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核心技術(shù)與產(chǎn)品

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河道水體污染生態(tài)治理修復(fù)
江河湖庫(kù)塘堰渠水體污染主要包括氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物和有機(jī)物污染兩方面，從物理方法和生物生態(tài)方法的綜合，主要從外源控制+內(nèi)源控制，配合環(huán)保優(yōu)勢(shì)微生物治理，眾所周知，水體污染生態(tài)修復(fù)是利用生態(tài)系統(tǒng)原理，采取各種修復(fù)受損傷的水體生態(tài)系統(tǒng)的生物群體及結(jié)構(gòu)，重建健康的水生生態(tài)系統(tǒng)、修復(fù)和強(qiáng)化水體生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，并能使生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)，自我維持、自我演替的良性循環(huán)——所以，生物-生態(tài)方法就顯得是江河湖庫(kù)塘堰渠水體污染生態(tài)治理與修復(fù)的關(guān)鍵。

水體污染治理技術(shù)主要有：
1. 物理方法：通過(guò)工程措施，進(jìn)行機(jī)械除藻、疏挖底泥、引水稀釋等。
2. 化學(xué)方法：加入化學(xué)藥劑殺藻、加入鐵鹽促進(jìn)磷的沉淀、加入石灰脫氮等。
3. 生物-生態(tài)方法：放養(yǎng)控藻型生物、構(gòu)建人工濕地和水生植被。
一般地，主要采用綜合治理，生物-生態(tài)方法+物理方法是合適的的江河湖庫(kù)塘堰渠水體污染生態(tài)治理方案。對(duì)自然修復(fù)的分析有三種方法：經(jīng)驗(yàn)性分析，一維沉降分析；二維污染物遷移分析。還可以通過(guò)定性的模擬污染物對(duì)水體的影響，加深人們對(duì)例如光合作用、呼吸作用及物質(zhì)循環(huán)等過(guò)程的深刻了解從而有助于生態(tài)的自我修復(fù)。水體水質(zhì)惡化主要是外界輸入的大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的，切實(shí)控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入是水體污染生態(tài)修復(fù)的重要前提，同時(shí)內(nèi)源性負(fù)荷也是主要營(yíng)養(yǎng)源。
4. 綜合治理

一、外源性污染物質(zhì)的控制方法
1. 流域內(nèi)污廢水的集中處理：實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)污廢水的達(dá)標(biāo)排放，從根本上截?cái)嗤獠枯斎朐矗顾w失去營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。相對(duì)于源來(lái)講，非源污染不僅量大而且較難控制，可以通過(guò)控制氮肥施用量，平衡氮、磷、鉀的比例，有機(jī)肥還田，發(fā)展“微生物菌肥”和農(nóng)業(yè)農(nóng)田灌溉節(jié)水等方式加以控制。
2. 恢復(fù)和重建濱岸帶生態(tài)系統(tǒng)：一是建立環(huán)湖濕地保護(hù)帶。這是從遷移、轉(zhuǎn)化途徑上控制陸域地表徑流營(yíng)養(yǎng)物入湖的一道防線。二是恢復(fù)和重建湖泊濱岸水生植被，通過(guò)物理阻滯作用促使污染物沉積并大量吸收營(yíng)養(yǎng)鹽。三是改造入湖河口生態(tài)與環(huán)境，充分發(fā)揮入湖河自然凈化作用。

二、內(nèi)源性污染物質(zhì)的控制方法
1. 工程性措施
（1）稀釋和沖刷
采用外流引水進(jìn)行稀釋和沖刷可以短時(shí)間內(nèi)有效地減少污染物的濃度和負(fù)荷，提高水體自凈能力，還能影響污染物質(zhì)向底泥沉積的速率。但引水稀釋導(dǎo)致交換水體的生態(tài)體系發(fā)生變化，也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
（2）底泥疏浚
