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河湖水體污染
生態(tài)治理北京市水資源公報(bào)2015年大中型水庫(kù)水質(zhì)日期:2016年10月1日水庫(kù)所在縣區(qū)水質(zhì)類別密云水庫(kù)密云II官?gòu)d水庫(kù)延慶IV懷柔水庫(kù)懷柔II海子水庫(kù)平谷II白河堡水庫(kù)延慶II十三陵水庫(kù)昌平II齋堂水庫(kù)門頭溝II北臺(tái)上水庫(kù)懷柔II大寧水庫(kù)豐臺(tái)II崇青水庫(kù)房山II沙廠水庫(kù)密云IV遙橋峪水庫(kù)密云II大水峪水庫(kù)懷柔III珠窩水庫(kù)門頭溝II西峪水庫(kù)平谷II黃松峪水庫(kù)平谷II半城子水庫(kù)密云III桃峪口水庫(kù)昌平無(wú)水湖泊水質(zhì)日期:2016年10月1日湖泊所在縣區(qū)水質(zhì)類別團(tuán)城湖海淀II昆明湖海淀III圓明園湖海淀IV八一湖海淀IV玉淵潭湖海淀IV紫竹院湖海淀IV六海西城
展覽館后湖西城II筒子河?xùn)|城、西城
陶然亭湖宣武II龍?zhí)逗缥腎I青年湖東城III朝陽(yáng)公園湖朝陽(yáng)IV紅領(lǐng)巾湖朝陽(yáng)III蓮花池豐臺(tái)IV奧運(yùn)湖朝陽(yáng)IV柳蔭公園湖東城III河流水質(zhì)日期:2016年11月河流(河段)所在區(qū)縣現(xiàn)狀水質(zhì)類別潮白河下段順義、通州V1運(yùn)潮減河通州V3北運(yùn)河通州V3溫榆河上段昌平、順義V3溫榆河下段順義、朝陽(yáng)、通州V2小中河順義、通州V3通惠河上段朝陽(yáng)IV通惠河下段朝陽(yáng)、通州IV玉帶河通州V3肖太后河朝陽(yáng)、通州V3通惠北干渠朝陽(yáng)、通州V1西排干朝陽(yáng)、通州V2半壁店明渠朝陽(yáng)無(wú)水觀音堂明溝朝陽(yáng)V4大柳樹明溝朝陽(yáng)V3鳳河大興V3新鳳河大興、通州V3黃土崗灌渠豐臺(tái)無(wú)水港溝河通州V2鳳港減河大興、通州V3備注:地表水水質(zhì)類別功能劃水質(zhì)類別適用范圍I類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)II類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)等III類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)級(jí)保護(hù)區(qū)、漁業(yè)水域及游泳區(qū)IV類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)V類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域V1類參照?qǐng)?zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的一級(jí)限值A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)V2類參照?qǐng)?zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的一級(jí)限值B標(biāo)準(zhǔn)V3類參照?qǐng)?zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的二級(jí)限值標(biāo)準(zhǔn)V4類大于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)DB11307-2013城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11890-2012劣五類水,污染程度已超過V類的水.黑臭水體,輕度黑臭、重度黑臭
地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物或項(xiàng)目名稱I類II類III類IV類V類II、III水體IV、V水體II、III水體IV、V水體A標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)色度(倍)≤
10301015懸浮物(SS)
≤
51055生化需氧量(BOD5)
≤3346104646化學(xué)需氧量(COD)
≤151520304020302030氨≤0.150.511.521.0(1.5)1.5(2.5)1.0(1.5)1.5(2.5)總氮≤0.20.511.5210151015總磷(以P計(jì))
≤0.02(湖庫(kù)0.01)0.1(湖庫(kù)0.025)0.2(湖庫(kù)0.05)0.3(湖庫(kù)0.1)0.4(湖庫(kù)0.2)0.20.30.20.3總有機(jī)碳(TOC)
≤
溶解氧≥飽和率90%(或7.5)6532
河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)城市污水處理工藝(控制源頭)微生物在河湖水體污染控制中的作用水生植物在河湖水體污染控制中的作用其他水環(huán)境污染治理技術(shù)綜合措施改善河湖水質(zhì)河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化富營(yíng)養(yǎng)化概念富營(yíng)養(yǎng)化危害富營(yíng)養(yǎng)化與水中氧平衡富營(yíng)養(yǎng)化形成條件富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)和評(píng)價(jià)富營(yíng)養(yǎng)化概念
富營(yíng)養(yǎng)化(eutrophication)它是指水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過多,特別是氮、磷過多而導(dǎo)致水生植物(浮游藻類等)大量繁殖,影響水體與大氣正常的氧氣交換,加之死亡藻類的分解消耗大量的氧氣,造成水體溶解氧迅速下降,水質(zhì)惡化,魚類及其他生物大量死亡,加速水體衰老的進(jìn)程。破壞水體生態(tài)系統(tǒng)。是水體衰老的一種表現(xiàn),也是潮泊分類與演化的一個(gè)指標(biāo)。
水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)現(xiàn)象時(shí),浮游生物大量繁殖,因占優(yōu)勢(shì)的浮游生物的顏色不同,水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色等。這種現(xiàn)象在江河、湖泊中稱為水華,在海洋上則稱為赤潮。這些藻類有惡臭,有的還有毒,表面有一層膠質(zhì)膜,魚不能食用。藻類聚集在水體上層,一方面發(fā)生光合作用,放出大量氧氣,使水體表層的溶解氧達(dá)到過飽和;另一方面藻類遮蔽了陽(yáng)光,使底生植物因光合作用受到阻礙而死去。這些在水體底部的死亡的藻類尸體和底生植物在厭氧條件下腐爛、分解,又將氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)元素重新釋放到水中,再供藻類利用。這樣周而復(fù)始,就形成了植物營(yíng)養(yǎng)元素在水體中的物質(zhì)循環(huán),使它們可以長(zhǎng)期存在于水體中。