水體修復(fù)技術(shù)PPT課件

1、1水體修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢陳姍姍（05346017）李曉佳（05346025）麥茵茵（05346026）張文琦（05346033）羅 琦（05346035）2 環(huán)境修復(fù)工程:所修復(fù)的水體是環(huán)境的一部分,不能與環(huán)境分離開來,在修復(fù)水體過程中,需要保護周圍環(huán)境.即必須將環(huán)境因素融入技術(shù)中.環(huán)境修復(fù)工程和傳統(tǒng)的污水處理工程的不同之處: 傳統(tǒng)的污水處理工程:處理對象能夠從環(huán)境中分 離出來34水體修復(fù)技術(shù)物理修復(fù)技術(shù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)生物修復(fù)技術(shù)水體修復(fù)技術(shù)一般可分為水體物理修復(fù)技術(shù)、水體化學(xué)修復(fù)技術(shù)和水體生物修復(fù)技術(shù)。目前在研究應(yīng)用上一般以水體生物修復(fù)技術(shù)為主，水體物理修復(fù)技術(shù)、水體化學(xué)修復(fù)技術(shù)為輔

2、。水體修復(fù)技術(shù)概況5一、物理方法現(xiàn)狀：引水稀釋、底泥疏浚。 引水稀釋就是通過工程調(diào)水對污染水體進行稀釋。使水體在短時間內(nèi)達到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)該方法能激活水流，增加流速，使水體中do增加，水生微生物、植物的數(shù)量和種類也相應(yīng)增加，從而達到凈化水質(zhì)的目的。 底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴(yán)重的河段、湖泊進行疏浚、清淤，恢復(fù)河流和湖泊的正常功能。趨勢：由于物理修復(fù)技術(shù)存在暫時性、不穩(wěn)定性以及治標(biāo)不治本等缺點，所以與生物和化學(xué)技術(shù)相結(jié)合是物理修復(fù)技術(shù)以后的發(fā)展趨勢。6二、化學(xué)方法現(xiàn)狀：通過化學(xué)手段處理被污染水體達到去除水體中污染物的一種方法如治理湖泊酸化可投加生石灰，抑制藻類大量繁殖可投加殺藻劑。如除磷可投加

3、鐵鹽等化學(xué)凈化法由于投加的是化學(xué)藥劑，因此不僅治理費用較高，而且還易造成二次污染目前該方法主要用于酸化湖泊的治理。趨勢：化學(xué)修復(fù)技術(shù)具有費用高、易造成二次污染等缺點，故高效、廉價、安全的藥劑的研制(如絮凝劑的研制和與生物技術(shù)相結(jié)合是化學(xué)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)在以及將來的發(fā)展方向。7三、生物方法三、生物方法現(xiàn)狀：已開發(fā)出多種有關(guān)污染水體生物修復(fù)的技術(shù)，從生現(xiàn)狀：已開發(fā)出多種有關(guān)污染水體生物修復(fù)的技術(shù)，從生物的選擇和培養(yǎng)應(yīng)用上來分主要包括直接投加微生物技術(shù)、物的選擇和培養(yǎng)應(yīng)用上來分主要包括直接投加微生物技術(shù)、培養(yǎng)微生物技術(shù)和高等生物修復(fù)技術(shù)等；按其工程實施的培養(yǎng)微生物技術(shù)和高等生物修復(fù)技術(shù)等；按其工程實施的方

4、式來分主要有原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位異位方式來分主要有原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位異位聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。趨勢趨勢:與傳統(tǒng)的化學(xué)、物理處理方法相比，生物修復(fù)技術(shù)與傳統(tǒng)的化學(xué)、物理處理方法相比，生物修復(fù)技術(shù)有以下優(yōu)點污染物在原地被降解；修復(fù)時間較段；就地處有以下優(yōu)點污染物在原地被降解；修復(fù)時間較段；就地處理操作簡單，對周圍環(huán)境的干擾少；較少的修復(fù)資金，一理操作簡單，對周圍環(huán)境的干擾少；較少的修復(fù)資金，一般只為傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法的般只為傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法的30%到到50%；人類直接暴露；人類直接暴露在這些污染物下的機會減少；不產(chǎn)生二次污染，遺留問題在這些污染物下的機會減少；不產(chǎn)

