污染河道治理与修复技术综述论文

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1、污染河道治理与修复技术综述论文水污染控制理论与技术课程论文 简介本次课程我共提交了两篇论文一篇污染河道治理与修复技术综述是根据上课内容和自己查找资料总结撰写的综述性文章另一篇 单一直接投加微生物修复技术在城市重污染河流治理中的应用研究是根据我所做过的一个项目写的研究型论文主要为学姐撰写我也参与其中现已发表其中若有不妥指出还请老师不吝指教 目录 污染河道治理与修复技术综述 1 单一直接投加微生物修复技术在城市重污染河流治理中的应用研究 9污染河道治理与修复技术综述 摘 要对河流治理与修复技术进行了综述将其归纳为物理化学生物修复技术三大类物理技术包括截污治污引水冲污底泥疏浚曝气复氧该法治标不治本化

2、学技术包括化学除藻化学絮凝重金属固定易造成产生二次污染生物修复技术包括植物修复动物修复和微生物修复对每种技术的研究现状进行了简介和评价并对三类技术进行了比较发现生物修复技术尤其是微生物技术具有较显著的优势关键词河道修复技术物理化学生物 河流是人类文明的摇篮为人类提供饮用水源和交通之利同时也是生态系统的重要组成部分由于污染物的大量排放及不合理的土地利用致使许多河流受到污染呈现出以好氧有机物为主要污染物以水体黑臭为主要特征的污染现象严重影响着居民生活和工农业生产此外随着经济的快速发展城市的扩张和人民生活水平的不断提高水资源的需求量也越来越大对河流的水质要求也越来越高因此河流污染治理迫在眉睫治理污染

3、河流是一项复杂的系统工程目前国内外已在使用的或已试验的河道污水治理技术主要可分为物理化学和生物三类方法1 物理方法11 截污治污截污治污是将原本直接排入城市河道的污水收集到污水厂处理后再排放目的是削减排入受纳水体的污染物总量为进一步净化水质创造条件特点截污是从根本上解决河道水污染的关键只有污染物从源头上得到控制才能真正使河道水质得到改善1局限性实施起来较难需要法律和行政手段的协助12 引水冲污引水冲污主要是引清洁的江河水对城市河道进行冲刷缓解其水质污染状况提高河道自净能力其过程主要是通过河闸和抽水泵房等水利枢纽工程来实现让上游清洁的外水源往下游流动形成换水2 如上海苏州河的综合调水工程3福州内

4、河的引水冲污工程4特点加大了污染河道的水量加速河水流动促进污水的稀释使河水在河道中的停留时间缩短污染河水不易在河道中滞留而导致黑臭同时调水时河道水动力学条件的改善使水体复氧量增加有利于河道自净能力的提高5局限性方法的实质是通过清洁水的大幅增加使污染物得到稀释未减少河道的污染物总量治标不治本河道引水冲污工程本身不能产生经济效益启动抽水泵站的运行费昂贵必须考虑当地经济承受能力需要提高水利枢纽的质量和疏浚河道增加冲污效果3413 底泥疏浚底泥疏浚是解决河流内源污染的重要措施主要是通过底泥的疏挖清除污染水体的内源减少底泥污染物向水体的释放6目前最先进的环保式底泥疏浚方式是绞吸式挖泥船这种方式是直接由管

5、道在泥泵的作用下吸起表层沉积物并远距离输送到陆地上的堆场这类疏浚船上安装自动控制和监视系统大大提 高了疏浚精度7我国太湖五里湖安徽巢湖昆明滇池就采用这种疏浚方式特点底泥疏浚因能将污染底泥永久性去除有效减少内源污染改善河道水体水质河道水动力学条件和环境景观较多用于湖泊和小型河流45局限性一是工程量大耗资巨大二是疏浚河道工程的环境后效存在很大的不确定性可能会将深层底泥中富集的重金属等污染物质暴露出来而二次污染上覆水体而且由于淤泥清除过多把大量的底栖生物水生植物同时清除出水体破坏已有的生物链系统还有淤泥的处置是一大难题45 14 曝气复氧曝气复氧技术是根据河流污染缺氧的特点在适当的位置向河水进行人工

