欢迎来到证券网市场财经网首页

浅析生态修复技术治理黑臭水体

来源:时间:2025-04-22 02:35:22

 

詳細闡述了黑臭水體主要成因及判別標準,浅析並在此基礎上針對性地提出了如物理法、生态水体化學法以及生物的修复生態修複法等手段來治理黑臭水體,希望對治理黑臭水體,技术改善人居環境有所裨益。治理

1 概述

改革開放以來,黑臭隨著我國城市化的浅析發展,環境汙染愈發嚴重,生态水体而一些城鎮的修复自然水體出現了嚴重的黑臭現象,嚴重影響城市環境和周邊居民的技术生活。出現如此現象,治理主要是黑臭因為大部分城市的水環境處理基礎設施不完善、城市居民缺乏環保意識以及工礦企業偷排汙水。浅析根據2017年5月31日中國環境保護部發布的生态水体《2016年中國環境狀況公報》發現全國共有1 285個黑臭水體整治項目,我國愈發重視黑臭水體的修复治理。而因廉價、無二次汙染、高效去汙等優點著稱的生態修複技術被廣泛應用於黑臭水體的治理,但常常出現使用時忽略實事求是、標本兼治的現象。

2 黑臭水體成因及判別標準

2.1 黑臭水體成因

水體變黑發臭主要是因為水中微生物的分解活動產生大量氨氮化合物和硫化氫,導致水體含氧量不足,這也使得大量汙染物沉積,水體因大量氧氣被消耗而處於厭氧或缺氧,從而促進了金屬離子和硫離子的結合,導致懸浮顆粒被硫離子吸附,使得河流湖泊等水體變黑,厭氧分解的有機物產生的硫化氫、氨氣,導致水體發臭。研究表明,這一現象在夏季等溫度高時尤為明顯,尤為此時水中微生物活性增強。

水體的自淨能力不足也導致了城市水體變黑發臭。當水體中各種生物的新陳代謝的產物得不到及時分解處理,淤泥長期積存在水底,水體因排入大量汙廢水而使得水體長期有大量懸浮物,導致水體富營養化,生態平衡遭到破壞,這些因素都大大削弱了水體的自淨能力,並且由於城市規劃河道時因裁彎取直而導致河流天然水動力不足,水體無法得到正常循環,長此以往必然導致黑臭水體的產生。

2.2 黑臭水體判別標準

在《城市黑臭水體整治工作指南》中根據不同指標評價黑臭程度,將黑臭水體細分,具體分級標準詳見表1。

3 治理方法

在整治城市黑臭水體過程中應遵循:合理性、全麵性、經濟性、有效性和安全性的原則。不但要使城市水體消黑除臭,提高水體的水動力環境,恢複水體自淨能力,修複水體的自然生態環境,並長期保持城市水體的清潔美麗。針對其黑臭水體的成因,應采用控源截汙、內源治理、活水循環、清水補給、水質淨化、生態修複等綜合措施來消除黑臭。

如今主要采用物理法、化學法以及生物的生態修複法來治理黑臭水體。本文將重點討論生物的生態修複法。

3.1 物理方法

黑臭水體治理的物理方法主要是采用控源截汙的方式,即攔截內源、阻斷外源,逐漸恢複水體的自然生態。因此需要當地城市完善城市的排水管網體係,將排水管網截留式合流製,將初期雨水排入汙水處理廠處理,有條件時,盡量設計為合流製雨水管網,加強對偷排汙廢水企業的懲處力度,從而減輕城市自然水體的水質負荷。采用河道清淤、底泥疏浚等方式降低水體內源汙染,並注意汙泥的運輸和處置,避免二次汙染。此外采用河道跌水、機械曝氣、建設噴泉、機械射流等方式提升水質溶解氧含量,可以改變城市水體的厭氧或缺氧狀態,提高城市自然水體的水動力。