5、生二次污染，遺留問題少的特點，是未來水體修復(fù)的重點發(fā)展趨勢。少的特點，是未來水體修復(fù)的重點發(fā)展趨勢。8水生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)是生態(tài)工程技術(shù)的一個分支，其基本含義是根據(jù)水生生態(tài)學(xué)及恢復(fù)生態(tài)學(xué)基本原理對受損的水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行修復(fù)，促進良性的生態(tài)演替達到恢復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)完整性的一種技術(shù)措施。 根據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)所受脅迫的主要類型進行分類：大體可劃分為兩類。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)生物生態(tài)方法治理和修復(fù)受污染水體的技術(shù)與生態(tài)友好的水利工程技術(shù)9（一）、污染水體生物生態(tài)治理技術(shù) 概念概念：該類技術(shù)是利用培育的高等植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命代謝活動，對水體中污染物進行富集、轉(zhuǎn)化、吸收及降解而

6、使水體凈化的技術(shù) 優(yōu)點優(yōu)點：具有處理效果好、低耗能或不需耗能、工程造價相對較低、運行成本低廉以及不形成二次污染特點強調(diào)對水質(zhì)的凈化效果主要用于受污染而失衡的自然水生生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。 制約因素制約因素：包括氣候條件、生物種類和物種引入、土地利用及運行維護等。10按照與水生態(tài)系統(tǒng)融合的程度大?。荷锷鷳B(tài)治理技術(shù)生物修復(fù)技術(shù)生態(tài)修復(fù)技術(shù)利用生物的新陳代謝對有機污染物及氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的同化作用將低濃度污染物進行富集轉(zhuǎn)化達到治理污染水體的目的。恢復(fù)退化水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中缺失的組分，達到重建水生態(tài)系統(tǒng)的良好結(jié)構(gòu)實現(xiàn)其功能的恢復(fù)，同時改善水質(zhì)。異同異同111、生物修復(fù)技術(shù) 固定化細(xì)菌技術(shù) 河道內(nèi)曝氣結(jié)合高效微

7、生物處理修復(fù)技術(shù) 生態(tài)浮床技術(shù) 卵石床生物膜技術(shù) 穩(wěn)定塘（氧化塘）技術(shù) 生物過濾技術(shù) 土地處理技術(shù) 人工濕地技術(shù)122生態(tài)修復(fù)技術(shù)生物操縱技術(shù)沉水植物重建技術(shù) 該類技術(shù)的特點是修復(fù)措施與退化水生態(tài)系統(tǒng)緊密融合。對于我國淺水型湖泊的富營養(yǎng)化防治是一項應(yīng)用潛力很大的技術(shù)。 通過生物操縱或沉水植物重建。減輕營養(yǎng)負(fù)荷的再懸浮程度。促使藻型富營養(yǎng)化水體向草型富營養(yǎng)化水體演替，抑制藍(lán)藻暴發(fā)，達到提高水質(zhì)安全性的目的。目前，在我國太湖地區(qū)正在對這種技術(shù)進行試驗。13（二）、生態(tài)水利工程技術(shù) 主要針對河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，而且主要是小型河流。 這一技術(shù)在歐美及日本正被推廣應(yīng)用，而在我國還處于典型試驗研究階段。1

8、河道修復(fù)技術(shù)河道修復(fù)技術(shù) 2河道內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù)河道內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù)3河岸修復(fù)技術(shù)河岸修復(fù)技術(shù)4流域內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù)流域內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù)5流域內(nèi)土地利用修復(fù)技術(shù)流域內(nèi)土地利用修復(fù)技術(shù)14廣州河道生物修復(fù)成功案例黑臭河道水體： 朝陽涌 古廖涌 應(yīng)用技術(shù)： 底泥生物氧化 水體生物修復(fù) 河涌生態(tài)恢復(fù)15目前我國城市水環(huán)境生物修復(fù)存在目前我國城市水環(huán)境生物修復(fù)存在的問題的問題 重水體生物修復(fù)而忽視底泥生物修復(fù)重水體生物修復(fù)而忽視底泥生物修復(fù) 重外源微生物投放而忽視土著微生物激活重外源微生物投放而忽視土著微生物激活 重單一措施而忽視綜合處理重單一措施而忽視綜合處理 重污染源控制而忽視水環(huán)境生態(tài)恢復(fù)重污染

