环境修复原理与技术-第8章污染水环境修复技术课件

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1、环境修复原理与技术,第一章 绪论 第二章 污染环境的物理修复原理 第三章 污染环境的化学修复原理 第四章 污染环境的生物修复原理 第五章 污染环境的植物修复原理 第六章 污染环境修复的生态工程 第七章 污染土壤的环境修复技术 第八章 污染水环境修复技术 第九章 污染大气环境修复技术 第十章 固体废弃物环境修复技术,目录,第八章污染水环境修复技术,8.1污染水体修复技术概述 8.2湖泊水库水体修复技术 8.3河流水体修复技术 8.4地下水水体修复技术,环境修复原理与技术,8.1.1 水体污染,8.1 污染水体修复技术概述,概述,水体因某种物质介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改

2、变，从而影响水的有效利用的现象,水的存在形式,地表水污染,地下水污染,水域,河流污染,湖泊污染,水库污染,海洋污染,污染物种类,汞污染,酚污染,有机污染,热污染,污染物性质,物理性污染,化学性污染,生物性污染,环境修复原理与技术,概述,“营养浮游植物浮游动物鱼类”的“自下而上效应”和“自上而下效应”共同作用的结果；生物多样性的丧失是水生生态系统受损的关键核心,水生生态系统的结构和功能：,概述,水生生态系统物质循环示意图,环境修复原理与技术,概述,黑龙江重大水污染事故,黄河流域水污染,水污染的主要类型及其污染物质,概述,环境修复原理与技术,水污染的主要类型及其污染物质,(续表),概述,环境修复原

3、理与技术,形成原因 污染物属性 污染源的空间分布 受纳水体 人类社会活动,水污染源的分类方法,8.1.2 水体修复,8.1 污染水体修复技术概述,概述,利用物理的、化学的、生物的和生态的方法减少水环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染了的水环境能部分或完全恢复到原始状态的过程,整治前,整治后,成都市府南河综合整治工程,8.1.3 水体修复的目标与原则,8.1 污染水体修复技术概述,概述,在保证水环境结构健康的前提下，满足人类可持续发展对水体功能的要求,水环境修复目标示意图,水环境修复原则 水体的地域性 生态学原则 最小风险和最大效益原则,8.1.4 水环境修复的基本内容,8.1 污染

4、水体修复技术概述,概述,水环境现场调查,确定污染程度、包括污染区域位置、大小、污染区域特征、形成历史、污染变化趋势和程度等,外部污染源的范围和类型；内部污染源的变化规律； 底泥土壤环境的形成和性质；水动力学特征,环境修复原理与技术,水环境修复设计,水环境修复设计,(续表),8.1.5 水体修复技术,8.1 污染水体修复技术概述,概述,物理方法 化学方法 生物方法 生态修复法,物理修复方法,环境修复原理与技术,滇池蓝藻水华治理工艺流程图,苏州河综合调水工程,苏州河综合调水工程通过控制吴淞桥闸的启闭（涨闭落启），将苏州河由潮汐往复流变为单向流，同时控制苏州河上下游支流水闸的启闭，增加上游清洁水的水

5、量，减少污染支流的入流量，改善下游水质,化学修复方法,见效快，易造成“二次污染”，适合突发性或小范围水污染的修复,生物修复方法,利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染刊物转移、转化及降解，从而使水体得到净化的技术,优点：,可原位修复 不产生二次污染 工程遗留问题少 操作简便,类型：,物种调整 植被群落恢复 生物除藻,物种调整,水生植物： 大量吸收水体中的营养物质、提高水体溶解氧,生物修复方法,浮游动物： 摄食浮游藻类，控制藻类密度,调整水生动物： 大量增加杂食性地栖动物、鱼类或减少食浮游动物及食底栖动物鱼类,浙江师范 大学-林红军,植被群落恢复,植被作用： 有效分配水体营养盐

6、，避免单一优势种种群爆发，保持水体净化能力；对于富营养化的水体，水生植物与藻类竞争氮、磷等营养物，从而抑制藻类的生长,生物修复方法,恢复目的： 摄逐步恢复受损水体的生态系统的结构，在生产者、消费者、分解者等之间建立合理的食物链，促进物质循环，恢复水体的功能。,首要目标： 水生植物，包括沉水植物、挺水植物、浮游植物,植被群落恢复,改善植物生境条件： 围隔消浪、促淤、底质改善、降低水位,生物修复方法,措施,改善水体光照： 通过增加水体透明度、水下补光等措施,植被人工重建： 人为补充植物种类与数量，恢复丧失自动恢复能力水体,生物除藻,激活外源微生物：,生物修复方法,摄外源菌与具有净化功能的土著微生物

