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水体生物修复

发布者:  发布时间:2005-12-20  浏览次数:3335

   水体修复概况:

  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、人体健康造成了严重的危害。对受污染的江河湖库水体进行修复,已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。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。

  目前采用的技术主要有三类:(1)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;(2)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;(3)生物方法,如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被,开发水体生物修复技术,是当前水环境技术的研究开发热点。

  生物修复即通过生物特别是微生物催化降解有机污染物,从而去除或消除环境污染的一个受控的过程,即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,从而使水体得到净化的技术。水体修复技术包括以微生物为处理功能核心的生物处理技术、具有复合生态系统的生态塘处理技术、以植物和微生物为主要处理功能体的湿地处理技术、土壤处理技术和河湖等自然净化能力的处理等。

  水体生物修复方法:

  1、生态塘处理法

  生态塘是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统。在太阳能(日光辐射提供能量)的推动下,通过生态塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水中的有机污染物进行降解和转化,最后不仅去除了污染物,而且以水生作物、水产的形式作为资源回收,净化的污水也作为再生水资源予以回收再用,使污水处理与利用结合起来,实现了污水处理资源化。

  人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、养鸭、养鹅等形成多条食物链。其中不仅有分解者生物、生产者生物,还有消费者生物,三者分工协作,对污水中的污染物进行更有效的处理与利用,并由此可形成许多条食物链,构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比,就可建立良好的生态平衡系统。污水进入这种生态塘中,其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化,而其降解的最终产物,一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源,以太阳能为初始能源,参与食物网中的新陈代谢过程,并从低营养级到高营养级逐级迁移转化,最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物,从而获得可观的经济效益。

  2、人工湿地处理技术

  人工湿地是近年来迅速发展的水体生物—生态修复技术,可处理多种工业废水,包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水,后又推广应用为雨水处理。这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。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(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。湿地对氮、磷的去除是将废水中的无机氮和磷作为植物生长过程中不可缺少的营养元素,可以直接被湿地中的植物吸收,用于植物蛋白质等有机体的合成,同样通过对植物的收割而将它们从废水和湿地中去除。

  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。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、湿地处理和地下渗滤生态处理等几种形式。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。