底泥疏浚是修復(fù)湖泊水庫(kù)的一項(xiàng)有效技術(shù)，能夠徹底去除積累在其中的有毒有害物質(zhì)，但須注意防止底泥泛起以及底泥的合理處置，避免二次污染。
（3）底泥覆蓋通過(guò)在底泥表面敷設(shè)滲透性小的塑料膜或卵石
削減波浪擾動(dòng)時(shí)的底泥翻滾，有效抑制底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放，提高湖水透明度，促進(jìn)沉水植物的生長(zhǎng)。但存在治標(biāo)不治本、成本高、難以大面積使用等缺點(diǎn)，而且影響湖體固有的生態(tài)與環(huán)境。
（4）水力調(diào)度技術(shù)
根據(jù)水體條件不同，生物體在水中可表現(xiàn)為3種狀態(tài)：自由態(tài)、增長(zhǎng)增殖狀態(tài)和抑制狀態(tài)。水力調(diào)度技術(shù)是根據(jù)生命體的生態(tài)水力特性，營(yíng)造出特定的水流環(huán)境和水生生物所需要的環(huán)境，抑制藻類大量繁殖，采取水系連通等方式，遵循“湖程取長(zhǎng)，渠程取短”的原則。但應(yīng)注意防洪、防澇、防沙、防螺、防污染遷移和防內(nèi)源釋放。
（5）氣體抽提技術(shù)
利用真空泵和井，在受污染區(qū)域誘導(dǎo)產(chǎn)生氣流，將有機(jī)污染物蒸氣，或者將被吸附的、溶解狀態(tài)的或自由相的污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵樘岬降孛妫缓笤龠M(jìn)行收集和處理。在美國(guó)，抽提技術(shù)幾乎已經(jīng)成為修復(fù)受加油站污染的地下水和土壤的“法定”技術(shù)。
（6）空氣吹脫技術(shù)
在一定的壓力條件下，將壓縮空氣注入受污染區(qū)域，使溶解在地下水中的揮發(fā)性化合物、吸附在土壤顆粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驅(qū)趕出來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用中，它和抽提技術(shù)相結(jié)合可以得到好的效果。

2. 生物-生態(tài)方法
（1）水生植物修復(fù)技術(shù)
在適宜的生長(zhǎng)條件下與水中微生物、藻類等生物共同作用的水生植物，根據(jù)其自身特點(diǎn)，將水中的富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，如N、P、重金屬污染物等吸收在根、莖、葉等不同部位，從而既提供自身的營(yíng)養(yǎng)需求，又達(dá)到凈化水質(zhì)的作用。而且通過(guò)促進(jìn)根際微生物的活動(dòng)可加速有機(jī)污染物的生物降解。
目前國(guó)內(nèi)外研究并廣泛應(yīng)用的技術(shù)有以下幾種：
①人工濕地技術(shù)
濕地土壤是固相和液相組成的疏松多孔體系，含有大量的膠體顆粒，它們具有很大的表面積和表面能，對(duì)去除有機(jī)物和重金屬具有重要作用。在濕地處理系統(tǒng)中物理作用只要是沉淀、過(guò)濾和吸附，可去除固體懸浮顆粒：化學(xué)作用主要是對(duì)重金屬與填料反應(yīng)得以去除：生物作用比較復(fù)雜，主要是水生植物和各種微生物的協(xié)同作用。人工濕地技術(shù)的不足在于當(dāng)進(jìn)水懸浮性污染物fss）及有機(jī)物濃度過(guò)高時(shí)易產(chǎn)生堵塞和嚴(yán)重厭氧化而造成植物根系腐爛死亡。
②前置庫(kù)技術(shù)
受保護(hù)的湖泊水體上游支流利用天然或人工庫(kù)（塘）攔截暴雨徑流，工藝流程如下：徑流污水——沉砂池——配水系統(tǒng)——植物塘——湖泊。水生植物是前置庫(kù)中不可缺少的主要組成部分，從水體和底質(zhì)中吸收大量氮、磷滿足生長(zhǎng)需要，成熟后從前置庫(kù)中去除被利用。面水生植被恢復(fù)技術(shù)所謂“水生植被恢復(fù)技術(shù)”并非要再造原有植被，而是根據(jù)現(xiàn)實(shí)的湖泊生態(tài)與環(huán)境需求，并結(jié)合殘存的水生植被基礎(chǔ)。在已經(jīng)被破壞的湖泊環(huán)境基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)和構(gòu)造良性湖泊生態(tài)，該技術(shù)必須以削減水體的營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷為前提，否則人工恢復(fù)的水生植被無(wú)法維持穩(wěn)定狀態(tài)。