3.2 化學方法

治理黑臭水體的化學方法主要是向黑臭水體中投放大量的化學藥劑,利用化學藥劑與水中汙染物發生的聚合作用,形成的聚合物在重力作用下自然沉澱,從而使得溶解性汙染物從水中分離,最終形成無毒無味的物質或沉積在水體底部。石灰,Ca(OH)2,Ca O2,鐵鹽,鋁鹽等化學藥劑,可以有效地去除水中懸浮物質,改善水質。雖然化學法可以有效地去除水中的有機物、鐵錳等重金屬離子,能夠在短期內快速實現水體的淨化,但不能保存城市水體的長期活性,投入成本太大,黑臭水體容易反彈,並且化學藥劑容易對生態係統造成二次破壞,治標不治本。

3.3 生物生態修複方法

生物—生態修複是一種根據水中的動植物、微生物的新陳代謝作用去除水中汙染物以恢複水體生態係統的生態功能的治理方法。因其長期有效、經濟合理、文明環保、清潔美麗而被廣泛應用於黑臭水體治理和海綿城市規劃。該方法主要是微生物修複和水生植物修複技術。

水生植物修複法是如今應用比較廣泛的經濟環保的水處理方法,該方法被大量應用於富營養化、富含重金屬等盛水汙廢水體中,並且其具有美化環境無二次汙染的特點。水生植物法通常是采用種植浮萍、水葫蘆、荷花和水蓮等,在應用中植物的挑選應因地製宜,以本土耐汙性植物為最佳。

3.3.1 水生植物技術處理黑臭水體的主要機理

1)直接吸收。水體中的一些物質是某些水生植物新陳代謝的營養物質,這些水生植物能夠直接吸收水體中的汙染物。對於重金屬等非水生植物所需的物質,植物也能通過螯合作用等方式富集在植物體內,從而淨化水體。

2)物理作用。水生植物通過過濾、吸附、凝聚等物理作用實現對黑臭水體的淨化。

3)微生物作用。水中的有機物作為微生物的新陳代謝的營養物質而被去除。微生物棲息在植物的根係上,並且植物脫落的根毛、表皮細胞是微生物的養料,促進了微生物的新陳代謝。植物與微生物的共生關係,進一步促進了水體汙染物質的去除。

4)抑藻作用。由於部分水生植物能夠直接分泌出抑藻物質,克製了水中藻類的繁殖;並且由於水生植物與藻類在光能、營養物質的競爭中,由於其體型大、吸收強、周期長等因素而處於優勢地位,抑製了水中藻類的生長。

5)酶催化。植物分泌的生化酶在對有機汙染物的降解、轉化中發揮了巨大的作用,植物死亡後,酶釋放到水體中,可以繼續發揮降解作用。

3.3.2 水生植物修複應用

常見的水生植物修複水體生態的技術是生態浮島與人工濕地。生態浮島是一種構建在河道中流速不大的漂浮體,這種漂浮體使用無土載體種植植物。生態浮島還具有美化城市,豐富生物棲息地的作用。人工濕地利用土壤介質的截留吸附過濾作用、各種生物的吸收和降解作用實現對黑臭水體的淨化。通過大量的實踐研究發現,水體中的氮磷、鐵錳等元素可以直接被植物吸收富集,極大地降低了水中汙染物質的含量,並且水生植物的根部可以向水中輸送大量氧氣,增加溶解氧的含量,逐漸美化水體環境。並且種植水生植物可以固定底泥,吸附懸浮物質,極大地降低了水中懸浮物質的含量,防止底泥的二次汙染。雖然水生植物修複水體優點眾多,但也有一定的局限性,如應注意植物因季節變化產生的淨化效果的差異,不同種類的植物處理不同水質的差異,以及植物枯萎後若未及時處理極易造成水體的二次汙染等情況。所以應因地製宜,一河一策,及時收割調節植物,防止二次汙染。此外應注意與其他方法的結合,麵對河流水質特別差時,可以結合曝氣、微生物的協同作用、生物膜、生態浮床、空氣過濾器等方法,實踐證明是切實可行的。

