水體修復技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

水體修復技術的研討現(xiàn)狀與開展趨勢陳姍姍〔05346017〕李曉佳〔05346025〕麥茵茵〔05346026〕張文琦〔05346033〕羅琦〔05346035〕環(huán)境修復工程:所修復的水體是環(huán)境的一部分,不能與環(huán)境別分開來,在修復水體過程中,需求維護周圍環(huán)境.即必需將環(huán)境要素融入技術中.環(huán)境修復工程和傳統(tǒng)的污水處置工程的不同之處:傳統(tǒng)的污水處置工程:處置對象可以從環(huán)境中分離出來水體修復技術物理修復技術化學修復技術生物修復技術水體修復技術普通可分為水體物理修復技術、水體化學修復技術和水體生物修復技術。目前在研討運用上普通以水體生物修復技術為主，水體物理修復技術、水體化學修復技術為輔。水體修復技術概略一、物理方法現(xiàn)狀：引水稀釋、底泥疏浚。引水稀釋就是經過工程調水對污染水體進展稀釋。使水體在短時間內到達相應的水質規(guī)范．該方法能激活水流，添加流速，使水體中DO添加，水生微生物、植物的數(shù)量和種類也相應添加，從而到達凈化水質的目的。底泥疏浚指對整條或部分堆積嚴重的河段、湖泊進展疏浚、清淤，恢復河流和湖泊的正常功能。趨勢：由于物理修復技術存在暫時性、不穩(wěn)定性以及治本不治本等缺陷，所以與生物和化學技術相結合是物理修復技術以后的開展趨勢。二、化學方法現(xiàn)狀：經過化學手段處置被污染水體到達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，抑制藻類大量繁衍可投加殺藻劑。如除磷可投加鐵鹽等．化學凈化法由于投加的是化學藥劑，因此不僅治理費用較高，而且還易呵斥二次污染．目前該方法主要用于酸化湖泊的治理。趨勢：化學修復技術具有費用高、易呵斥二次污染等缺陷，故高效、廉價、平安的藥劑的研制(如絮凝劑的研制和與生物技術相結合是化學修復技術如今以及未來的開展方向。三、生物方法現(xiàn)狀：已開發(fā)出多種有關污染水體生物修復的技術，從生物的選擇和培育運用上來分主要包括直接投加微生物技術、培育微生物技術和高等生物修復技術等；按其工程實施的方式來分主要有原位修復技術、異位修復技術和原位異位結合修復技術。趨勢:與傳統(tǒng)的化學、物理處置方法相比，生物修復技術有以下優(yōu)點污染物在原地被降解；修復時間較段；就地處置操作簡單，對周圍環(huán)境的干擾少；較少的修復資金，普通只為傳統(tǒng)的物理化學方法的30%到50%；人類直接暴露在這些污染物下的時機減少；不產生二次污染，遺留問題少的特點，是未來水體修復的重點開展趨勢。水生態(tài)修復技術運用現(xiàn)狀水生態(tài)修復技術是生態(tài)工程技術的一個分支，其根本含義是根據水生生態(tài)學及恢復生態(tài)學根本原理．對受損的水生態(tài)系統(tǒng)的構造進展修復，促進良性的生態(tài)演替．到達恢復受損生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)完好性的一種技術措施。根據水生態(tài)系統(tǒng)所受脅迫的主要類型進展分類：大體可劃分為兩類。〔一〕、污染水體生物生態(tài)治理技術概念：該類技術是利用培育的高等植物或培育、接種的微生物的生命代謝活動，對水體中污染物進展富集、轉化、吸收及降解而使水體凈化的技術．優(yōu)點：具有處置效果好、低耗能或不需耗能、工程造價相對較低、運轉本錢低廉以及不構成二次污染特點．強調對水質的凈化效果．主要用于受污染而失衡的自然水生生態(tài)系統(tǒng)的修復。制約要素：包括氣候條件、生物種類和物種引入、土地利用及運轉維護等。按照與水生態(tài)系統(tǒng)交融的程度大小：生物生態(tài)治理技術生物修復技術生態(tài)修復技術利用生物的新陳代謝對有機污染物及氮、磷營養(yǎng)物質的同化作用．將低濃度污染物進展富集轉化．到達治理污染水體的目的?；謴屯嘶鷳B(tài)系統(tǒng)構造中缺失的組分，到達重建水生態(tài)系統(tǒng)的良好構造．實現(xiàn)其功能的恢復，同時改善水質。異同1、生物修復技術固定化細菌技術河道內曝氣結合高效微生物處置修復技術生態(tài)浮床技術卵石床生物膜技術穩(wěn)定塘〔氧化塘〕技術生物過濾技術土地處置技術人工濕地技術2．生態(tài)修復技術生物支配技術沉水植物重建技術該類技術的特點是修復措施與退化水生態(tài)系統(tǒng)嚴密交融。對于我國淺水型湖泊的富營養(yǎng)化防治是一項運用潛力很大的技術。經過生物支配或沉水植物重建。減輕營養(yǎng)負荷的再懸浮程度。促使藻型富營養(yǎng)化水體向草型富營養(yǎng)化水體演替，抑制藍藻迸發(fā)，到達提高水質平安性的目的。目前，在我國太湖地域正在對這種技術進展實驗?！捕?、生態(tài)水利工程技術主要針對河流生態(tài)系統(tǒng)的修復，而且主要是小型河流。這一技術在歐美及日本正被推行運用，而在我國還處于典型實驗研討階段。1．河道修復技術2．河道內棲息地修復技術3．河岸修復技術4．流域內棲息地修復技術5．流域內土地利用修復技術廣州河道生物修復勝利案例黑臭河道水體：朝陽涌古廖涌