富營(yíng)養(yǎng)化水體的上層處于溶解氧過飽和狀態(tài),下層處于缺氧狀態(tài),底層則處于厭氧狀態(tài),顯然對(duì)魚類生長(zhǎng)不利,在藻類大量繁殖的季節(jié),會(huì)造成大量魚類的死亡。同時(shí),大量藻類尸體沉積水體底部,會(huì)使水深逐漸變淺,年深月久,這些湖泊、水庫(kù)等水體會(huì)演變成沼澤,引起水體生態(tài)系統(tǒng)的變化,如圖所示。因此,水體的富營(yíng)養(yǎng)化亦是水體遭受污染的一種很值得注意并應(yīng)予給予足夠重視的嚴(yán)重現(xiàn)象。富營(yíng)養(yǎng)化的危害感官惡化,不利觀光魚類窒息或中毒死亡影響植物生長(zhǎng)水質(zhì)變劣,凈化費(fèi)用提高加速湖泊衰亡水體富營(yíng)養(yǎng)化與水中氧平衡有密切的聯(lián)系常用一些反映水體氧平衡的指標(biāo)來(lái)描述水體富營(yíng)養(yǎng)化:溶氧量DO:指溶解于水中的分子態(tài)氧。生化耗氧量BOD:指水體中的有機(jī)物在好氧條件下經(jīng)微生物分解咸CO2和H2O時(shí)所需要的氧氣?;瘜W(xué)耗氧量COD:指化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所需的氧氣。高錳酸鉀法和重銘酸鉀法總有機(jī)碳TOC:包括水中所有有機(jī)物質(zhì)的含碳量,是評(píng)價(jià)水體有機(jī)物污染的一個(gè)綜合指標(biāo)。總需氧量TOD:是指把水體中的碳、氮、硫、氫等元素全部氧化時(shí)所需氧的總量。
TOC、TOD與BOD只在水質(zhì)條件基本相同的情況下.才能表示為一定的相關(guān)關(guān)系。富營(yíng)養(yǎng)化形成的條件營(yíng)養(yǎng)元素氮(N)、磷(P)是主要元素;最小值定律:P光決定植物的分布:富光帶、光補(bǔ)償面、深水帶。水體中的光照強(qiáng)弱、水生植物光合強(qiáng)度的強(qiáng)弱直接影響水體的富養(yǎng)化。溫度水體溫度隨時(shí)間變化(季節(jié)、晝夜)形成水體的運(yùn)動(dòng),是影晌水中氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的垂直運(yùn)動(dòng)和在各層分布的重要因索。
夏、冬季節(jié)水體的上下對(duì)流弱,春、秋季對(duì)流強(qiáng)。富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)與評(píng)價(jià)物理指標(biāo)(1)透明度(2)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù),不同的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)水質(zhì)參數(shù)。化學(xué)指標(biāo)氮、磷的含量浮游硅藻(小環(huán)藻、平板藻〕浮游黃鞭毛藻(錐囊藻)浮游硅藻(星桿藻、囫桿型、冠盤藻,顆粒直連藻)浮游綠藻(盤星藻、柵藻)浮游藍(lán)藻(向囊藻、囊絲藻、魚腥藻}眼蟲藻類浮游生物(裸藻)細(xì)菌類浮憎生物貧營(yíng)養(yǎng)富營(yíng)養(yǎng)生物學(xué)指標(biāo)生物多樣性指標(biāo),如浮游生物表。河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)城市污水處理工藝(控制源頭)微生物在河湖水體污染控制中的作用水生植物在河湖水體污染控制中的作用其他水環(huán)境污染治理技術(shù)綜合措施改善河湖水質(zhì)河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)水循環(huán)和污染物排放物質(zhì)循環(huán)、碳循環(huán)、氮循環(huán)、磷循環(huán)、硫循環(huán)水體富營(yíng)物質(zhì)循環(huán)水體凈化要點(diǎn)
引起水體污染(富營(yíng)養(yǎng)化)的原因:生活污水、食品加工廢水、洗滌劑:COD、P集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng):N、P、COD;農(nóng)業(yè)污染:化肥N、P、農(nóng)藥工業(yè)污染,如化肥廠:N、P氮、磷是初級(jí)生產(chǎn)者的營(yíng)養(yǎng)源,氮、磷含量越高,藻類生長(zhǎng)旺盛,容易產(chǎn)生水體富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致水質(zhì)缺氧,影響生物的生長(zhǎng)。藍(lán)藻喜好生長(zhǎng)于有機(jī)質(zhì)豐富和高磷的富營(yíng)養(yǎng)化環(huán)境中的微藻。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學(xué)循環(huán),物質(zhì)循環(huán)帶有全球性,簡(jiǎn)稱生物地化循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系碳循環(huán)基本過程化石燃料無(wú)機(jī)環(huán)境生產(chǎn)者分解者消費(fèi)者光合作用呼吸作用分解作用呼吸作用呼吸作用燃燒分解作用攝食作用形成煤、石油、天然氣等形成煤、石油、天然氣等碳循環(huán)示意圖氮循環(huán)氮元素主要存在于有機(jī)物、蛋白質(zhì)、維生素中,磷元素是構(gòu)成細(xì)胞膜和一些酶的元素,而生物體的脫落皮膚、毛發(fā)含有豐富氮、磷元素。食物殘?jiān)?、生活垃圾、糞便代謝物等等,和生命有關(guān)的東西都富含這些元素。氮占大氣成分的79%,必須經(jīng)過生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)。大氣中N2尿素及動(dòng)植物遺體NO3-土壤中的微生物NH3NO3-氮素化肥①②③④⑤⑥⑦⑧⑨氮循環(huán)空氣中的氮?dú)獯髿忾W電固氮人工合成固氮生物固氮土壤中(NH4+,NO3-)生產(chǎn)者各級(jí)消費(fèi)者生物體組成含氮部分含氮廢物交換吸附主動(dòng)運(yùn)輸消化吸收合成脫氨基作用微生物分解泌尿系統(tǒng)排出捕食同化作用反硝化作用氮循環(huán)過程大氣中的N2生物固氮工業(yè)固氮閃電固氮硝酸鹽和氨等物質(zhì)
動(dòng)植物遺體等氨化細(xì)菌NH3NO3-硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌生物固氮:N2+3H2→2NH3氨化作用:含氮有機(jī)物→NH3
反硝化作用:→N2
NO3-多種植物多種動(dòng)物
在生物圈中,一方面N元素通過固氮作用等作用進(jìn)入生物群落,另一方面N元素又通過反硝化作用重新返回大氣。硝化作用:NH3→→NO3-NO2-氮循環(huán)
磷元素是構(gòu)成細(xì)胞膜和一些酶的元素。
核酸與核蛋白:核酸是作物生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和遺傳變異中極為重要的物質(zhì),磷的正常供應(yīng),有利于細(xì)胞分裂、增殖,促進(jìn)根系的伸展和地上部的生長(zhǎng)發(fā)育
