受到好氧或厭氧微生物的降解，產(chǎn)生各種不同的發(fā)黑發(fā)臭物質(zhì)。發(fā)生這種現(xiàn)象的水域一般說來是：

　?、?、缺乏固定的補充水源，一潭死水;

　?、凇⒂型鈦淼奈廴驹?點源或面源)

　?、邸⒂捎谑車乐氐挠袡C污染，而有機物的分解消耗大量的氧氣，常使這類水體處于缺氧的狀態(tài)，污染物在厭氧條件下分解產(chǎn)生一些低價的氧化物如亞鐵類、亞錳類、低價硫鹽等棕黑色的懸浮顆粒及硫化氫、甲烷、游離氨等帶臭味的氣體，水質(zhì)發(fā)生惡性循環(huán);

　?、?、因水體環(huán)境條件惡劣，使水中的菌相和藻相都不合理，有益微生物群處于弱勢。

　　3、措施

　?、?、切斷污染源;

　　②、引水換水;

　?、邸⑷コ蠈痈∧?。

　　若無清潔水源及無法去除上層浮泥的情況下，可采取下列辦法:

　?、?、污染源必須切斷

　?、?、若水的PH值偏低，應(yīng)先調(diào)節(jié)PH值，使之上升到7.5-8.0、因為此范圍的PH值能使微生物維持在較高的脫氮水平。

　?、?、增氧：特別是底層增氧，為好氧微生物創(chuàng)造生存條件。酸性及厭氧環(huán)境容易促進底泥磷的釋放。增加水體中的營養(yǎng)負荷。

　?、?、投加水改劑：如強力去氨氮劑、天然有機物螯合劑、復(fù)合微生物制劑、水質(zhì)澄清劑、去磷、去氮劑等

　?、?、采用浮島技術(shù)及適當移入水生動植物，實現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。

　?、蕖⑹褂枚喙δ芩|(zhì)凈化機。

　?、?、采用生物膜技術(shù)。

　　⑧、投加合適的微生物制劑。

　　02 水華問題1、現(xiàn)象

　　水體呈現(xiàn)濃厚的深綠色或棕黑色，水體表面復(fù)盍著一層綠色、棕色或棕紅色的藻類層。使水體的景觀效果喪失殆盡。

　　2、原因

　　水中營養(yǎng)物質(zhì)極為豐富，造成藻類過量繁殖。形成水華的藻類有微囊藻、魚腥藻、水花束絲藻、裸藻、硅藻等。因形成水華的藻種不同所呈現(xiàn)的顏色也不同。微囊藻、魚腥藻形成的水華呈綠色;水花束絲藻形成的水華暗綠色;裸藻水華呈紅棕色等。

　　3、措施

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　?、?、使用多功能水質(zhì)凈化機。

　　③、化學(xué)除藻法或使用生物型艾可清控藻劑，使用一次效果可保持2.5-3個月，對蘭藻形成的水華效果特別明顯。因為控藻劑中的生物能吞食蘭藻。

　?、?、配置適當?shù)乃参锇ㄍλ参?、浮葉植物、沉水植物以及建造浮島。

　　⑤、采用絮凝過濾裝置(包括過濾床)，脫磷，除藻。

　?、?、運用生物膜技術(shù)，

　?、?、運用生物投菌技術(shù)

　　⑧、合理放養(yǎng)濾食性魚類和螺、蚌類等水生動物。據(jù)研究白鰱對魚腥藻的利用率可達35%以上。

　?、帷⒉捎脷飧〖夹g(shù)

　　03 菁苔問題1、現(xiàn)象

　　在水質(zhì)較清、水深較淺又不太流動的水域或者是在水草上面著生一種絲狀的，形如棉花一樣的綠色藻類。

　　2、措施

　?、?、在無水草又無魚類的水體可直接投加硫酸銅或殺菌滅藻劑(用量需準確計算)

　?、?、在有魚類而無水草的水體，可按比例投加殺菁苔劑

　?、邸⒃谟兴菪枰Ｗo的水域，可用石灰加草木灰合劑或潑石膏水。

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　　(1)國內(nèi)成功修復(fù)底泥、水體的例子還不多見，仿效發(fā)達國家那樣花大量資金用于疏浚和污泥處理來修復(fù)底泥還不現(xiàn)實，而化學(xué)修復(fù)又容易造成二次污染，不利于環(huán)境治理的可持續(xù)發(fā)展。

　　(2)生物修復(fù)技術(shù)以其特有的優(yōu)點引起了人們的極大關(guān)注。大力發(fā)展生物修復(fù)技術(shù)如高等植物對重金屬的累積、開展生物菌工程的研究是一條切實可行的途徑。

　　(3)集多種修復(fù)手段為一體，將物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)有機結(jié)合。

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