運用技術：底泥生物氧化水體生物修復河涌生態(tài)恢復目前我國城市水環(huán)境生物修復存在的問題重水體生物修復而忽視底泥生物修復重外源微生物投放而忽視土著微生物激活重單一措施而忽視綜合處置重污染源控制而忽視水環(huán)境生態(tài)恢復一、概略綜觀國內外任務，有關生物-生態(tài)修復的研討與運用大致可分三個方面：一是以運用微生物為主體的生物修復技術，美國、日本及國內一些生物工程公司的產品已進入運用實驗階段，在部分區(qū)域，特別是城市內河治理中不乏有勝利的例子；二是運用高等植物為主體的植物-生態(tài)修復技術，適用于大面積、低濃度的污染位點，由于植物修復是一個自然的過程，易為公眾接受；三是基于“食物鏈〞原理的生物支配技術，運用羅非魚、鰱魚及貝類等濾食性動物的放養(yǎng)及水體生物群落構造的優(yōu)化，對控制富營養(yǎng)化水體藍藻水華發(fā)揚了明顯的作用。

生物—生態(tài)修復技術被以為是21世紀我國生態(tài)環(huán)境維護領域最有價值和最具生命力的生物處置技術。其中的ESB水體修復技術〔生態(tài)演替式水體修復技術〕是一工程前世界上正在興起的突破性的一種水體修復技術。

開展前沿ESB水體修復技術是利用培育的植物、動物或培育接種的微生物的生命活動，對水體污染物進展轉移、轉化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術，還可以綠化環(huán)境及景觀改善結合起來，在治理區(qū)建立休閑和文娛設備，發(fā)明人與自然交融的優(yōu)美環(huán)境。ESB水體修復技術思緒是，消除爭氧物質，穩(wěn)定水體的高溶氧形狀，快速培植優(yōu)勢好氧微生物，打造生態(tài)根底，并經過水生動、植物定向培育、建立起人工生態(tài)，經過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復等特點，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

ESB水體修復技術微生物修復技術浮島技術水生動物恢復生態(tài)清淤技術生態(tài)復氧技術生態(tài)護提技術植物操控技術人工濕地技術水生動物恢復和重建技術ESB水體修復技術包括二、ESB水體修復技術效益展望1、經濟分析

ESB－生態(tài)演替式水體修復技術污水的消納本錢低。ESB－生態(tài)演替式水體修復技術假設生態(tài)修復的技術能進展全面推行的話，其工程本錢和維護費用可以大大降低，其投資效益非常明顯。