磷脂:磷脂在種子內(nèi)含量較高,說明在其繁殖方面有重要作用,磷脂分子中既有酸性基因,又有堿性基因,對(duì)細(xì)胞原生質(zhì)的緩沖性具有重要作用,因此磷脂提高作物對(duì)環(huán)境變化的抗逆能力。含磷的生物活性物質(zhì)
腺苷三磷酸(ATP)、鳥苷三磷酸(GTP)、脲苷三磷酸(UTP)、胞苷三磷酸(CTP)。它們?cè)谖镔|(zhì)新陳代謝過程中起著重要的作用,尤其是ATP。磷還存在于許多酶中,輔酶Ⅰ(NAD)、輔酶ⅡNAPT、輔酶A(HS-CoA),黃素酶(FAD)等。
城市污水中磷的來(lái)源主要為生活污水中的有機(jī)質(zhì)、洗滌廢水、工廠廢水。以后兩項(xiàng)為主。磷循環(huán)S主要作為生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的主要成分硫循環(huán)影響酸雨形成的因素很多,除大氣污染程度外,還與土壤地帶性差異、大氣和降水以及大氣的緩沖能力等因素有關(guān)。下表是不同國(guó)家和地區(qū)雨水酸度與酸堿成分酸雨生產(chǎn)者:植物
消費(fèi)者:動(dòng)物分解者:微生物N、P元素含量正常情況下來(lái)源于自然的元素循環(huán)過程,但是人類的活動(dòng)會(huì)大大的影響兩種元素的正常循環(huán)或在某一處的含量。氮元素主要存在于有機(jī)物、蛋白質(zhì)、維生素中,磷元素是構(gòu)成細(xì)胞膜和一些酶的元素,而生物體的脫落皮膚、毛發(fā)含有豐富氮、磷元素。食物殘?jiān)?、生活垃圾、糞便代謝物等等,和生命有關(guān)的東西都富含這些元素。人多的地方N、P含量高出人少的“世外桃源”高幾十倍很正常。另外污染物從別處遷移過來(lái)也是個(gè)因素,就像上游的臟水流到下游。1控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入2減少內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷3去除污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)防治措施(1)制訂營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。(2)根據(jù)湖泊水環(huán)境磷容量,實(shí)施總量控制。
(3)實(shí)施截污工程或者引排污染源。
(4)合理使用土地,最大限制地減少土壤侵蝕、水土流失與肥料流失。1控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入2減少內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷1生物性措施生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮、磷元素進(jìn)行代謝活動(dòng)這一自然過程達(dá)到去除水體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)目的的方法。它的最大特點(diǎn)是投資省,有利于建立合理的水生生態(tài)循環(huán)。2工程性措施工程性措施主要包括挖掘底泥沉積物、進(jìn)行水體深層曝氣、注水沖稀等。3化學(xué)方法這類方法包括凝聚沉降和用化學(xué)藥劑殺藻等。3去除營(yíng)養(yǎng)物城市生活污水及某些工業(yè)廢水中含有較高濃度的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),一部分氮、磷能夠通過二級(jí)生化處理過程被微生物去除,利用生物法進(jìn)行脫氮除磷是一種比較適用的方法。但由于城市污水中的氮、磷濃度往往要比活性污泥生長(zhǎng)所需要的濃度高出2~5倍,所以污水中僅有30%~50%的氮和磷被活性污泥去除,余下50%~70%的氮和磷將隨二次廢水排出。利用物理化學(xué)方法去除污水中的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以采用以下方法:(1)鐵鹽凝聚沉降法(2)鋁離子交換法(3)石灰凝聚與氨氣提法要點(diǎn):
要凈化水體,就需要把有機(jī)質(zhì)、N元素、P元素等污染物從水體中清除出來(lái)。任何無(wú)法將污染物從水中提取出來(lái)的措施(從水系整體而言)都是無(wú)效的、非生態(tài)的、不經(jīng)濟(jì)的,即便其可以取得短期的、區(qū)域性的效果。水體凈化的核心是:水體凈化速度>水體惡化速度;即水體中污染物的去除速度高于富集速度。水體中污染物質(zhì)循環(huán)有其基本規(guī)律。水體凈化有物理、化學(xué)、生物等方式,要想取得較好的效果,需要根據(jù)實(shí)際情況采用多種凈化方式相組合的方式。河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)城市污水處理工藝微生物在河湖水體污染控制中的作用水生植物在河湖水體污染控制中的作用其他水環(huán)境污染治理技術(shù)綜合措施改善河湖水質(zhì)城市污水處理工藝概述物理處理法化學(xué)處理法生物處理法污水處理工藝的指標(biāo)分析處理措施要點(diǎn)國(guó)內(nèi)外污水處理主要技術(shù)、基本原理和工藝流程污水處理技術(shù),就是采用各種方法將污水中所含有的污染物分離出來(lái),或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害和穩(wěn)定購(gòu)物質(zhì),從而使污水得到凈化?,F(xiàn)代的污水處理技術(shù),按其作用原理可分為:物理處理法化學(xué)處理法生物處理法物理處理法利用物理作用分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì),在處理過程中污染物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變。主要有:利用污染物質(zhì)與水的密度差異借重力沉降作用使其從水中分離的沉淀法,利用篩濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物的篩濾法;利用氣浮處理設(shè)備在污水中形成的微小氣泡上浮時(shí)將密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)粘附去除的氣浮法;利用反滲透膜將污染物截留的反滲透法等。主要處理設(shè)施包括格柵、沉砂池、沉淀池、氣浮池等。直棒式柵條格柵格柵工藝流程圖曝氣式沉砂池曝氣式沉砂池工藝流程圖中心進(jìn)水周邊進(jìn)水平流沉淀池豎流沉淀池輻流沉淀池平流式氣浮池工藝流程圖豎流式氣浮池工藝流程圖