6、复氧提高水体的溶氧水平恢复水体中好氧生物的活力使水体自净能力增强从而改善河流的水质状况8应用形式主要有固定式充氧站和移动式充氧平台两种主要应用于过渡性措施使用和对付突发性河道污染使用9美国的 Hamewood 运河口韩国的釜山港湾德国的 Beriln 河以及我国在 1990 年 89 月北京亚运会期间在清河段都采用了此人工曝气技术并都取得了水质净化臭味消减的效果11特点设备简单易于操作被许多国家优先选用净化中小型河流6也有利于液体混合和污泥絮凝局限性固定式充氧的每个曝气点服务面积小尤其对于相对封闭基本不流动的水体不能充分发挥其作用移动式则避免了两者的缺点10 2 化学方法主要是通过投加化学制剂

7、与水中的污染物质发生化学反应破坏其生物活性或溶解状态从而达到消除污染物的目的21 化学除藻一方面通过金属离子抑制藻类的正常代谢而达到杀灭藻类的目的纳米级是很好的藻类抑制剂可吸附并抑制单细胞原核蓝藻铜绿微囊藻大型变种的生长13另一方面则通过金属离子的絮凝作用沉降藻类而达到去除藻类的目的特点化学除藻快速有效可作为严重富营养化河流的应急措施操作简单可在短时间内取得明显的除藻效果提高水体透明度4局限性该法不能将氮磷等营养物质清除出水体不能从根本上解决水体的富营养化除藻剂的生物富集和生物放大作用对水生生态系统可能会产生负面影响经常投加灭藻剂会使藻类产生抗药性从可持续的角度来看其危害也是显而易见的4722

8、 化学絮凝化学絮凝技术是一种通过投加化学药剂一般为混凝剂去除水体中污染物改善水质的处理技术较适用于污染严重较为封闭的地表水体14常用药剂有硫酸亚铁氯化亚铁硫酸铝碱式氯化铝明矾聚丙烯酞胺聚丙烯酸等特点对于控制污染河流内源磷负荷特别是河流底泥的磷释放有一定的效果5局限性该法不能将氮磷等营养物质清除出水体不能从根本上解决水体的富营养化对水体环境要求较高例如在除磷时若水底缺氧底泥中有机物被厌氧分解产生的酸环境会使沉淀的磷重新溶解进入水中造成二次污染423 重金属的化学固定底泥中的重金属在一定条件下会以离子态或某种结合态进入水体但通过加入碱性物质如石灰调高河流的 pH 值重金属会形成硅酸盐碳酸盐氢氧化物

9、等难溶性沉淀物固定在底泥中5常用的碱性物质有石灰硅酸钙炉渣钥渣等特点见效快方法简单可有效抑制重金属以溶解态进入水体5局限性施用量不应太多否则会对水生生态系统产生不良的影响5 3 生物方法生态系统在长期的适应过程中形成了完整的结构高效的功能和良好的种间关系当外来的干扰超过生态系统的弹性限度时生态系统的结构和功能就会被破坏系统稳定性和生物多样性就会降低生物方法就是通过人为调控水中动物植物微生物的数量优化其与环境之间的关系使受损害的生态系统恢复到受干扰前的自然状况提高河流的自净能力从而降低污染改善水质5主要分为以下三类31 植物修复一方面可以利用庞大的根系吸收 NP 等营养物质用以合成自身的组织结构

10、另一方面可以将对水生生物有毒害作用的某些重金属和有机物在脱毒后储存于体内或在体内被降解自然界可以净化环境的植物有 100 多种常见的水生植物有水葫芦浮萍芦苇灯心草香蒲和凤眼莲等7特点具有利用太阳能安全成本低生态协调及环境美化功能等特点常常也被称之为绿色修复5具体工程中应该对水生植物的品种进行时间空间上的组合从而构成一个在时间与空间上立体交叉的人工生态系统最终达到解决富营养化景观水内源污染的问题7局限性植物生长具有明显的季节性有些水生植物如水葫芦繁殖速度太快当打捞速度跟不上其生长速度时易使大面积水面受其覆盖阻止了水体复氧降低水体的自净能力植物生长过密引起蚊虫孽生未打捞的水生植物腐烂物还会对水体形

11、成二次污染如果污染物在植物体内累积而不能降解会导致植物的后处理发生困难5732 动物修复在水体中适当放养原生动物后生动物鱼等可有效去除水体中的污染物特点水体中的原生动物可直接吸食有机颗粒物细菌藻类等同时可刺激细菌和藻类生长从而促进有机物的分解加速水体中的物质和能量循环适当放养经过选择的鱼类及浮游动物可以有效控制藻类和其他水生植物繁殖4局限性放养外来生物如鱼类如果处理不当可能破坏有益的水生植物改变原有的动物或植物群落等造成生态失衡33 微生物修复微生物修复主要是利用微生物的代谢反应和合成产物对环境污染进行监测评价及修复的单一或综合性的现代化人工技术系统用于污染水体治理的微生物技术主要有两类 一类

