化學(xué)凈化水質(zhì)的方法范文

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化學(xué)凈化水質(zhì)的方法

篇1

關(guān)鍵詞 生物凈化水質(zhì);大浪淀水庫;機(jī)理;應(yīng)用

中圖分類號 X524;X171 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)03-0303-02

河北省滄州市是全國嚴(yán)重缺水的地區(qū)之一,全市水資源總量12.64億m3,人均水資源占有量192 m3,僅相當(dāng)于全國平均水平的8%,全省平均水平的61%。為了解決該地區(qū)人們的生存與發(fā)展問題,1996年底修建了大浪淀水庫,并投入運行蓄水。6年來,已累計引水入庫3億m3,有效緩解了滄州水資源嚴(yán)重短缺的現(xiàn)狀,每年向市城區(qū)提供1.53億m3的生活用水,結(jié)束了城區(qū)人民長期飲用高氟水的歷史。該水庫擔(dān)負(fù)著滄州市55萬人民的生活用水和近2.67萬hm2農(nóng)田的灌溉任務(wù)。自1996年投入運營后,庫內(nèi)水生浮游動、植物大量滋生,水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重,水質(zhì)敗壞,超出國標(biāo)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。1997年11月7日,水庫停止向外供水,嚴(yán)重影響了人民的正常生活和滄州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,滄州市政府只能緊急啟用備用水源向市區(qū)供水。為此,筆者針對水庫水環(huán)境惡化問題利用生物措施對水庫水質(zhì)進(jìn)行凈化,使水質(zhì)得到了明顯改善。

1 大浪淀水庫基本概況

大浪淀水庫位于南皮、滄縣、孟村3個縣交界處,距滄州市以南22 km,中心位置坐標(biāo)為東經(jīng)116°55′,北緯38°6′。該水庫設(shè)計庫容1.003億m3,蓄水面積16.89 km2,屬大Ⅱ型平原水庫。水庫主體工程于1996年底建成,從1997年1月19日開始,每年的11月至翌年2月,通過明渠從黃河調(diào)水,1997年2月開始對外供水。大浪淀水庫是以解決滄州市城區(qū)生活用水為主,兼顧工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的重要地表水源地。由于該水庫系農(nóng)田和天然洼地改建而成,水中營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,此外引黃河水途中又帶入了較多有機(jī)質(zhì)。

2 生物凈化水質(zhì)機(jī)理及技術(shù)

2.1 生物凈化水質(zhì)機(jī)理

生物在水體富營養(yǎng)后的自凈過程中起主要作用。水體的自凈,是由于水體自身物理、化學(xué)及生物等過程的作用使水體得到凈化。生物凈化就是生物在其生命進(jìn)程中,經(jīng)過氧化還原、吸收、分解等生命活動,使水體得到凈化,在消耗水中營養(yǎng)物質(zhì)的同時滿足了生物自身生命活動的需要。生物凈化水質(zhì)是以生物鏈中各因子之間的相互依存、相互利用為基礎(chǔ),以水生態(tài)環(huán)境為條件,以水生生物學(xué)和水化學(xué)等理論為依據(jù);利用生物調(diào)控的方法來凈化水體水質(zhì),從而提高水的利用功效,改善淡水生態(tài)環(huán)境。筆者針對大浪淀水庫存在的水質(zhì)污染和富營養(yǎng)問題,通過對大浪淀水庫的水質(zhì)和水生生物進(jìn)行定性、定量監(jiān)測與分析,依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換的法則和水體中主要水生動物食性的特點,找出影響水質(zhì)主要因子的變化規(guī)律,確定消耗水體營養(yǎng)物質(zhì)、凈化水質(zhì)的最佳生物配比,從而達(dá)到改善水質(zhì)、促進(jìn)水體生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的目的。

2.2 生物凈化水質(zhì)技術(shù)