7、则会与藻类竞争氮、磷等营养物质,包括酵母菌、放线菌、乳酸菌、光合菌等微生物分解污水中的有机物，并代谢出抗氧化物质,生态塘,一种资源化技术：,生物修复方法,降解转化进入塘中的有机污染物；将水生作物、水产作为资源回收；净化后的污染作为再生水资源,人工湿地,生物修复方法,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，废水可在床体的填料缝隙中流动，或在床体的表面流动，在床的表面种植处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成人工水生生态系统，进化流经的水体,人工湿地示意图,人工湿地净化污水途径,途径：,投填料床：过滤和截留去除颗粒物 微生物：降解有机污染物，去除水中的氮

8、,人工湿地的优点,对有机污染物有较强的降解能力，处理后的水质量好 可结合景观设计，种植观赏植物改善风景区的水质状况 造价和运行费用远低于常规处理技术,生态修复方法,生态,土地修复技术,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，达到对水净化的目的；土地处理系统可分为快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、湿地处理和地下水渗滤生态处理等形式；实践表明，土地处理系统对于有机化合物包括有机氯和氨氮有较好的去除效果,第八章污染水环境修复技术,8.1污染水体修复技术概述 8.2湖泊水库水体修复技术 8.3河流水体修复技术 8.4地下水水体修复技术,8.2.1 湖泊水库水环境污染,8.2

9、 湖泊水库水体修复技术,水质污染,污染源：工业废水和生活污水中重金属、有机化合物等有毒有害物质,主要污染物：COD、TP、NH3-N、挥发酚、汞,排入湖泊水库等水体过多的氮、磷等营养性物质，使生产力水平异常提高，破坏了水生生态系统结构和过程,水体富营养化,藻类爆发，水体缺氧，水生动物等水生生物大量死亡；湖泊水库沼泽化；藻类在代谢死亡过程中释放毒理强的藻毒素,我国富营养化湖泊水库的共同特征：,总氮和总磷浓度高 透明度差 水体叶绿素过高,使用化石燃料产生的SO2、NOx被氧化后产生硫酸和硝酸，通过干/湿沉降进入水体,湖泊水库酸化,8.2.1 湖泊水库水环境污染,8.2 湖泊水库水体修复技术,湖泊水

10、库萎缩,湖泊水库生态结构受损，岸边带湿地破坏，使湖泊水库失去滞留流域非点源污染物的天然屏障，造成湖泊水库的自净能力降低,长江中下游湖泊水库面积缩小统计,8.2.2 湖泊水库水环境修复,8.2 湖泊水库水体修复技术,指通过调控，使受污染损害的湖泊生态系统恢复到受干扰前的自然状态，恢复其合理的结构和功能,修复的原则,整体性 遵守自然法则,技术类型,湖泊水库外源污染控制技术 湖泊水库内源污染控制技术 水动力学修复技术 藻类控制和去除技术 污染湖泊水库生态恢复技术,点源污染控制 非点源污染（面源）污染控制,1.湖泊水库外源污染控制技术,生活污染处理技术； 工业废水处理技术 前置库技术,通过改变生产和消

11、费方式减少污染物的产生；建设相关处理设施，减少排入湖泊的污染物质的种类和总量,在受保护的湖泊水库水体上游支流，利用天然或人工库（塘）拦截暴雨径流，并通过物理、化学以及生物过程降低径流中污染物浓度工程措施,前置库工艺流程,湖泊水库外源污染控制技术,前置库工程剖面图,湖泊水库外源污染控制技术,特点： 湖泊水体修复中控制难度最大的污染物来源,内容： 城镇地表径流、农村等地表径流、大气沉降、湖区养殖等，其中农村非点源问题突出,工程技术类型： 污染物源头控制 污染迁移转化的控制 污染物净化工程,1.湖泊水库外源污染控制技术,非点源污染（面源）污染控制,湖泊水库外源污染控制技术,非点源治理设计程序,湖泊水