③水培技術(shù)
利用富營(yíng)養(yǎng)化水在種植槽中無(wú)土栽培經(jīng)濟(jì)作物，借助植物發(fā)達(dá)的根系，對(duì)流入淺水中的懸浮物進(jìn)行過(guò)濾，這些懸浮物中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽類、微生物、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物構(gòu)筑起一個(gè)生物相對(duì)豐富的生態(tài)系統(tǒng)。該技術(shù)在美國(guó)、日本等國(guó)家進(jìn)行了大量研究，可以生產(chǎn)出具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的食用植物或觀賞植物，并通過(guò)堆肥達(dá)到資源的循環(huán)利用。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在一定程度上隔絕土壤病原菌和害蟲(chóng)對(duì)作物的侵染，故無(wú)連作障礙，同時(shí)節(jié)省勞動(dòng)力。
④生態(tài)浮島技術(shù)
植物凈水工程的一種，是綠化技術(shù)與漂浮技術(shù)的結(jié)合體，植物生長(zhǎng)的浮體一般是由發(fā)泡聚苯乙烯制成的，質(zhì)輕耐用。島上植物可供鳥(niǎo)類休息，下部植物根系形成魚(yú)類和水生昆蟲(chóng)生息環(huán)境，同時(shí)能吸收引起富營(yíng)養(yǎng)化的氮和磷。與人工濕地技術(shù)相比生態(tài)浮島技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于不另外占地，較適合我國(guó)大多數(shù)河流無(wú)灘涂空間利用的特點(diǎn)。
綜上所述，植物修復(fù)技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：低投資、低能耗，處理過(guò)程與自然生態(tài)系統(tǒng)有著大的相融性，無(wú)二次污染，能實(shí)現(xiàn)水體營(yíng)養(yǎng)平衡，改善水體的自凈能力，對(duì)水體的各種主要污染物均有良好的處理效果。其中處理有機(jī)污染的優(yōu)勢(shì)在于植物能同化大多數(shù)的化合物為CO，或作為細(xì)胞骨架，即使一些環(huán)境污染物在植物內(nèi)大量積累也能通過(guò)轉(zhuǎn)移植物而清除。局限性在于運(yùn)作條件高、處理時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大及受氣候影響嚴(yán)重。植物修復(fù)被認(rèn)為是有前途的環(huán)境修復(fù)技術(shù)之一，但有許多問(wèn)題如如何篩選、培育和合理搭配高效率的植物品種以滿足不同環(huán)境的修復(fù)需要，尤其是低溫季節(jié)提高植物修復(fù)效率等問(wèn)題有待進(jìn)一步探討。充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵在于對(duì)不同類型植物對(duì)不同污染物很好去除作用的基礎(chǔ)性研究，以實(shí)現(xiàn)因地制宜的優(yōu)選水生植物，形成一個(gè)良好的修復(fù)系統(tǒng)。
（2）生物調(diào)控技術(shù)
生物調(diào)控技術(shù)修復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)是利用營(yíng)養(yǎng)級(jí)鏈狀效應(yīng)，在水庫(kù)中投入選擇魚(yú)類，吞食另一類小型魚(yú)類，借以保護(hù)某些浮游動(dòng)物不被小型魚(yú)類吞食，而這些浮游動(dòng)物的食物正是人們所討厭的藻類。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，工程造價(jià)低，運(yùn)行成本低。不會(huì)形成二次污染，還可適當(dāng)提高水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益。