9、源控制而忽視水環(huán)境生態(tài)恢復(fù)16一、概況綜觀國內(nèi)外工作，有關(guān)生物-生態(tài)修復(fù)的研究與應(yīng)用大致可分三個方面： 一是以應(yīng)用微生物為主體的生物修復(fù)技術(shù)，美國、日本及國內(nèi)一些生物工程公司的產(chǎn)品已進入應(yīng)用試驗階段，在局部區(qū)域，特別是城市內(nèi)河治理中不乏有成功的例子； 二是應(yīng)用高等植物為主體的植物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)，適用于大面積、低濃度的污染位點，由于植物修復(fù)是一個自然的過程，易為公眾接受； 三是基于“食物鏈”原理的生物操縱技術(shù)，應(yīng)用羅非魚、鰱魚及貝類等濾食性動物的放養(yǎng)及水體生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對控制富營養(yǎng)化水體藍(lán)藻水華發(fā)揮了明顯的作用。生物生態(tài)修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)我國生態(tài)環(huán)境保護領(lǐng)域最有價值和最具生命力的生物

10、處理技術(shù)。其中的esb水體修復(fù)技術(shù)（生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)）是一項目前世界上正在興起的突破性的一種水體修復(fù)技術(shù)。 17 esb水體修復(fù)技術(shù)是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動，對水體污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術(shù)，還可以綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來，在治理區(qū)建設(shè)休閑和娛樂設(shè)施，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。esb水體修復(fù)技術(shù)思路是，消除爭氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢好氧微生物，打造生態(tài)基礎(chǔ)，并通過水生動、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復(fù)水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復(fù)等特點，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良

11、性循環(huán)。 esb esb水體修復(fù)技術(shù)水體修復(fù)技術(shù)18微生物修復(fù)技術(shù)微生物修復(fù)技術(shù)浮島技術(shù)浮島技術(shù)水生動物恢復(fù)水生動物恢復(fù)生態(tài)清淤技術(shù)生態(tài)清淤技術(shù)生態(tài)復(fù)氧技術(shù)生態(tài)復(fù)氧技術(shù)生態(tài)護提技術(shù)生態(tài)護提技術(shù)植物操控技術(shù)植物操控技術(shù)人工濕地技術(shù)人工濕地技術(shù)水生動物恢復(fù)水生動物恢復(fù)和重建技術(shù)和重建技術(shù)esb水體修復(fù)技術(shù)包括水體修復(fù)技術(shù)包括19二、esb水體修復(fù)技術(shù)效益展望1、經(jīng)濟分析經(jīng)濟分析 esb生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)污水的消納成本低。esb生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)如果生態(tài)修復(fù)的技術(shù)能進行全面推廣的話，其工程成本和維護費用可以大大降低，其投資效益非常明顯。 隨著河道水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和城市水體生態(tài)景觀的形成，可

12、進行休閑垂釣、河流水體旅游等商業(yè)用途的開發(fā)，以提河流水體自身經(jīng)濟效益的產(chǎn)出，來籌集部分維護資金，減少長期支出河道維護費用的壓力，拓寬了水體治理的資金來源，使河道治理進入市場化和社會化。202 2、社會效益社會效益 人類的所有活動都必須依托于所棲息的生態(tài)環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了生存維護系統(tǒng)，提供了從事各種活動所需的最基本的物質(zhì)資源。通過生物修復(fù)可緩解因水污染給周邊商業(yè)、居住區(qū)域帶來的負(fù)面影響和環(huán)境壓力，還美化了環(huán)境，產(chǎn)生了良好的景觀效應(yīng)。采用浮島種植的水生花卉清翠碧綠、色彩繽紛、鮮艷奪目，呈現(xiàn)一片欣欣向榮的景象，構(gòu)成一幅美麗的人工自然生態(tài)景觀，提升了城市的環(huán)境生態(tài)水平，普及河流生態(tài)知識、提高環(huán)

