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城市缓流水体的生物强化净化技术
作者:管理员    发布于:2016-10-13 10:24:19    文字:【】【】【

  城市缓流水体的生物强化净化技术田伟君1翟金波2王超1(1.河海大学环境科学与工程学院,南京210098;2.泰安市规划局,泰安271000)之中。而生物净化技术是根据水体自净的原理而设计和开发的污染水体净化技术。本文列举了国内外城市污染水体常用的生物净化技术的特点及应用情况,指出了各种生物净化技术在实际应用中的不足和发展前景,为我国城市水体的治理提供。

  污染控制研究工作。

  城市的快速发展,人口的迅速加,使水资源的需求量日益长,水污染也日趋严重。世界上许多国家都面临水资源短缺和水域生态环境恶化的问题。21世纪世界水资源委员会的一份报告指出,全世界有一半以上的水域己被污染,水域生态系统遭到严重破坏。我国水体污染十分严重,尤其是城市缓流水体由于受城市发展的影响和人为的损害,加之水体流动性小、自净能力弱,其自净功能面临减退甚至消失。据近年来全国水域的水环境质量调查统计t1,在流经全国42个大中城市的44条河流中有93被污染,其中重度污染和中度污染占7964的城市河段为4类或5类水质,50的重点水源地不符合饮用水标准;湖泊和水库的水质也普遍较差,75以上的湖泊(水库)富营养化加剧。许多城市出现了水质性缺水现象,我国以淮河流域、辽河流域、太湖流域、上海苏州河、深圳的龙岗与宝安、惠州的淡水以及珠海等地为严重。这些地区为满足生产与生活用水需要不得不进行远距离调水。水资源的匮乏,己无法满足人们正常生产和生活用水的需要,同时己成为制约我国工农业发展的因素针对我国目前的经济和技术条件,要在短时期内从根本上解决城市水体污染问题是不可能的。因此,对受污染的城市缓流水体进行人工强化净化技术研究,开发出符合我国国情的水体净化技术己是当前社会发展和生态环境建设的迫切需要。生物净化技术因其净化效果好、花费少等特点,目前己成为国内外研究的热点。

  1生物净化的基本原理生物净化是水体的一个重要特征。在未受污染的天然水体中,存在着大量依靠有机物生存的微生物群体它们或悬浮在水体中,或附着在河床及其他载体上,或沉积于淤泥中。它们在与水中有机物接触的过程中,利用自身的新陈代谢功能,在有溶解氧的条件下,使在水体中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无机物,如水、二氧化碳和硝酸盐等,从而使水体得到净化。而在受到污染的水体中,由于过量的有机物分解需消耗水体中大量氧,从而导致水体缺氧,大量水生生物消亡,微生物的生存空间逐步缩小,数量和种类迅速减少,水体的自净能力也随之快速下降,水质逐渐恶化,失去原有的功能。生物净化技术就是充分利用天然水体的自净功能,采用人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境,培育出大量净化能力强的微生物,以提高对污染水体中有机物氧化降解效率的一种净化方法。该方法具有处理效果好、投资省、不需耗能或低耗能等特点,重要的是,该法能使污染水体的自净能力逐渐恢复。

  2目前国内外常用的生物净化技术水体生物净化技术是近年来国内外为解决水域污染而研究开发的重点技术。许多发达国家,如日本、韩国和荷兰等己经用于工程实践,我国则刚刚起步,但发展较快。目前国内外使用多的生物净化技术是投菌技术、生物膜技术与曝气技术。

  2.1投菌技术投菌技术是直接向污染水体中接入外源的污染降解菌,然后利用投加的微生物激活水体中原本存在的可以自净的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物,并通过它们的迅速殖,强有力地钳制有害微生物的生长和活动,从而消除水域中的有机污染及水体的富营养化,消除水体的黑臭,而且还能对底泥起到一定的硝化作用。目前国内外常用的有集中式生物系统(centralbiologicalsystemCBS)、高效复合微生物菌群(EM)及固定化细菌等技术。

  技术CBS技术是由美国CBS公司的科学家开发研制的一种高科技生物修复技术它是由几十种具备各种功能的微生物组成的一个良性循环的微生物系统。该技术是在无固定设备且完全自然状态下,在流动的水体中,利用向河道喷洒生物菌团使淤泥脱7水让水和淤泥分离,然后再削减或消除有机污染物,达到硝化底泥、净化水质的目的。重庆桃花溪在2000年3―4月间曾使用CBS技术净化河水。

  野川是多摩川的一条支流,自昭和30年代以来,大量的生活污水排入野川,致使野川水质恶化,BOD等各项指标严重超标。野川注入多摩川使多摩川水质恶化,水体污染严重,给人们的生产和生活带来了极大的不便。为此,在野川注入多摩川前设立净化场,使野川的水先进入净化场,经净化场净化后再注入多摩川。野川净化场是采用砾间接触氧化法净化河水的典型工程,它设立在野川一侧的河滩地带,为地下构造式。以卵石为填料,在其表面形成生物膜,再利用生物膜对河水进行净化。野川净化场自建成投入使用后,大约经过6年的运行结果观测,进入净化槽污水的BOD和SS的平均值为12.7mg/L和9.0mg/L,经净化槽净化后出水BOD和SS的平均值为5.2mg/L和3.3mg/L,其去除率分别为591和63.3.此外,该净化场所需的主要原料卵石(21400m3)是现场取自多摩川的高水位河床,省工省钱;取水位也是利用野川的自然水位差设计,不需动力;净化场由于采用地下构造式,上覆土砂,还可做为居民游憩的公园或广场。