化學(xué)處理法利用化學(xué)反應(yīng)作用來(lái)分離、回收污水中的污染物。主要有:混凝法(通過向水中投加帶有與膠體狀污染物質(zhì)相反電荷的電解質(zhì)(混凝劑)改變膠體顆粒穩(wěn)定性從而使其凝聚沉淀去除)、中和法(通過向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)或向堿性廢水中投加酸性物質(zhì)改變污水PH值)、氧化還原法(向廢水中投加氧化劑或還原劑通過氧化還原作用使污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的物質(zhì),主要用于處理含酚、氰污木和含鉻、含汞污水)、電解法(在污水中插入電極,在陽(yáng)極相陰極分別發(fā)生氧化還原反應(yīng),主要用于處理含鉻和含氰污水)、吸附法(通過團(tuán)體吸附劑將污水中的溶解性有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物吸附)、電滲析法(通過由陰、陽(yáng)離子交換膜組成的電滲析器使污水中的陰、陽(yáng)離子得到分離)、汽提法、吹脫法、牟取法等。生物處理法利用微生物的新陳代謝功能使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被溶解并轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì),包括好氧和厭氧生物處理兩種方式。其中,好氧生物處理對(duì)COD的去除效果較好。好氧生物處理法主要分為活性污泥法和生物膜法。這兩種方法中活性污泥法、氧化溝、SBR、A2/O、曝氣生物濾池、生物接觸氧化、生物流化床幾種工藝在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的較廣泛?;钚晕勰喾ɑ钚晕勰鄬?duì)有機(jī)物的降解主要在曝氣階段進(jìn)行,可分為兩個(gè)階段,吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段,主要是污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去,這是由于活性污泥具有巨大的比表面積,而表面上含有多糖類的粘性物質(zhì)所致。在穩(wěn)定階段,主要是轉(zhuǎn)移道活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。當(dāng)污水中有機(jī)物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時(shí),吸附階段很短,一般在15-45min左右,而穩(wěn)定階段較長(zhǎng)。氧化溝氧化溝是一種簡(jiǎn)易的活性污泥系統(tǒng),屬于延時(shí)曝氣法。其曝氣設(shè)備為轉(zhuǎn)刷,設(shè)置在氧化溝的直段上,轉(zhuǎn)刷旋轉(zhuǎn),推動(dòng)混合液在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng),并使活性污泥處于懸浮狀態(tài)。污水進(jìn)入反應(yīng)池,通常需要循環(huán)幾十圈,才能流出溝外。SBR法SBR技術(shù)本身是活性污泥法的一種,去除污染物的機(jī)理與傳統(tǒng)的活性污泥法完全一致,但其操作過程又與活性污泥法完全不同。SBR作為序批式活性污泥法兼有推流、厭氧—好氧操作、間斷進(jìn)水的特點(diǎn)。實(shí)際上,SBR是一種半連續(xù)—間歇式裝置,它與傳統(tǒng)的充放式曝氣池不同。從進(jìn)水方式看,可以是間歇的,也可以是連續(xù)的。而排水一般是間歇的;從曝氣方式看,可以來(lái)用充水期不曝氣的限制曝氣方式、充水期曝氣的非限制曝氣方式或充水后期曝氣的半限制曝氣方式。SBR法工藝流程圖A2/O法在厭氧/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上,人們提出的A2/O污水處理系統(tǒng),即將兩個(gè)處理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),使污水經(jīng)過厭氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三個(gè)生物處理過程(簡(jiǎn)稱A2/O)),達(dá)到同時(shí)去除BOD、氮和磷的目的。曝氣生物濾池污水通過補(bǔ)水設(shè)備連續(xù)地、均勻的噴灑道濾床表面,在重力作用下,污水以水滴的形式向下滲析,或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后,污水到達(dá)排水系統(tǒng),流出濾池。污水流經(jīng)濾床時(shí),有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾床表面上,微生物便在濾料表面大量繁殖,不久,形成一層充滿微生物的粘膜,稱為生物膜。這個(gè)起始階段通常叫“掛膜”,是生物濾池的成熟期。污水流經(jīng)成熟濾床時(shí),污水中有機(jī)污染物唄生物膜重的微生物吸附、降解,從而得到凈化。生物膜法基本工藝流程圖曝氣生物濾池主體可分為布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、生物填料層、反沖洗等五個(gè)部分。生物接觸氧化法生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料,填料淹沒在廢水中,填料上長(zhǎng)滿生物膜,廢水與生物膜接觸過程中,水中的有機(jī)物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜,隨水流到二沉池后被去除,廢水得到凈化。在接觸氧化池中,微生物所需要的氧氣來(lái)自水中,而廢水則自鼓入的空氣不斷補(bǔ)充失去的溶解氧。空氣是通過設(shè)在池底的穿孔布?xì)夤苓M(jìn)入水流,當(dāng)氣泡上升時(shí)向廢水供應(yīng)氧氣,有時(shí)并借以回流池水。污水處理工藝的指標(biāo)分析城鎮(zhèn)污水污水處理廠常用的工藝有8大類:普通活性污泥工藝、水解一好氧工藝、AB工藝、A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR及其改進(jìn)工藝、土地處理工藝。針對(duì)這8大類工藝進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析。
技術(shù)指標(biāo)指普通污染物去除效率、除磷脫氮效果、運(yùn)行穩(wěn)定性及自控要求等;
經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)包括能耗、投資、運(yùn)行費(fèi)用以及占地面積。技術(shù)指標(biāo)——普通污染物去除效率對(duì)COD,BOD和SS的去除效率進(jìn)行了調(diào)查。普通曝氣工藝、水解一好氧工藝、A/O工藝、A/A/O工藝、氧化溝系列工藝、SBR系列工藝、AB工藝相差不多,土地處理效率最低,但各工藝在合理的設(shè)計(jì)下都能夠達(dá)到出水達(dá)標(biāo)排放要求。A為普通曝氣工藝;B為水解一好氧工藝;C為AB工藝;D為A/O工藝;E為尸/O工藝;F為卡式氧化溝;G為奧式氧化溝;H為交替式氧化溝;I為一體化氧化溝;J為SBR工藝;K為MSBR工藝;L為IDEA工藝;M為ICEAS工藝;N為CASS工藝;O為UNITANK工藝;P為蘆葦濕地處理。各工藝BOD去除效率對(duì)比技術(shù)指標(biāo)——除磷脫氮效果從下圖可以看出,A/O工藝、A/A/O工藝明顯具有優(yōu)勢(shì);氧化溝系列工藝、SBR系列工藝、水解一好氧工藝、蘆葦濕地工藝相對(duì)來(lái)講也可以根據(jù)實(shí)際情況選擇采用;AF工藝和普通曝氣工藝在這方面顯得相對(duì)不足。A為普通曝氣工藝;B為水解一好氧工藝;C為AB工藝;D為A/O工藝;E為尸/O工藝;F為卡式氧化溝;G為奧式氧化溝;H為交替式氧化溝;I為一體化氧化溝;J為SBR工藝;K為MSBR工藝;L為IDEA工藝;M為ICEAS工藝;N為CASS工藝;O為UNITANK工藝;P為蘆葦濕地處理。技術(shù)指標(biāo)——運(yùn)行穩(wěn)定性普通曝氣工藝運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累豐富,運(yùn)行穩(wěn)定性最高;A/O工藝、A/A/O工藝、氧化溝系列工藝(除一體化氧化溝),SBR系列工藝(除UNITANK工藝)、蘆葦濕地工藝運(yùn)行穩(wěn)定性良好,相對(duì)的,水解-好氧工藝與AB工藝、一體化氧化溝工藝和UNITANK工藝的運(yùn)行穩(wěn)定性尚無(wú)確切保證。A為普通曝氣工藝;B為水解一好氧工藝;C為AB工藝;D為A/O工藝;E為尸/O工藝;F為卡式氧化溝;G為奧式氧化溝;H為交替式氧化溝;I為一體化氧化溝;J為SBR工藝;K為MSBR工藝;L為IDEA工藝;M為ICEAS工藝;N為CASS工藝;O為UNITANK工藝;P為蘆葦濕地處理。技術(shù)指標(biāo)——自控要求