人工濕地可以分為以土壤基質為主和以植物碎石床為主兩種類型。前者占地麵積較大,後者通過在不同部位栽種不同的優良水生或濕生高等維管束植物,大幅提高水力負荷,極大地減少占地麵積,規劃科學合理,經濟節能,越來越為實際工程青睞。其一般工藝如下:

上遊水體→上遊取水口→生態礫石床→多段植物碎石床→上遊水體。

3.3.3 微生物修複應用

微生物修複是利用微生物的新陳代謝作用淨化水質的環保型工藝。主要是培養水體原生微生物、接種外來的特種微生物,以及投加促進微生物繁殖的藥劑等來實現淨化水質。但水中微生物的生理活性易受製於外界環境。采用固定水中遊離微生物方式能夠促進微生物的快速繁殖,促進水中氮磷物質的去除。但微生物法的局限性表現在微生物的專一性,需長期馴化,生長環境嚴苛。

3.3.4 生態岸帶修複

生態岸帶修複是多學科交叉的河岸管理工藝。在整治黑臭水體的過程中,通過河岸周邊植物對流經水體的吸附截留作用,河道水體水質得以改善。生態護岸因其促進水體下滲、維持水循環、防止水土流失、促進生物多樣性、調節河溪湖泊微氣候而被廣泛應用於海綿城市中。具有一定寬度的河岸帶具有過濾、吸附、沉積、吸收和削弱汙染物毒性等功能,優化進入地下的水體的水質。1980年Lowrance等發現通過河岸帶植被的過濾等作用可以有效降解水質氮磷物質,並且被河岸植被帶過濾直流吸附的含氮量為進入到河流中的6倍,並且被生態河岸帶截流過濾的水中汙染物得到植物根際微生物的降解。生態駁岸兼具削減進入水體中的汙染物質、提升水質、美化自然環境的功能。

生態岸帶生態修複機理主要是微生物以及動植物的生殖活動以及過濾淨化匯集等共同作用。河流濱岸帶為水中動植物提供正常生活、生長、覓食、繁衍的場所和生存條件,從而在駁岸帶形成生物群落和促進生態循環。河流河道作為水中汙染物質流動的載體以及生物活動的渠道,而水體流動促進了水和水中動植物的交換,而其他類型的生物群係流動於河流濱岸帶進行。河流各個方向的通道使得水中動植物和營養物質可以向各方向移動,而營養物質由於濃度差的流動過程吸收了大量物質、生物等。河流濱岸帶相當於大型過濾淨化器,其過濾吸附攔截功能減少了水中沉積物的流動,例如呈現出過濾淨化作用的河往往是河道寬闊、水動力充足、流動性好的河流。河流河道的寬度和聯係性關係著河流水體中物質的流入輸出、轉移、過濾或者消失。在整個河流流域範圍內,駁岸帶聯係著水體的各個生態群落的棲息地,匯集整個河流流域並提供物質。

在規劃河流濱岸帶時,應因地製宜、統籌兼顧、放眼全局、充分利用水流及原生生物,結合先進的工程技術和管理措施整治河流汙染,恢複生態。

4 結語

物理法、化學方法、生物—生態修複法都在城市黑臭水體治理中扮演著重要角色,而人工曝氣增氧的方法可以促進水體中氨氮的去除,增加水中溶解氧的含量,改善底泥環境,淨化水質。

在城市飛速發展的如今,黑臭水體治理工程任重而道遠。在整治黑臭水體過程中,首先我們必須實事求是,積極調研,與時俱進,因地製宜,根據河流的實際水質情況,對症下藥,標本兼治,一河一策,多技術多工藝結合,切忌以偏概全。基於挺水浮水等水生植物以及微生物來治理城市黑臭水體,經濟環保,迅速恢複黑臭水體河道的生態係統,建成生態宜居,幸福美麗的城市。

聲明:本文所用圖片、文字來源《山西建築》2021年3月,版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題,請與本網聯係刪除

相關鏈接:標準硫化氫生物微生物