  2.22排水沟(渠)的接触氧化法该方法是在排水沟(渠)内或外设置净化设施,在设施内填充粒状、细线状、垫子状、波板状及各种大、空隙率高的特点,使大量的微生物附着在其表面,形成生物膜1213.当污水流过净化装置时,其中的污染物质与生物膜接触被吸附、沉淀,进而被分解。这样,污水在排入河流之前就能得到充分的净化,减少了河流污染的发生源。同时,还能对污染的河流起到稀释作用。

  该方法具有净化效果好、便于管理的特点,尤其是该法有时是在几十cm深的沟(渠)中进行的,往往不需要曝气,所以能充分节省能源。近年来,该方法因其投资省、净化效果好,所以在河流的直接净化中应用较多,日本建设省己建成使用的采用该方法净化中小河流的处理设施就有150多个。如日本千叶县排水沟(渠)的净化设施。它主要是利用活性炭对基质的强吸附能力,同时为微生物的附着生长提供较大的比表面积,特别是细菌分解水中有机物的“生物膜效应‘和微生物吸着在活性炭上分解有机物的”生物再生效应“以及活性炭微孔隙捕捉有机物的”吸着效应“去除河水中的污染物质,使水质得到改善。

  该方法充分发挥了活性炭比表面积大、空隙大和吸附性能好的特性,使附着在其表面的微生物种类多、数量大、活性强、殖速度快,形成了吸附与好氧生物膜的结合,进一步提高了生物膜的净化能力。

  224簿层流法各样的砾石和塑料等接触林利用接触材比。表面积“4河流的净化能力就变成原来的t4倍。w.cki.net河流的净化作用主要在于河床上附着的生物膜生物膜面积大,通过膜表面的水的流量就会减少,生物膜的净化能力就得到了强。薄层流法就是使水流形成水深数cm的薄层流过生物膜,使河流的自净作用强数十倍。例如,河宽为原河流的2倍,水深为原河流的1/2河流的净化能力就为原来的2倍;如河宽为原河流的4倍,水深为原河流的2.25伏流净化法该法主要是利用河床向地下的渗透作用和伏流水的稀释作用来净化河流的。该方法可被看作是一种缓速过滤法(微生物膜过滤)整个河床是一个大的过滤池,由河床上附着的生物膜构成缓速过滤池的过滤膜污染的河水经过滤膜的过滤作用缓慢地向地下扩散,成为清洁的地下水。用于稀释的伏流水是渗入地下的清洁水,人为用泵提升到地面来稀释河流,使河流的自净作用进一步强(如所示)。

  2.3曝气技术直接曝气技术是充分利用天然河道和河道己有建筑就地处理河流污水的一种方法。它是根据河流受到污染后缺氧的特点,人工向河道中充入空气(或氧气)加速水体复氧过程,以提高水体的溶氧水平,恢复水体中好氧微生物的活力,使水体的自净能力强,从而改善河流的水质状况许木启,黄玉瑶。受损水域生态系统恢复与重建的研受到严厉染。1990年为确/运金的顺利进MinKg马迪克:M谭特污Mef处水渥―bookmark2 68―764丁吉震。CBS水体修复技术。洁净煤技术,20006(4):5李捍东,王庆生。优势复合菌群用于城市生活污水净化新技术的研宄。环境科学研宄,200013(5)14166李正魁,濮培民。辐射聚合固定化反硝化菌去除污水中硝酸盐。江苏农业学报,200016(1)37407李正魁,濮培民,胡维平,等。固定化细菌技术及其在物理生态工程中的应用一固定化氮循环细菌对水生生态系统的修复。江苏农业学报,2001,17(4)2482528丨稻森悠平,林纪男,须藤隆一。直接净化法仑活用L亡河川水力、污染负荷①削减。用水t废水,1990,32(8)2229 9丨芳仓太郎。生物膜法①产业废水。环境水净化①适用。

  1矢野洋一郎。自净作用仑应用L亡河川净化。用水t废水,198224(1)1323 11丨长内武逸。砾间接触氧化法二上河川水①直接净化。

  用水t废水,1990 12稻森悠平,林纪男,须藤隆一。水路(二上污染河川水①直接净化。用水t废水,199032(8)3237 13丨中村荣一。排水路净化设施①处理机能。用水t废水,本桥敬之助,山内隆,南彰则。不织布接触材仑用I.亡排水路①水质净化。水处理技术,199637(3)3640芳仓太郎,西尾孝之,北野雅昭。生物活性炭附着细菌(二上河川水中①有机物分解。用水t废水,1997,9(2)1926孙从军,张明旭。河道曝气技术在河流污染治理中的孙厚钧。水体增氧技术是改善城市河流湖泊水质的有效措施。北京水利,2002(4)3536刘延恺,陆苏。河道曝气法一适合我国国情的环境污水处理工艺。环境污染与防治,199416(1)2225(责任编辑:刘颖)(上接第34页)

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