工藝的自控要求高低直接影響運(yùn)行穩(wěn)定性、工程投資、員工素質(zhì)等。自控要求低(定性評(píng)價(jià)分值高)相對(duì)工藝來(lái)講穩(wěn)定性高,投資省,員工素質(zhì)要求較低,反之亦然。由圖可見氧化溝系列工藝自控水平要求相對(duì)低,而SBR系列工藝無(wú)一例外自控水平要求高;普通曝氣工藝自控水平要求非常高,因?yàn)槟壳捌胀ㄆ貧夤に囍饕獞?yīng)用于大型和超大型污水處理項(xiàng)目中的緣故。A為普通曝氣工藝;B為水解一好氧工藝;C為AB工藝;D為A/O工藝;E為尸/O工藝;F為卡式氧化溝;G為奧式氧化溝;H為交替式氧化溝;I為一體化氧化溝;J為SBR工藝;K為MSBR工藝;L為IDEA工藝;M為ICEAS工藝;N為CASS工藝;O為UNITANK工藝;P為蘆葦濕地處理。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)——能耗各工藝能耗本身相差不大,這是因?yàn)槟芎暮艽蟛糠衷谟谔嵘梅亢凸娘L(fēng)機(jī)房的電耗,而提升泵房的電耗主要取決于受納水體水面高程,進(jìn)水管底標(biāo)高以及工藝水力損失,鼓風(fēng)機(jī)房的電耗主要取決于進(jìn)出水水質(zhì)情況。相對(duì)而言,土地處理工藝能耗較低。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)——投資在投資方面,各種工藝除蘆葦濕地工藝以及Biolak工藝和多級(jí)A/O工藝采用土工構(gòu)筑物較小外,其他工藝相差不大。這是因?yàn)楣に囇芯恳潦?,?jīng)濟(jì)性是決定其能否被廣泛使用的最根本也是最關(guān)鍵的因素之一。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)——運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用與投資一樣,是決定該工藝能否被廣泛使用最根本也是最關(guān)鍵的因素之一。除蘆葦濕地工藝外,其他工藝運(yùn)行費(fèi)用相差無(wú)幾。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)——占地面積占地面積是制約工藝適用范圍的關(guān)鍵因素之一,尤其是對(duì)于城市用地緊張的特點(diǎn),占地面積對(duì)于城市污水處理工藝的選擇至關(guān)重要。SBR系列工藝也正是因?yàn)檎嫉孛娣e節(jié)省的突出特點(diǎn),在近幾年被廣為采用。從圖5中可以看出,除SBR系列工藝外,水解一好氧工藝、A/O工藝、A/A/O工藝、一體化氧化溝工藝等占地面積較小,而蘆葦濕地工藝占地面積最大。廢水處理的基本方法廢水處理按其處理程度不同可分為三級(jí):一級(jí)處理,主要是去除廢水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)?;旧喜捎梦锢矸椒?。一級(jí)處理后的廢水,通常仍含有有機(jī)物及其它污染物,不宜排放,還必須進(jìn)行二級(jí)處理。二級(jí)處理主耍去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物,BOD的去除率可達(dá)80%以上,常用的處理方法是生物化學(xué)法。二級(jí)處理后的廢水,水質(zhì)已很大改善,一般可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)處理用干去除不能降解的有機(jī)物,以及氮、磷等可溶性無(wú)機(jī)物?;炷恋怼⑸盀V、活性碳過糠、離子交換、電慘析、生物脫氮等。物理方法,主要是通過物理作用采分離或回收廢水中的懸浮物質(zhì),常用常用的方法主要有篩濾、沉淀、氣浮、過濾、離心分離、蒸發(fā)、結(jié)晶等方法;化學(xué)法,主要是借助化學(xué)反應(yīng)的作用,來(lái)回收或去除廢水中的溶解性物質(zhì)或膠體物質(zhì),常用的化學(xué)方法有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原法等;物理化學(xué)法,是從廢水中回收有用成分,分離溶解物威,以及使廢水循環(huán)利圍等,常用的方法有吸附法、離子交換法,萃取取法、汽提法、吹脫法、電滲析法、反滲透法等;生物方法,是利用微生物的作用,使廢水中溶解性和膠體性有機(jī)污染物降解,轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的物質(zhì),將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。處理措施要點(diǎn):
污水處理廠通過物理、化學(xué)和生物處理方法,去除污水中的營(yíng)養(yǎng)鹽。提取的污染物主要為污泥。污水處理廠有很多種工藝,采用何種工藝需根據(jù)實(shí)際條件確定,但最主要的是成本。污水處理分多個(gè)級(jí)別,具體根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)要求確定。在處理到一定程度后,再想降低水中營(yíng)養(yǎng)鹽含量會(huì)帶來(lái)成本的大量增加。河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)城市污水處理工藝微生物在河湖水體污染控制中的作用水生植物在河湖水體污染控制中的作用其他水環(huán)境污染治理技術(shù)綜合措施改善河湖水質(zhì)微生物在河湖水體污染控制中的作用微生物概念和特點(diǎn)天然水體的微生物污染水體的微生物微生物在水體自凈中的作用促進(jìn)微生物作用的工程措施要點(diǎn)微生物個(gè)體難以用肉眼觀察的一切微小生物之統(tǒng)稱。微生物包括:細(xì)菌、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等在內(nèi)的一大類生物群體以及病毒,它個(gè)體微小、種類繁多、與人類關(guān)系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類,廣泛涉及食品、醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。根據(jù)存在的不同環(huán)境分為空間微生物、海洋微生物等,按照細(xì)胞機(jī)構(gòu)分類分為原核微生物和真核微生物。微生物特點(diǎn)體小面大微生物體積很小,如一個(gè)典型的球菌,其體積約1mm3,可是其表面積卻很大。這個(gè)特征也是賦予微生物其他如代謝快等特性的基礎(chǔ)。吸多轉(zhuǎn)快