13、保意識，具有極高的社會效益和環(huán)保效益。213 3、應(yīng)用意義、應(yīng)用意義 esb生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)實施，具體為采用耐污性強的活性微生物制劑，結(jié)合各種功能性水生植物的生物性能，運用陸生植物的水培技術(shù)和生物浮島技術(shù)、生物膜技術(shù)、復(fù)氧技術(shù)等綜合技術(shù)來分解、吸收水體的污染物質(zhì)，利用濾食性水生動物的介入來轉(zhuǎn)移水體的污染物質(zhì)，達到人工重建水生生態(tài)系統(tǒng)的目的，同時在治理過程中還可以營造一個城市水體生態(tài)景觀。 在還沒有建造污水處理廠或已有污水處理廠而無法短時間進行截污納管的城市和地區(qū)，利用esb生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)可有效降低水體原有的污染指數(shù)，提高河道水體的自凈能力和環(huán)境容量。提高自凈能力后的河道，納污能力

14、增加，可以有效的分解和吸收連續(xù)流入的營養(yǎng)鹽，其流出的水達到污水處理廠的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，可以減少對下河段造成的污染壓力，有利于河道整體水質(zhì)的長期保持. haha22 以土地為處理設(shè)施，利用土壤一植物系統(tǒng)的吸附、過濾和凈化作用以及自我調(diào)控功能，達到某種程度的凈化水的目的。對于有機物尤其是有機氯和氨氮具有較好的去除效果。23 目標(biāo)和對象不同目標(biāo)和對象不同：河流生物修復(fù)的對象是水質(zhì)；目標(biāo)是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發(fā)展的水質(zhì)條件。而河流生態(tài)修復(fù)的對象是水生生物生存和發(fā)展的整個環(huán)境，包括水量、水質(zhì)、水位、流速、水深、水溫、水面寬度，漲水、落水時間，以及產(chǎn)卵場、越冬場、育肥場、回游通道的修復(fù)或恢復(fù)等

15、等；目標(biāo)是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生存和發(fā)展環(huán)境。 所采用的技術(shù)和手段不同所采用的技術(shù)和手段不同：生物修復(fù)的技術(shù)核心是微生物及微生物使用和利用等。生態(tài)修復(fù)的核心技術(shù)是生態(tài)工程學(xué)和生物、生命科學(xué)等。 針對性不同針對性不同：生物修復(fù)是針對水體污染的修復(fù)，生態(tài)修復(fù)是針對水生生物及其生存環(huán)境的整體修復(fù)。 生態(tài)修復(fù)可以包含生物修復(fù)，生物修復(fù)可以是生態(tài)修復(fù)的一個部分或一項主要內(nèi)容。1. 對于污染嚴(yán)重，并有產(chǎn)卵場、育幼場、越冬場或回游通道損傷及破壞的河流，一般應(yīng)首先采取生物修復(fù)技術(shù)恢復(fù)河流水質(zhì)，然后采取生態(tài)修復(fù)措施恢復(fù)河流生物棲息地和回游通道等。河流生物修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的異同24人工濕地技術(shù)人

16、工濕地技術(shù) 利用對水體中污染物的沉淀、過濾、吸附、吸收降解等作用，在恰當(dāng)設(shè)計和良好管理的條件。可以有效地處理生活污水 工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)面源污染 垃圾場滲濾液、 暴雨徑流、富營養(yǎng)化水體等。顯著減少水體內(nèi)的生化需氧量（bod ) 懸浮固體顆粒（ss)和氮。同時還可以去除金屬、微量有機物和病原體。 河流沿岸水生植物帶（人工濕地）的水質(zhì)凈化要素有以下8個： 植物根莖等表面生物膜對有機物，特別是對藻類的吸附去除； 植物根系的營養(yǎng)吸收； 昆蟲的攝餌、羽化等； 魚類的攝餌、捕食； 防止已沉淀的懸浮性物質(zhì)再次上??； 日光的遮蔽效果； 在污泥表面的除磷脫氮； 保護河岸作用。25高效微生物固定化技術(shù) 指將經(jīng)過培養(yǎng)的