隨著河道水體生態(tài)系統(tǒng)的修復和城市水體生態(tài)景觀的構成，可進展休閑垂釣、河流水體旅游等商業(yè)用途的開發(fā)，以提河流水體本身經濟效益的產出，來籌集部分維護資金，減少長期支出河道維護費用的壓力，拓寬了水體治理的資金來源，使河道治理進入市場化和社會化。

2、社會效益

人類的一切活動都必需依托于所棲息的生態(tài)環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了生存維護系統(tǒng)，提供了從事各種活動所需的最根本的物質資源。經過生物修復可緩解因水污染給周邊商業(yè)、居住區(qū)域帶來的負面影響和環(huán)境壓力，還美化了環(huán)境，產生了良好的景觀效應。采用浮島種植的水生花卉清翠碧綠、顏色繽紛、艷麗奪目，呈現(xiàn)一片欣欣向榮的景象，構成一幅美麗的人工自然生態(tài)景觀，提升了城市的環(huán)境生態(tài)程度，普及河流生態(tài)知識、提高環(huán)保認識，具有極高的社會效益和環(huán)保效益。

3、應意圖義

ESB——生態(tài)演替式水體修復技術實施，詳細為采用耐污性強的活性微生物制劑，結合各種功能性水生植物的生物性能，運用陸生植物的水培技術和生物浮島技術、生物膜技術、復氧技術等綜合技術來分解、吸收水體的污染物質，利用濾食性水生動物的介入來轉移水體的污染物質，到達人工重建水生生態(tài)系統(tǒng)的目的，同時在治理過程中還可以營造一個城市水體生態(tài)景觀。

在還沒有建造污水處置廠或已有污水處置廠而無法短時間進展截污納管的城市和地域，利用ESB——生態(tài)演替式水體修復技術可有效降低水體原有的污染指數(shù)，提高河道水體的自凈才干和環(huán)境容量。提高自凈才干后的河道，納污才干添加，可以有效的分解和吸收延續(xù)流入的營養(yǎng)鹽，其流出的水到達污水處置廠的一級排放規(guī)范，可以減少對下河段呵斥的污染壓力，有利于河道整體水質的長期堅持.haha以土地為處置設備，利用土壤一植物系統(tǒng)的吸附、過濾和凈化作用以及自我調控功能，到達某種程度的凈化水的目的。對于有機物尤其是有機氯和氨氮具有較好的去除效果。土地處置技術

目的和對象不同：河流生物修復的對象是水質；目的是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、開展的水質條件。而河流生態(tài)修復的對象是水生生物生存和開展的整個環(huán)境，包括水量、水質、水位、流速、水深、水溫、水面寬度，漲水、落水時間，以及產卵場、越冬場、育肥場、回游通道的修復或恢復等等；目的是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生存和開展環(huán)境。

所采用的技術和手段不同：生物修復的技術中心是微生物及微生物運用和利用等。生態(tài)修復的中心技術是生態(tài)工程學和生物、生命科學等。

針對性不同：生物修復是針對水體污染的修復，生態(tài)修復是針對水生生物及其生存環(huán)境的整體修復。

生態(tài)修復可以包含生物修復，生物修復可以是生態(tài)修復的一個部分或一項主要內容。對于污染嚴重，并有產卵場、育幼場、越冬場或回游通道損傷及破壞的河流，普通應首先采取生物修復技術恢復河流水質，然后采取生態(tài)修復措施恢復河流生物棲息地和回游通道等。