微生物通常具有極其高效的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力。據(jù)研究,乳糖菌在1個(gè)小時(shí)之內(nèi)能夠分解其自身重量1000-10000倍的乳糖,產(chǎn)朊假絲酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。生長(zhǎng)繁殖快相比于大型動(dòng)物,微生物具有極高的生長(zhǎng)繁殖速度。大腸桿菌能夠在12.5-20分鐘內(nèi)繁殖1次。1個(gè)大腸桿菌假設(shè)20分鐘分裂1次,1小時(shí)3次,1晝夜24小時(shí)分裂72次,大概可產(chǎn)生4722366500萬(wàn)億個(gè)(2的72次方)。但事實(shí)上,由于各種條件的限制,如營(yíng)養(yǎng)缺失、競(jìng)爭(zhēng)加劇、生存環(huán)境惡化等原因,微生物無(wú)法完全達(dá)到這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。已知大多數(shù)微生物生長(zhǎng)的最佳pH范圍為7.0(6.6~7.5)附近,部分則低于4.0。天然水體中微生物水體微生物來(lái)源地球上的水體海水,占地表水體97%,所含微生物稱海洋微生物淡水,主要討論湖泊和河流所含微生物稱淡水微生物1水體固有的微生物2來(lái)自土壤的微生物3人類活動(dòng)產(chǎn)生的微生物4來(lái)自空氣的微生物淡水微生物的種類及在水中的分布受到水的類型、有機(jī)質(zhì)的含量等因素影響。在潔凈的湖泊和水庫(kù)蓄水中,因有機(jī)物含量低,微生物數(shù)量也很少(10~1000/ml)。淡水微生物的共同特征:1能在低營(yíng)養(yǎng)物濃度下生長(zhǎng)2微生物是可以游動(dòng)的3表面積和體積比大(柄細(xì)菌),有效吸收營(yíng)養(yǎng)天然水中還有一些低等藻類生物,以硅藻數(shù)量最大,此外還有各種原生動(dòng)物。淡水微生物(1)江河水微生物數(shù)量和類群決定于江河通過的土壤類型。
流動(dòng)很慢的小河、小溪(淺水):連成絲狀的單細(xì)胞藻類鐵、硫細(xì)菌化能自養(yǎng)性細(xì)菌絲狀真菌(壺菌、水綿、水霉屬)流動(dòng)很大的水域:(1)表層:細(xì)菌如芽胞桿菌、無(wú)芽胞小桿菌等;放線菌如鏈霉菌、諾卡氏菌;真菌以絲狀水生真菌為主。(2)底層(河底污泥):細(xì)菌如芽胞桿菌;放線菌如鏈霉菌;真菌如酵母菌??拷迩f的小池塘:有機(jī)質(zhì)含量高,微生物量大(2)湖泊水:靜止?fàn)钏蚣?xì)菌:大量腐生菌,病原菌(痢疾、傷寒),109
個(gè)/ml放線菌:鏈霉菌、諾卡氏菌真菌:絲狀水生真菌和酵母菌遠(yuǎn)離村莊的大湖泊、水庫(kù):有機(jī)質(zhì)含量少主要是光能自養(yǎng)型微生物,藍(lán)細(xì)菌、單細(xì)胞藻類、光合細(xì)菌湖底沉積泥中和表面的微生物淺層湖泊沉積泥表面:厭氧光合自養(yǎng)細(xì)菌(使水體出現(xiàn)特征顏色),降解纖維素的真菌(植物碎片),能進(jìn)行厭氧呼吸的微生物(假單胞細(xì)菌反硝化細(xì)菌)沉積泥中:專性厭氧細(xì)菌(梭狀芽孢桿菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌和產(chǎn)硫化氫的脫硫弧菌)流經(jīng)城市的河水、港口附近的海水、滯留的池水以及下水道的溝水中,由于流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工業(yè)廢水等,因此有機(jī)物的含量大增,同時(shí)由于降水、土壤沖刷也夾入了大量外來(lái)的腐生細(xì)菌,使水體中微生物尤其是細(xì)菌和原生動(dòng)物大量繁殖,每毫升污水的微生物含量達(dá)到107~108個(gè)。
其中數(shù)量最多的無(wú)芽胞革蘭氏陰性細(xì)菌,如proteus(變形桿菌屬)、E.coli、Enterobacteraerogenes(產(chǎn)氣腸桿菌)和Alcaligenes(產(chǎn)堿桿菌屬)等,還有各種Bacillus(芽胞桿菌屬)、Vibrio(弧菌屬)和Spirillum(螺菌屬)等的一些種。原生動(dòng)物有纖毛蟲類、鞭毛蟲類和根足蟲類。污染水體的微生物病毒主要包括有脊髓灰質(zhì)炎病毒、柯薩基病毒及人腸細(xì)胞病變孤兒病毒,還有腺病毒、呼腸孤病毒和肝炎病毒等。這些病毒一般存在于病人腸道,通過糞便污染水體,最后危害人體。
細(xì)菌是污染水體的主要污染物,它包括腸道細(xì)菌(大腸菌群、結(jié)核桿菌等)和病原菌(沙門氏菌、霍亂孤菌、結(jié)核菌等。這些細(xì)菌可導(dǎo)致人體患各種急性傳染病。
寄生蟲主要包括溶組織阿米巴、麥地那線蟲、血吸蟲以及腸道的鉤蟲、蛔蟲、鞭蟲、蟯蟲、豬條絳蟲、牛肉絳蟲等它們通過動(dòng)物或病人的糞便污染水體,再通過污染的水體、土壤等途徑傳。
污染水體的微生物病毒
細(xì)菌寄生蟲污染水體的微生物脊髓灰質(zhì)炎病毒腺病毒藍(lán)細(xì)菌大腸桿菌結(jié)核菌霍亂孤菌太湖藍(lán)藻水華發(fā)生的面積變化水生物系統(tǒng)中微生物的主要功能降解死的有機(jī)物,釋放無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物同化可溶性有機(jī)物重新進(jìn)入食物鏈無(wú)機(jī)元素循環(huán)進(jìn)行光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)作為原生動(dòng)物食物,大面積深湖中的主要初級(jí)生產(chǎn)者細(xì)菌的類型(根據(jù)營(yíng)養(yǎng)能源和碳源分類):
化能異養(yǎng)細(xì)菌:
以有機(jī)化學(xué)能為能源,以有機(jī)碳為碳源?;茏责B(yǎng)細(xì)菌:
以無(wú)機(jī)化學(xué)能為能源,以無(wú)機(jī)碳(CO2)為碳源。光能異養(yǎng)細(xì)菌:
以光輻射能為能源,以有機(jī)碳為碳源。光能自養(yǎng)細(xì)菌:
以光輻射能為能源,以無(wú)機(jī)碳(CO2)為碳源。水體微生物環(huán)境效應(yīng)——水體自凈水體自凈即經(jīng)過水體的物理、化學(xué)與生物的作用,使污水中污染物的濃度得以降低,經(jīng)過一段時(shí)間后,水體往往能恢復(fù)到受污染前的狀態(tài),并在微生物的作用下進(jìn)行分解,從而使水體由不潔恢復(fù)為清潔,這一過程稱為水體的自凈過程。物理作用
包括可沉性固體逐漸下沉,懸浮物、膠體和溶解性污染物稀釋混合,濃度逐漸降低。其中稀釋作用是一項(xiàng)重要的物理凈化過程化學(xué)作用