自1998年開始,筆者對大浪淀水庫的水質(zhì)、生物、初級生產(chǎn)力以及魚類資源等進(jìn)行了定性、定量監(jiān)測和調(diào)查,并取得了大量的基礎(chǔ)資料。對比分析結(jié)果表明,有多個因子影響水庫水質(zhì),主要包括高錳酸鹽指數(shù)、pH值、溶解氧、透明度、總磷、總氮、硝酸鹽氮、氨氮、水生生物等。根據(jù)生物凈化水質(zhì)機(jī)理,通過研究和對比水庫營養(yǎng)成分以及浮游生物的種類和數(shù)量,分析得出2條食物鏈對水庫水質(zhì)起主導(dǎo)作用。

(1)水體中的有機(jī)碎屑、腐尸等,經(jīng)過菌類分解后,一部分被小雜魚、蝦、鯉魚、鯽魚、幼魚所攝食,從而又為肉食性魚類提供了食物,其他被底棲動物、浮游動物所攝取,完成能量相互轉(zhuǎn)換的循環(huán)過程;一部分返回水體中進(jìn)行下一次的能量轉(zhuǎn)換。

(2)在二氧化碳、陽光、溫度等環(huán)境條件下,水體中的磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)光合作用為浮游植物提供了營養(yǎng),使其生長繁衍;這些浮游植物又為浮游動物、底棲動物等提供了食物,浮游動物、底棲動物又為鳙魚、幼魚、蝦、小雜魚及鯉魚、鯽魚提供了食物,其中小雜魚、蝦、幼魚又為肉食性魚類提供食物。各種水生生物的糞便和殘體等有機(jī)物質(zhì),包括浮游動物、底棲動物、魚類、水生維管束植物、浮游植物等經(jīng)真菌、細(xì)菌等菌類分解后,營養(yǎng)物質(zhì)又返回到水體中,從而使水體得到凈化,完成初次能量轉(zhuǎn)換的循環(huán)過程。

根據(jù)上述原理,建立了大浪淀水庫生物凈化水質(zhì)模型,具體見圖1。

3 生物凈化水質(zhì)技術(shù)在大浪淀水庫中的應(yīng)用

生物凈化水質(zhì)調(diào)控技術(shù)通過合理調(diào)控和配置生物種群數(shù)量和組成結(jié)構(gòu)的方法凈化水質(zhì)[1-3]。該技術(shù)能夠有效抑制浮游植物過量的繁衍,主要是調(diào)控魚類規(guī)格、品種、種群及組成結(jié)構(gòu)等,使其在滿足牧食性魚類生長、發(fā)育對水生植物的需要的同時,有利于浮游動物適量發(fā)展,并且能調(diào)整水生維管束植物生產(chǎn)量,降低水體中的營養(yǎng)物質(zhì)含量,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的[4-10]。

3.1 魚類投放

魚類投放的品種、規(guī)格、密度和數(shù)量是生物調(diào)控技術(shù)“調(diào)”的主要方式。根據(jù)大浪淀水庫浮游動物生產(chǎn)力大于浮游植物生產(chǎn)力的現(xiàn)狀,經(jīng)對比分析研究決定:投放品種主要以鳙魚、鰱魚為主,少量搭配鯉魚、鯽魚、草魚、銀魚等;投放規(guī)格以鳙魚50~100 g/尾、鰱魚50~100 g/尾、草魚100~200 g/尾、鯽魚30~50 g/尾、鯉魚50~150 g/尾為宜;投放密度以鳙魚84尾/hm2為宜、鰱魚117尾/hm2、草魚82.5尾/hm2,鯉魚和鯽魚靠自生繁殖,以捕撈的方式適當(dāng)調(diào)控;投放數(shù)量以鳙魚15萬~18萬尾、鰱魚20萬~25萬尾為宜。