河流生物修復與河流生態(tài)修復的異同人工濕地技術利用對水體中污染物的沉淀、過濾、吸附、吸收降解等作用，在恰當設計和良好管理的條件?？梢杂行У靥幹蒙钗鬯I(yè)污水、農業(yè)面源污染渣滓場滲濾液、暴雨徑流、富營養(yǎng)化水體等。顯著減少水體內的生化需氧量〔BOD)懸浮固體顆?！睸S)和氮。同時還可以去除金屬、微量有機物和病原體。河流沿岸水生植物帶〔人工濕地〕的水質凈化要素有以下8個：植物根莖等外表生物膜對有機物，特別是對藻類的吸附去除；植物根系的營養(yǎng)吸收；昆蟲的攝餌、羽化等；魚類的攝餌、捕食；防止已沉淀的懸浮性物質再次上浮；日光的遮蓋效果；在污泥外表的除磷脫氮；維護河岸作用。高效微生物固定化技術指將經過培育的高效率微生物或酶或菌藻共生群落限制在特定的資料區(qū)域內部，到達提高微生物或酶的濃度，發(fā)明有利的生物代謝環(huán)境，有效減少微生物流失并使固液容易分別的目的。該類技術主要用于治理富營養(yǎng)化水體。河道修復技術主要針對由于地表活動、水利工程建立、采礦等活動呵斥的河流空間構造改動而進展的修復。這些河流空間構造的變化包括：泥沙負荷改動、河流直線化、非延續(xù)化、河道縱比降和斷面外形變化等。包括三個方面內容：河床再造、洪水脈沖和河道空間特征再造。河道內棲息地修復技術河道內棲息地是魚類、水生無脊椎動物等生物的生活場所，其功能包括產卵場、索餌場、停歇地和通道。修復首先要明確修復目的的生活習性。技術手段有魚道、淺灘-深塘構造、基質恢復、河岸覆蓋物和設置亂石堆或丁壩等模擬水生生物所偏好的活動場所。河岸修復技術河岸修復的目的是保證河岸的穩(wěn)定可采用植物、石塊或其他透水資料加固河床．既保證河岸的穩(wěn)定，又不阻止河道水體中的物種與岸邊物質的交換。如利用活的枝條插入河岸起到固定的作用．采用可透水的資料生態(tài)磚、魚巢磚、天然資料墊等。流域內棲息地修復技術主要指生活在河濱的半水生動物或涉水鳥類棲息地的恢復。修復技術包括林間水庫、巢形建筑物、食物斑塊、濕地的修復等。林間水庫是指在森林覆蓋的漫灘上經過建造低堤防和安裝出流建筑物構成的淺水域。利用林間水庫放水產生的洪水效應防止上層闊葉樹木蒙受破壞。巢形建筑物是為了恢復水邊鳥類而增設的人工巢箱．該方法可有效彌補自然巢穴的缺乏。食物斑塊恢復是經過有目的地種植目的物種所攝取的植物．改善目的物種的食物來源。該措施可直接改善物種的生存條件。濕地的修復包括人造濕地和對原有濕地的復原兩種，經過濕地植物對營養(yǎng)物的吸收作用改善河流水質．削減洪峰．降低洪水危害，為涉水鳥類和兩棲類動物提供食物和棲息場所。流域內土地利用修復技術修復技術有封禁、人工補植、舍飼圈養(yǎng)、輪封輪牧等。包括岸邊植被的恢復和陸域范圍內水土流失的治理?？梢詼p少地表徑流和水土流失量．加強河岸的抗侵蝕強度．減少入河泥沙量和污染物量，有利于改善河道水質和提供生物棲息場所。前往ESB－生態(tài)清淤技術〔微生物降低內源污染〕ESB－生物膜對水體的凈化作用生物膜其反響過程是：

①基質向生物膜外表分散，

②在生物膜內部分散，

③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學反響，

④代謝生成物排出生物膜。ESB－浮島的凈化作用根據有關研討資料，人工浮島植物的水質凈化要素有以下6個：

①植物根莖等外表對藻類的吸附、分解。

②植物根系的營養(yǎng)吸收作用。

③為原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場所。

④為濾食性魚類的攝餌、捕食、產卵繁衍、棲息等活動提供場所。

⑤去除懸浮性物質。

⑥日光的遮蓋效果，抑制藻類生長，平衡水溫。ESB－人工濕地〔岸邊涉水植物種植〕河流沿岸水生植物帶〔人工濕地〕的水質凈化要素有以下8個：

1.植物根莖等外表生物膜對有機物，特別是對藻類的吸附去除；

2.植物根系的營養(yǎng)吸收；

3.昆蟲的攝餌、羽化等；

4.魚類的攝餌、捕食；

5.防止已沉淀的懸浮性物質再次上??；