（3）生物膜技術(shù)
根據(jù)天然河床上附著生物膜的過(guò)濾作用及凈化作用，人工填充濾料和載體，利用濾料和載體比表面積大，附著生物種類多、數(shù)量大的特點(diǎn)，從而使河流的自凈能力成倍增長(zhǎng)。生物膜技術(shù)因其降解能力強(qiáng)、接觸時(shí)間短、占地面積小以及投資少等特點(diǎn)而得到了長(zhǎng)足的發(fā)展與應(yīng)用。一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在工程實(shí)踐中運(yùn)用多種生物膜技術(shù)對(duì)污染嚴(yán)重的中小河流進(jìn)行凈化并獲良好效果。我國(guó)在此方面還只是處于試驗(yàn)階段，沒(méi)有真正的工程實(shí)踐。目前可采用的方法主要有人工填料接觸氧化法、薄層流法、浮流凈化法、礫間接觸氧化法、生物活性炭?jī)艋ǖ取?br /> （4）微生物修復(fù)技術(shù)
微生物可以將受污染水體中的有機(jī)物降解為無(wú)機(jī)物，對(duì)部分無(wú)機(jī)污染物如氨氮進(jìn)行還原從而去除，為了充分發(fā)揮微生物在污染物降解和轉(zhuǎn)化方面的作用，目前有兩種方式：一是補(bǔ)充污染物降解微生物，可以使用具有某種特定功能的菌群，也可以從受污染水體和底泥中分離篩選后富集培養(yǎng)。再返回受污染水域，還可以利用基因工程菌的接合轉(zhuǎn)移。二是為土著微生物提供合適的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件：合適的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件可以激活生長(zhǎng)代謝緩慢或處于停滯狀態(tài)的土著微生物，使其重新具有污染物高速分解的能力。
（5）仿生植物凈化技術(shù)
以重建健康的河流生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，用具有很強(qiáng)彈性、韌性和柔性的材料仿照河流生態(tài)系統(tǒng)中的沉水植物輪藻設(shè)計(jì)而成。仿生植物以河道中原有的天然生物菌群作為種源，在填料絲表面經(jīng)過(guò)生物的自然富集形成生物膜，通過(guò)微生物的生命活動(dòng)去除水中的污染物質(zhì)。該技術(shù)在有效凈化污染水體的同時(shí)還具有如下特點(diǎn)：不影響河流的航運(yùn)和泄洪等功能，不破壞河流生態(tài)系統(tǒng)，適合河流復(fù)雜多變的水流條件，比表面積大，空隙率高，化學(xué)與生物穩(wěn)定性強(qiáng)，不溶出有害物質(zhì)，價(jià)格便宜，便于安裝。
（6）土地處理技術(shù)
污水特別是生活污水中含有大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用污水通過(guò)慢速滲濾方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉可以滿足農(nóng)作物和其他植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)。同時(shí)也去除了污染物質(zhì)，能在很大程度上緩解我國(guó)水資源的緊缺狀況。工藝流程圖如下：原污水——污水蓄水池——厭氧調(diào)節(jié)池——土地處理系統(tǒng)——排水井。該方法對(duì)氮、磷等污染物的去除效果較好，但是水力負(fù)荷一般較低，滲流速度慢。
（7）深水曝氣技術(shù)
通過(guò)機(jī)械方式將深層水抽取出來(lái)曝氣然后回灌深層，或注入純氧和空氣全部提升至水面再釋放等方式。使水體中溶解氧濃度升高，改善冷水魚(yú)類的生長(zhǎng)環(huán)境和增加食物供給，又通過(guò)改善底泥界面厭氧環(huán)境為好氧條件來(lái)降低內(nèi)源性磷的負(fù)荷。該技術(shù)對(duì)水體生態(tài)與環(huán)境的修復(fù)有著深遠(yuǎn)的影響。

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