3.2 魚類捕撈

魚類的捕撈規(guī)格、數(shù)量和時間是生物調(diào)控技術(shù)“控”的主要方式。根據(jù)大浪淀水庫浮游動物和浮游植物生產(chǎn)力的現(xiàn)狀,經(jīng)對比分析研究決定確定如下:捕撈規(guī)格應(yīng)以鳙魚3.0~4.0 kg/尾、鰱魚1.5~2.0 kg/尾、鯉魚1.0~5.0 kg/尾、鯽魚0.15~1.50 kg/尾,草魚2.5 kg/尾以上,銀魚4~6 g/尾為宜。捕撈時間以鰱魚3~5齡后,鳙魚2~3齡后,草魚2齡后,即在其度過生活史中生長最快的發(fā)育階段以后為最佳捕撈時機(jī)。鯉魚、鯽魚、銀魚等產(chǎn)卵孵化后即可捕撈。水庫年捕撈量應(yīng)以鳙魚70~80 t、鰱魚50~60 t,鯉魚、鯽魚、雜魚、蝦類等120 t,銀魚10 t為宜。

4 大浪淀水庫水質(zhì)凈化結(jié)果評價

通過利用水質(zhì)指數(shù)法對水庫水質(zhì)進(jìn)行計算及評價,自利用生物凈化水質(zhì)技術(shù)對水庫的水質(zhì)進(jìn)行凈化后,水體的營養(yǎng)化程度由1997年的嚴(yán)重富營養(yǎng)凈化至現(xiàn)在的中度營養(yǎng),大浪淀水庫的水質(zhì)指數(shù)(WQI)由1997年的100調(diào)節(jié)為目前的18.6~30.7,即由Ⅴ類水凈化為現(xiàn)在的Ⅱ類或Ⅰ類水。因此,大浪淀水庫通過利用生物凈化水質(zhì)技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)調(diào)控處理,已成為水質(zhì)優(yōu)良的飲用水水源地。

5 結(jié)語

幾年來,為了使水庫運行管理得到有效技術(shù)保證,大浪淀水庫通過利用生物凈化水質(zhì)技術(shù)處理,其水質(zhì)凈化效果明顯。為使水庫水質(zhì)長期保持最佳狀態(tài),并保持良好的生態(tài)環(huán)境,讓水庫發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益,特提出如下建議:一是植樹種草,改善庫區(qū)生態(tài)環(huán)境。因地制宜,合理規(guī)劃,有目的的在壩外肩及壩坡、灘地上種植花草樹木,既能增加庫區(qū)景觀,美化環(huán)境,又可防沖固坡,保護(hù)堤坎,還能利用花草樹木吸塵、吸毒,改善水體環(huán)境,對水質(zhì)起到良好的凈化作用。二是適當(dāng)增加濾食性、雜食性魚類的投放數(shù)量,增大草食性魚類、小雜魚的捕撈數(shù)量,用以控制浮游生物過量繁衍,并促進(jìn)水生維管束植物對磷、氮等元素的吸收利用,降低水中營養(yǎng)物質(zhì)含量,保護(hù)有益魚類盡快形成優(yōu)勢種群。三是應(yīng)進(jìn)一步加大科研力度,對水庫進(jìn)行長期的水質(zhì)、生物等方面的監(jiān)測和應(yīng)用研究。使用一些高科技及自動化的技術(shù)手段對現(xiàn)有庫存魚類進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測。四是建設(shè)水質(zhì)遠(yuǎn)程在線式實時監(jiān)測系統(tǒng),便于水庫水質(zhì)的準(zhǔn)確控制[11-12]。同時,建立、健全水庫水質(zhì)的定期實驗室化驗機(jī)制。

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篇2

關(guān)鍵詞:生態(tài)水處理技術(shù);園林景觀;水質(zhì)量

中圖分類號:TU986 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)28-0090-02

1 概述

近年來,人們的居住條件逐步得到了改善,在房地產(chǎn)項目中還增加了園林綠化和景觀水體的設(shè)計。但是因?qū)I(yè)的不同,很多設(shè)計師只考慮水景的外在表現(xiàn),卻忽視了水景內(nèi)在的水質(zhì)。目前,對園林景觀水體設(shè)計主要所采取的是生態(tài)水處理技術(shù),這也是今后的一個發(fā)展趨勢。