污染物質(zhì)由于氧化、還原、酸堿反應(yīng)、分解、化合、吸附和凝聚等作用而使污染物質(zhì)的存在形態(tài)發(fā)生變化和濃度降低生物作用各種生物(藻類、微生物等)的活動(dòng)特別是微生物對(duì)水中有機(jī)物的氧化分解作用使污染物降解。它在水體自凈中起非常重要的作用水體自凈進(jìn)入水體有機(jī)物不多,其耗氧量沒有超過水體中氧的補(bǔ)充量,溶解氧始終保持在一定的水平上,表明水體有自凈能力,水體迅速恢復(fù)原狀。分解產(chǎn)物:H2O、CO2、NO3、SO42-。如有機(jī)物多,溶解氧來(lái)不及補(bǔ)充,水體中溶解氧迅速下降,導(dǎo)致缺氧甚至無(wú)解,有機(jī)物轉(zhuǎn)而進(jìn)行厭氧分解。分解產(chǎn)物NH3、H2S、CH4,使水質(zhì)惡化。微生物降解作用:可以除去水體、固體廢物、廢氣等介質(zhì)內(nèi)的有機(jī)污染物,達(dá)到無(wú)害化的目的。微生物降解是有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的最重要的環(huán)境過程之一,是影響污染物的歸宿和環(huán)境效應(yīng)的最主要因素。水體自凈過程圖水體自凈過程會(huì)沿河流方向形成一系列連續(xù)的污化帶生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮、磷元素進(jìn)行代謝活動(dòng)這一自然過程達(dá)到去除水體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)目的的方法。它的最大特點(diǎn)是投資省,有利于建立合理的水生生態(tài)循環(huán)。根據(jù)圖得知:清潔區(qū):溶解氧持于平衡狀態(tài);分解區(qū):溶解氧降低,大氣中氧又不能即使補(bǔ)充,氧垂直線開始下降,有好氧分解轉(zhuǎn)化為厭氧分解。腐化區(qū):水中溶解氧由小增大(水底中氧化過程結(jié)束,達(dá)到有機(jī)化,有機(jī)物完全分解)。清潔區(qū):水體恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。在水體自凈過程中可作為指示生物的生物種類很多,包括細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲浮游甲殼動(dòng)物、底棲動(dòng)物(寡毛類的顫體蟲)、軟體動(dòng)物和植物水生昆蟲等光穿透溫度氧氣濃度PH值……營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量(營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量)光照溫度氧氣濃度PH值吸附表面——增大吸附體碳源……水體微生物群落的影響因素促進(jìn)微生物作用的工程措施投加適宜適量的微生物菌種(增加微生物種群)曝氣(增加氧濃度)生物浮床(增加吸附面+)潛流濕地(增加吸附面+)……微生物方法
微生物繁殖會(huì)產(chǎn)生變異,導(dǎo)致微生物處理水質(zhì)能力下降;其生長(zhǎng)受環(huán)境的影響大,很難控制其數(shù)量;同時(shí)微生物的分解物,造成藻類大量繁殖再次導(dǎo)致水質(zhì)變壞。
前期有效,后期效果不佳。投加適當(dāng)適量的微生物菌種,加速污染物的分解,從而凈化水質(zhì)。要點(diǎn):
微生物降解污染物,使污染物變?yōu)樵孱惡椭参锟晌盏奈镔|(zhì)??墒共糠治廴驹孛撾x水體,但大部分污染元素仍在水體中。微生物是水體自凈的重要一環(huán)。利用微生物凈化水體應(yīng)當(dāng)受到足夠重視。水體微生物是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境和過程。河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)城市污水處理工藝微生物在河湖水體污染控制中的作用水生植物在河湖水體污染控制中的作用其他水環(huán)境污染治理技術(shù)綜合措施改善河湖水質(zhì)水生植物在河湖水體污染控制中的作用概述污水處理工藝的指標(biāo)分析處理措施要點(diǎn)污染元素依然在水體中,如何將其從水體中提取出來(lái)。水生維管束植物高等藻類大型水生植物大型水生植物的分類大型水生植物是一個(gè)生態(tài)學(xué)范疇上的類群,是不同分類群植物通過長(zhǎng)期適應(yīng)水環(huán)境而形成的趨同性適應(yīng)類型。有發(fā)達(dá)的機(jī)械組織植物個(gè)體比較高大光合作用利用水中微生物分解有機(jī)物產(chǎn)生的CO2和NH4+、PO43-等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并釋放出O2高等藻類高等藻類高等藻類大型水生植物的四種生活型生活型生長(zhǎng)特點(diǎn)代表種類挺水植物根莖生于底泥中,植物體上部挺出水面魚腥草、蘆葦、菖蒲、菰、梭魚草、鳶尾、千屈菜、水蔥、蓮花等漂浮植物植物體完全漂浮于水面,具有特化的適應(yīng)漂浮生活的組織結(jié)構(gòu)鳳眼蓮、浮萍浮葉植物根莖生于底泥,葉漂浮于水面睡蓮、荇菜沉水植物植物體完全沉于水氣界面以下,根扎于底泥或漂浮于水中狐尾藻、金魚藻Page
107大型水生植物的生態(tài)功能凈化所需的能源由光合作用提供具有美學(xué)價(jià)值,能改善景觀生態(tài)環(huán)境植物可被收割和利用,創(chuàng)造新的價(jià)值能固定土壤或底泥中的水分,防止污染源擴(kuò)散為降解微生物提供了良好的棲息場(chǎng)所Page
108水生植物對(duì)污染物的去除機(jī)制去除機(jī)制植物吸收微生物降解物理化學(xué)作用富集吸附沉降植物吸收環(huán)境中的重金屬和一些有機(jī)物并非是植物生長(zhǎng)所需要的,并且達(dá)到一定程度后具有毒害作用。對(duì)于此類化合物,一些植物也演化出了特定的生理機(jī)制使其脫毒。植物通常是通過螯合和區(qū)室化等作用,來(lái)耐受并吸收富集環(huán)境中的重金屬,這種機(jī)制也存在于許多水生植物中。下面將列舉些研究和應(yīng)用較為普遍的幾種大型水生植物[3]。微生物降解微生物是凈化污水的主要“執(zhí)行者”,它們把有機(jī)質(zhì)作為豐富的能源,將其轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量。水生植物的根系常形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀的結(jié)構(gòu),并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厭氧的不同環(huán)境,為各種不同微生物的吸附和代謝提供了良好的生存環(huán)境,也為人工濕地污水處理系統(tǒng)提供了足夠的分解者。植物的根系還可分泌一些有機(jī)物從而促進(jìn)微生物的代謝,這樣就為好氧微生物群落提供了一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境,而根區(qū)以外則適于厭氧微生物群落的生存。物理化學(xué)作用富集:水生植物根系發(fā)達(dá),能吸收富集N、P、重金屬及其他污染物質(zhì),從而將這些污染物質(zhì)固定在體內(nèi)或土壤中,減少水體中污染物的量。吸附:漂浮植物發(fā)達(dá)的根系與水體接觸面積很大,能形成一道密集的過濾層,吸附水中顆粒較大的雜質(zhì)。沉降:附著于根系的細(xì)菌體在進(jìn)入內(nèi)源生長(zhǎng)階段后會(huì)發(fā)生凝聚形成菌膠團(tuán),把懸浮有機(jī)物和新陳代謝產(chǎn)物沉降下來(lái)。Page
112水生植物修復(fù)技術(shù)