12、库外源污染控制技术,非点源管理技术特征,湖泊水库外源污染控制技术,非点源工程处理技术特征,湖泊水库外源污染控制技术,非点源工程处理技术特征,(续表),湖泊水库外源污染控制技术,拦沙坝实景图,湖泊水库外源污染控制技术,农业生态工程示意图,湖泊水库外源污染控制技术,湖泊水库及流域污染控制工程,湖泊水库外源污染控制技术,2.湖泊水库内源污染控制技术,湖泊水库沉积物疏浚 湖泊水库沉积物原位处理技术,湖泊内污染底泥中污染物重新排入水体的过程,内源,污染底泥环境疏浚工艺流程,湖泊水库内源污染控制技术,机械式疏挖,湖泊水库内源污染控制技术,有效降低湖泊水库的重金属、持久性有毒有机物等难降解污染物的浓度,湖泊

13、水库沉积物疏浚,沉积物疏浚过程中的扰动，造成短时期内水体中污染物浓度升高；对底栖生态环境造成影响，疏浚后新生表层界面暴露，可能出现污染内源回复现象；投入高,湖泊水库内源污染控制技术,湖泊水库沉积物原位处理技术,原位覆盖 原位封闭 原位钝化 原位化学 原位生物,原位覆盖,在污染沉积物表面覆盖一层固体物质，如沙子、卵石和粘土等，依次隔离污染沉积物和水体，将污染封闭在沉积物中，达到控制沉积污染内源的目的,湖泊水库内源污染控制技术,原位封闭,原位钝化,原位化学,原位生物,湖泊水库内源污染控制技术,3.水动力学修复技术,通过人工措施，防止水体分层或者破坏已经形成的分层，提高湖泊水库水体溶解氧的浓度、控制

14、内源性污染，降低湖泊水库水体污染物的浓度，进而改善水体质量,引水稀释/冲刷 人工曝气 人工循环,引水稀释/冲刷,短期效果预测,定量描述稀释冲刷效果的经验公式,长期效果预测,加快水体的交换频率，缩短污染物在湖泊水库中的滞留时间，从而降低污染物浓度水平，水体流动性的加强，增加湖泊水库下层水体的溶解氧含量，从而抑制沉积物中污染物的活化释放,水动力学修复技术,人工曝气,水动力学修复技术,4.藻类控制和去除技术,物理法 化学法 生物法,富营养原因：,物理法,藻类控制和去除技术,人工解层,混凝沉淀,机械打捞,藻类控制和去除技术,化学法,操作简便，一次性使用成本低,不能长期投用一种药；可能对环境产生二次污染

15、,利用杀藻剂杀死藻类，从而消除湖面水华,藻类控制和去除技术,生物法,利用水生动、植物、藻类病原菌、病毒来抑制和杀死藻类,利用藻类病原菌控制藻类生长 通过竞争作用抑制藻类生长 酶处理技术,5.污染湖泊水库生态恢复技术,湖滨带生态恢复 水生植被恢复 生物操纵技术,湖滨带生态恢复,污染湖泊水库生态恢复技术,主要内容,湖滨带物理基底的修复 水生植物组建水生植物群落的优化,湖滨带生态恢复,水生植被恢复技术,污染湖泊水库生态恢复技术,人工辅助措施,改善植物生长条件 改善湖底光照 增加水体透明度 补充植物繁殖体,生物操纵技术,污染湖泊水库生态恢复技术,通过对湖泊水库生物群及其栖息地的一系列调节，增强其中的某

16、些相互作用，促使生产者结构合理,经典生物操纵理论,非经典生物操纵理论,控制高级消费型鱼类及放养食浮游生物的鱼类直接消费蓝藻,第八章污染水环境修复技术,8.1污染水体修复技术概述 8.2湖泊水库水体修复技术 8.3河流水体修复技术 8.4地下水水体修复技术,8.3.1 河流污染,8.3 河流水体修复技术,8.3.2 河流水环境修复,8.3.3 河流水环境修复技术,8.3.1 河流污染,8.3 河流水体修复技术,由于人类的活动，使得河流中某些物质的浓度增加，当排入河流中的物质的量超过自净能力对其降解、转化的量，改变了河流原有生态系统的能量交换和物质循环过程，破坏了河流生态系统的结构与功能，影响了人类对河流的可持续利用时，便形成了污染,河流污染现状,世界自然基金会2007年3月公布亚洲五在河流已成为世界上遭受破坏最严重的河流，包括长江、萨尔温江（怒江）、印度河、恒河、湄公河,中国七大河流污染程度由重到轻的顺序： 海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江和珠江,