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1、水污染控制理论和技术论文课程论文学号：0930101040 专业：水文学及水资源 姓名：吴 霞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依 照上课内容和自己查找资料、总结撰写的综述性文章；另一篇 单一直截了当 投加微生物修复技术在都市重污染河流治理中的应用研究是依照我所做过的一 个项目写的研究型论文，要紧为学姐撰写，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。名目污染河道治理与修复技术综述- 1 -单一直截了当投加微生物修复技术在都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
2、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 状进行了简介和评判，并对三类技术进行了比较，发觉生物修复技术，专门是微 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，出现出以好氧有机物为要紧污染物、以水体黑臭为要紧特点的污染现 象，严峻阻碍着居民生活和工农业生
3、产。此外，随着经济的快速进展、都市的扩 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 道污水治理技术要紧可分为物理、化学和生物三类方法：1 物理方法1.1 截污治污截污治污是将原本直截了当排入都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，为进一步净化水质制造条件。特点：截污是从全然上解决河道水污染的关键，只有污染物从源头上得到操 纵，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。1.2 引水冲污引水冲
4、污要紧是引清洁的江河水对都市河道进行冲刷，缓解其水质污染状 况，提高河道自净能力。其过程要紧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淌，形成“换水”2 。如上海苏州河的综合调 水工程3，福州内河的引水冲污工程4。特点：加大了污染河道的水量，加速河水流淌，促进污水的稀释，使河水在 河道中的停留时刻缩短，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
5、运行费昂贵,必须考虑当地经济承担能力；需要提高水利枢纽的质量 和疏浚河道，增加冲污成效3,4。1.3 底泥疏浚 底泥疏浚是解决河流内源污染的重要措施，要紧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开释6。目前最先进的环保式底泥疏浚 方式是绞吸式挖泥船，这种方式是直截了当由管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操纵和监视系统，大大 提 高了疏浚精度7。我国太湖五里湖、安徽巢湖、昆明滇池就采纳这种疏浚方式。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4,
6、5。局限性：一是工程量大，耗资庞大；二是疏浚河道工程的环境后效存在专门 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；而且由于污泥清除过多，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；还有污泥的处置是一大难题4,5。1.4 曝气复氧 曝气复氧技术是依照河流污染缺氧的特点，在适当的位置向河水进行人工复 氧，提高水体的溶氧水平，复原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。应用形式要紧有固定式充氧站和移动式充氧平台两 种。要紧应用于过渡性措施使用和应付突发性河道污染使用9。美国的 Hamewood 运河口、韩国
7、的釜山港湾、德国的 Beriln 河以及我国在1990 年 8、9 月北京亚 运会期间，在清河段都采纳了此人工曝气技术，并都取得了水质净化、臭味消 减的成效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，专门关于相对封闭、差不多 不流淌的水体，不能充分发挥其作用。移动式则幸免了两者的缺点10。2 化学方法要紧是通过投加化学制剂，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，从而达到排除污染物的目的。2.1 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TiO 是专门
8、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2 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，可作为严峻富营养化河流的应急措施；操作简单， 可在短时刻内取得明显的除藻成效，提高水体透亮度4。局限性：该法不能将氮磷等营养物质清除出水体，不能从全然上解决水体的 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阻 碍；经常投加灭藻剂，会使藻类产生抗药性，从可连续的角度来看,其危害也是 显而易见的4,7。2.2 化学絮凝化学絮凝技术是一种通过投加化学药剂（一样为混凝剂）去除水体中污染物、 改善水质的处理技术较适
9、用于污染严峻、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：关于操纵污染河流内源磷负荷，专门是河流底泥的磷开释，有一定的 成效5。局限性：该法不能将氮磷等营养物质清除出水体，不能从全然上解决水体的 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4。2.3 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 化物等难溶性沉淀物，固定在底
10、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阻碍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，系统稳固性和生物多样性就会降低。生物方法确实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复原 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。要 紧分为以下三类：3.1 植物修复一方面能够利用庞大的根系
11、，吸取N, P等营养物质，用以合成自身的组织 结构；另一方面能够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。自然界能够净化环境的植物有 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、生态和谐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刻、 空间上的组合，从而构成一个在时刻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）繁育速度 太快，当打捞速度跟不上其生长速度时，
12、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 烂物还会对水体形成二次污染；假如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5,7。3.2 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截了当吸食有机颗粒物、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。 适当放养通过选择的鱼类及浮游动物，能够有效操纵藻类和其他水生植物繁育 4。局限性：放养外来生物如鱼类，假如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
13、等，造成生态失衡。3.3 微生物修复微生物修复要紧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、 评判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 技术要紧有两类：一类是直截了当向污染水体中投加通过培养选择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，形成一个复杂而稳固的微生态系统，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
14、物降解土著 微生物起到促生作用，为之制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，环境阻碍小，污染物降解成效好，无二次污染。 局限性：微生物的繁育速度惊人，一方面难以操纵其数量，另一方面每一次 繁育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阻碍较大；微生物的分解物，会造成藻类的大量繁育， 再次导致水质变坏4,7。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4，18-20技术名称适用类型要紧机理设备成本运行成本成效坚持时刻截污治污点源污染物理
15、方法引水冲污富营养化削减污染物排入总量直截了当改善河流水质一样高（需大量 洁净外源）明显长期有效底泥疏浚严峻底泥污染曝气复氧严峻有机污染移出河道内源污染物促进有机污染物降解专门高较高化学除藻富营养化直截了当杀死藻类循环设备耗电化 学 方 法化学絮凝重金属化学固定磷污染重金属污染将溶解态转化成固态加药装置循环设备加药装置药剂费用耗电药剂费用生 物 方 法植物修复动物修复微生物修复富营养化富营养化有毒有害，难降解物质抑制重金属从底泥溶出提高河流生态系统稳固性人为操纵生物数量与密度投加高效菌种或生物促生剂较高需引种适合的水生生物需引种适合动植物无需较高极低不咼较高（菌种费）不确定（依补水量而定）一样会破坏水体生态系统不确定较长时刻明显较明显较明显较明显显著较明显较明显不长（需长期曝气）长期有效长期有效不长总体来说物理修复方法尽管方法简单、见效快，然而工程量大，耗财耗力， 而且