通過實(shí)驗(yàn),國(guó)內(nèi)外的研究人員已相繼篩選出了一大批能夠高效地去除水中各種污染物的植物,結(jié)合各種生態(tài)環(huán)境,構(gòu)成不同的生態(tài)處理系統(tǒng)。其中,有些成熟的技術(shù)已成功地應(yīng)用在許多湖泊、河流的生態(tài)修復(fù)、生態(tài)整治工程中。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的水生植物修復(fù)技術(shù)生態(tài)浮床技術(shù)氧化塘技術(shù)人工濕地處理技術(shù)Page
113水生植物生態(tài)修復(fù)優(yōu)缺點(diǎn)植物枯枝敗葉易造成營(yíng)養(yǎng)釋放,應(yīng)及時(shí)收割冬季植物容易枯死,凈化效果降低植物凈化系統(tǒng)一般占地面積大水生植物會(huì)在水面屏蔽,壓迫環(huán)境難以科學(xué)的篩選出抗性大的植物缺點(diǎn):Page
114水生植物生態(tài)修復(fù)優(yōu)缺點(diǎn)植物枯枝敗葉易造成營(yíng)養(yǎng)釋放,應(yīng)及時(shí)收割冬季植物容易枯死,凈化效果降低植物凈化系統(tǒng)一般占地面積大水生植物會(huì)在水面屏蔽,壓迫環(huán)境難以科學(xué)的篩選出抗性大的植物缺點(diǎn):Page
115總結(jié)與展望
大型水生植物為主的污水處理系統(tǒng),主要由太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng),并且在對(duì)污水進(jìn)行深度處理的同時(shí),還可以回收資源和固定能源,加之處理過程基本不使用化學(xué)品,也不會(huì)產(chǎn)生有害副產(chǎn)物,是一種非常有潛力的“綠色”處理技術(shù)。因此,隨著研究的深入和技術(shù)的不斷完善,以大型水生植物為主的污水處理與水體修復(fù)技術(shù),將會(huì)得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用。河湖水體富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體中污染物的物質(zhì)循環(huán)城市污水處理工藝微生物在河湖水體污染控制中的作用水生植物在河湖水體污染控制中的作用河湖水體技術(shù)綜合措施改善河湖水質(zhì)河湖水體凈化技術(shù)概述生物浮島濕地其他生態(tài)浮床技術(shù)[4]Page
119定義:按照自然規(guī)律,運(yùn)用無(wú)土栽培技術(shù),以高分子材料為載體和基質(zhì),用現(xiàn)代農(nóng)藝和生態(tài)工程措施綜合集成的水面無(wú)土種植植物技術(shù)。采用該技術(shù)可將原來(lái)只能在陸地種植的草本陸生植物種植到自然水域水面,并能取得與陸地種植相仿甚至更高的收獲量與景觀效果。原理:利用植物根系吸收水體中污染物質(zhì),同時(shí)植物根系附著的微生物降解水體中污染物,從而有效進(jìn)行水體修復(fù)的技術(shù)。生態(tài)浮床技術(shù)典型的濕式有框浮床組成包括4個(gè)部分:浮床框體、浮床床體、浮床基質(zhì)、浮床植物。Page
1211、浮床框體2、浮床床體3、浮床基質(zhì)4、浮床植物122Page
123
生態(tài)浮床技術(shù)的特點(diǎn)不僅產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,而且美化景觀4擴(kuò)大了水面植物可種植范圍1采用廢棄塑料泡沫板作為浮體的載體2實(shí)現(xiàn)污水資源化利用3生態(tài)浮床技術(shù)Page
124穩(wěn)定性從浮床選材和結(jié)構(gòu)組合方面考慮,能抵抗一定的風(fēng)浪、水流的沖擊而不至于被沖壞。耐久性正確選擇浮床材質(zhì),保證浮床能歷經(jīng)多年而不會(huì)腐爛,能重復(fù)使用。便利性設(shè)計(jì)過程中要考慮施工、運(yùn)行、維護(hù)的便利性。浮床技術(shù)設(shè)計(jì)原則:生態(tài)浮床技術(shù)Page
125生態(tài)浮床技術(shù)展望1、生態(tài)浮床和削減波浪設(shè)備的組合:在風(fēng)浪較大的區(qū)域,如廣闊的湖面,可以結(jié)合削減波浪的技術(shù)如消浪柵、消浪排等,營(yíng)造局部平靜的環(huán)境,緩解水流、風(fēng)浪對(duì)浮床的沖擊,保證浮床的穩(wěn)定性。2、生態(tài)浮床和填料、曝氣等技術(shù)的組合:微生物逐漸在填料上形成數(shù)量可觀的生物膜,可以明顯提高水體污染的去除率。浮床增加曝氣過程,能提高水體溶解氧的含量,降解水體中耗氧物質(zhì)。氧化塘技術(shù)氧化塘是利用塘庫(kù)等水生生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水體的凈化作用,進(jìn)行污水原位處理的工程措施。通過在池塘內(nèi)種植對(duì)重金屬、有機(jī)物有富集和吸收作用的植物,如水葫蘆、水芹菜、香蒲等,然后定期收割,達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。Page
127Page
129人工濕地技術(shù)[5]具有獨(dú)特而復(fù)雜的凈化機(jī)理,它能夠利用基質(zhì)-微生物-植物這個(gè)復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng),綜合物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用,通過過濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有害物質(zhì)的去除,同時(shí)通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán),實(shí)現(xiàn)廢水的資源化和無(wú)害化。浮生植物系統(tǒng)挺水植物系統(tǒng)沉水植物系統(tǒng)濕地是介于陸地和水生環(huán)境之間的過渡帶。Page
130潛流人工濕地構(gòu)造圖創(chuàng)新的治理技術(shù)路線AddYourText生物—生態(tài)修復(fù)技術(shù)植物培養(yǎng)接種的微生物水生動(dòng)物轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解
藻類大型水生植物細(xì)菌水蚤和螺蚌魚N、P元素含量正常情況下來(lái)源于自然的元素循環(huán)過程,但是人類的活動(dòng)會(huì)大大的影響兩種元素的正常循環(huán)或在某一處的含量。氮元素主要存在于有機(jī)物、蛋白質(zhì)、維生素中,磷元素是構(gòu)成細(xì)胞膜和一些酶的元素,而生物體的脫落皮膚、毛發(fā)含有豐富氮、磷元素。食物殘?jiān)?、生活垃圾、糞便代謝物等等,和生命有關(guān)的東西都富含這些元素。人多的地方N、P含量高出人少的“世外桃源”高幾十倍很正常。另外污染物從別處遷移過來(lái)也是個(gè)因素,就像上游的臟水流到下游。四、富營(yíng)養(yǎng)化治理1、污泥法除氮三段污泥法:去除BOD硝化脫氮污泥2、活性污泥法除磷3、高等水生植物:水葫蘆、眼子菜4、建立
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