17、高效率微生物或酶或菌藻共生群落限制在特定的材料區(qū)域內(nèi)部，達到提高微生物或酶的濃度，創(chuàng)造有利的生物代謝環(huán)境，有效減少微生物流失并使固液容易分離的目的。該類技術(shù)主要用于治理富營養(yǎng)化水體。26河道修復(fù)技術(shù)河道修復(fù)技術(shù) 主要針對由于地表活動、水利工程建設(shè)、采礦等活動造成的河流空間結(jié)構(gòu)改變而進行的修復(fù)。這些河流空間結(jié)構(gòu)的變化包括：泥沙負(fù)荷改變、河流直線化、非連續(xù)化、河道縱比降和斷面形狀變化等。 包括三個方面內(nèi)容：河床再造、洪水脈沖和河道空間特征再造。27河道內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù) 河道內(nèi)棲息地是魚類、水生無脊椎動物等生物的生活場所，其功能包括產(chǎn)卵場、索餌場、停歇地和通道。修復(fù)首先要明確修復(fù)目標(biāo)的生活習(xí)性。技術(shù)

18、手段有魚道、淺灘-深塘結(jié)構(gòu)、基質(zhì)恢復(fù)、河岸覆蓋物和設(shè)置亂石堆或丁壩等模擬水生生物所偏好的活動場所。28河岸修復(fù)技術(shù) 河岸修復(fù)的目的是保證河岸的穩(wěn)定可采用植物、石塊或其他透水材料加固河床既保證河岸的穩(wěn)定，又不阻止河道水體中的物種與岸邊物質(zhì)的交換。如利用活的枝條插入河岸起到固定的作用采用可透水的材料生態(tài)磚、魚巢磚、天然材料墊等。29流域內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù)流域內(nèi)棲息地修復(fù)技術(shù) 主要指生活在河濱的半水生動物或涉水鳥類棲息地的恢復(fù)。修復(fù)技術(shù)包括林間水庫、巢形建筑物、食物斑塊、濕地的修復(fù)等。 林間水庫是指在森林覆蓋的漫灘上通過建造低堤防和安裝出流建筑物形成的淺水域。利用林間水庫放水產(chǎn)生的洪水效應(yīng)防止上層闊葉

19、樹木遭受破壞。巢形建筑物是為了恢復(fù)水邊鳥類而增設(shè)的人工巢箱該方法可有效彌補自然巢穴的不足。食物斑塊恢復(fù)是通過有目的地種植目標(biāo)物種所攝取的植物改善目標(biāo)物種的食物來源。該措施可直接改善物種的生存條件。濕地的修復(fù)包括人造濕地和對原有濕地的復(fù)原兩種，通過濕地植物對營養(yǎng)物的吸收作用改善河流水質(zhì)削減洪峰降低洪水危害，為涉水鳥類和兩棲類動物提供食物和棲息場所。30流域內(nèi)土地利用修復(fù)技術(shù)流域內(nèi)土地利用修復(fù)技術(shù) 修復(fù)技術(shù)有封禁、人工補植、舍飼圈養(yǎng)、輪封輪牧等。 包括岸邊植被的恢復(fù)和陸域范圍內(nèi)水土流失的治理。 可以減少地表徑流和水土流失量增強河岸的抗侵蝕強度減少入河泥沙量和污染物量，有利于改善河道水質(zhì)和提供生物棲

20、息場所。返回31 esb生態(tài)清淤技術(shù)（微生物降低內(nèi)源污染）32esb生物膜對水體的凈化作用生物膜其反應(yīng)過程是： 基質(zhì)向生物膜表面擴散， 在生物膜內(nèi)部擴散， 微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 代謝生成物排出生物膜。33 esb浮島的凈化作用根據(jù)有關(guān)研究資料，人工浮島植物的水質(zhì)凈化要素有以下6個： 植物根莖等表面對藻類的吸附、分解。 植物根系的營養(yǎng)吸收作用。 為原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場所。 為濾食性魚類的攝餌、捕食、產(chǎn)卵繁殖、棲息等活動提供場所。 去除懸浮性物質(zhì)。 日光的遮蔽效果，抑制藻類生長，平衡水溫。34 esb人工濕地（岸邊涉水植物種植） 河流沿岸水生植物帶（人工濕地）的水質(zhì)凈化要素有以下8個： 1.植物根莖等表面生物膜對有機物，特別是對藻類的吸附去除