12、是直接向污染水体中投加经过培养筛选的一种或多种微生物菌种最常投放的微生物有光合细菌 PSB 和高效微生物群 EM 各种微生物菌群在其生长过程中产生的有用物质成为各自或相互生长的基质和原料通过相互间的共生关系形成一个复杂而稳定的微生态系统发挥多种功能10另一类是生物促生技术即通过向污染河流投放解毒剂减轻环境中的毒性或投加降解污染物的多种酶营养物质电子受体等对自然界中污染物降解土著微生物起到促生作用为之创造一个能顺利完成其自然降解功能的环境强化污染环境的自净能力加速对有机污染物的分解10特点净化费用低环境影响小污染物降解效果好无二次污染 局限性微生物的繁殖速度惊人一方面难以控制其数量另一方面每一次

13、繁殖都会产生一些变异品种导致微生物处理水质能力下降微生物的活性受温度 酸碱性等环境条件的影响较大微生物的分解物会造成藻类的大量繁殖再次导致水质变坏47 4 方法比较各种河流治污方法的比较详见表 1-1 表 1-1 各种河流治污方法比较表418-20分类 技术名称 适用类型 主要机理 设备成本 运行成本 效果维持时间 物理方法 截污治污 点源污染 削减污染物排入总量 高 高 明显 长期有效 引水冲污 富营养化 直接改善河流水质 一般 高需大量洁净外源 不确定依补水量而定 不确定 底泥疏浚 严重底泥污染 移出河道内源污染物 高 很高 一般会破坏水体生态系统 较长时间曝气复氧 严重有机污染 促进有机

14、污染物降解 高 较高 明显 不长需长期曝气 化学方法 化学除藻 富营养化 直接杀死藻类 较高 循环设备 一般 耗电 较明显 短 加药装置 药剂费用化学絮凝 磷污染 将溶解态转化成固态 较高 循环设备 一般耗电 较明显 短 加药装置 药剂费用重金属化学固定 重金属污染 抑制重金属从底泥溶出 较高较高 较明显 短 生物方法 植物修复 富营养化 提高河流生态系统稳定性 需引种适合的水生生物 极低 显著 长期有效 动物修复 富营养化 人为控制生物数量与密度 需引种适合动植物 不高 较明显长期有效 微生物修复 有毒有害难降解物质 投加高效菌种或生物促生剂 无需 较高菌种费 较明显 不长总体来说物理修复方

15、法虽然方法简单见效快但是工程量大耗财耗力而且只是暂时性的治标不治本不是最理想的修复方法添加化学试剂虽然短期效果明显但存在处理成本高可能对河流生态产生长期负面影响等问题而且只是改变污染物的存在形态从水相转移到另一种物相但并未从根本上消除污染物所以仅适用于特殊的应急处理难以成为河流水质净化的常规技术 与其他技术相比生物技术具有显著的优越性生物技术遵循河流生态系统的自然规律在增强河道自净能力治理河流污染的同时有助于河流生态的修复并且生物技术因其净化费用低环境影响小污染物降解效果好在污水处理中倍受青睐其中高效无二次污染的微生物处理技术尤其是对具有特殊分解能力菌种的培养和筛选将成为河流防治技术的发展趋势

16、随着研究的深入及技术产品的产业化微生物技术将在河流的污染防治以及生态恢复中发挥重要的作用成为河道曝气底泥疏浚等现有防治技术的有益补充为维护生态平衡保持流域的可持续发展做出重大贡献 参考文献1 邹丛阳张维佳李欣华李大鹏城市河道水质恢复技术及发展趋势J环境科学与技术 200730 8 991012 苏冬艳崔俊华晁聪张建辉王培宁污染河流治理与修复技术现状及展望J 河北工程大学学报 自然科学版 2008 25 4 56633 徐贵泉褚君达 2001 上海市引清调水改善水环境探讨J水资源保护 3 26-32 4 熊万永 2000 福州内河引水冲污工程的实践与认识J中国给水排水 16 7 26-285 嵇晓燕崔广柏河流健康修复方法综述J 三峡大学学报 自然科学版 200830 1 93956 徐海娟冯本秀河流污染治