2 景觀水污染的主要原因

城市園林景觀用水出現(xiàn)水體污染有四方面原因:一是景觀水是封閉狀態(tài),屬于死水。這樣的水體缺乏流動性、復(fù)氧能力差、生物氧化有機(jī)物能力較弱,這些因素都導(dǎo)致了水體自凈能力差;二是景觀水中缺少凈化水質(zhì)的生物鏈。在凈化水體方面,生物鏈起到了重要作用,但是很多園林景觀水都沒有完整的生物鏈系統(tǒng);三是因外界影響因素造成的一系列污染。如:碎屑、垃圾、揚塵、樹葉、雨水等,這些物質(zhì)在水中經(jīng)過溶解、沉淀、腐爛這一過程,就必將導(dǎo)致水體質(zhì)量出現(xiàn)惡化;四是園林景觀水內(nèi)源污染。內(nèi)源污染指的是融入到水中的物質(zhì)本來不具有污染水環(huán)境的能力,但是經(jīng)過了一段時間后,在水中很可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),最終形成破壞水體質(zhì)量的水污染物質(zhì)。

3 對園林景觀水處理技術(shù)分析比較

景觀水的質(zhì)量,一般應(yīng)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中的三類標(biāo)準(zhǔn),但是對技術(shù)指標(biāo)并沒有嚴(yán)格的限制,但是對于水景都有視覺效果要求,如:常年保持水質(zhì)清澈見底、無臭味、水色自然、能養(yǎng)魚和植物。因此,設(shè)計者們在選擇園林景觀水處理技術(shù)時必須要充分考慮到正常的水質(zhì)維護(hù)及受到暴雨沖刷后景觀水能夠迅速恢復(fù)水質(zhì),在系統(tǒng)運行中要具有強(qiáng)大的抗沖擊能力,這樣既不會影響到水處理效果,同時水質(zhì)也達(dá)到了設(shè)定的要求。

目前,園林景觀水處理技術(shù)主要有物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)及組合技術(shù)等。在物理技術(shù)中,過濾技術(shù)是最為常見的,此技術(shù)是利用特殊的濾料對池中的污染物進(jìn)行隔離過濾,隨后清水再返回景觀水池。隨著時間的積累,濾料上的污染物逐漸積多,阻礙了水流,在一定程度上減弱了過濾效果。在處理景觀水時,由于物理技術(shù)無法解決藍(lán)綠藻的爆發(fā)問題,因此還不能單獨應(yīng)用。

化學(xué)技術(shù)可以分為直接處理與間接處理,通過干擾細(xì)胞物質(zhì)的合成、光合作用及酶的活性對藻類及細(xì)菌進(jìn)行處理就屬于直接處理;為控制藻類及細(xì)菌的生長而改變它們的生長環(huán)境,這就是間接處理的表現(xiàn)?;瘜W(xué)技術(shù)成本低、操作簡單、易對水環(huán)境及水生態(tài)系統(tǒng)造成一些負(fù)面影響,因此,不能在景觀水處理中單獨使用,只是在特殊時期作為臨時措施可以采用而已。

生物技術(shù)是利用微生物、高等動物、高等植物或生物制品來調(diào)節(jié)水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)移、降解水中的污染物,恢復(fù)水體的技術(shù)。此項技術(shù)也有一些缺點:受外界環(huán)境因素影響大,無法穩(wěn)定發(fā)揮出作用。盡管如此,這類技術(shù)能充分利用自然來凈化與各類生物在功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì)也成了當(dāng)前的一個研究熱點。

組合技術(shù)是將以上技術(shù)進(jìn)行組合,將各種技術(shù)自身的優(yōu)勢發(fā)揮出來。如:微生物-生態(tài)強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)、生物浮島+曝氣技術(shù)、人工濕地技術(shù)、加藥氣浮技術(shù)、水生植

物+改性黏土技術(shù)都是利用了組合技術(shù)。通過深入研究景觀水體變質(zhì)的原因,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)主要污染源分為外源污染物(補(bǔ)充水、化肥、農(nóng)藥、雨水)和內(nèi)源污染(動植物殘體、植物、動物的新陳代謝過程的產(chǎn)物),而引起富營養(yǎng)化的源頭就是水體(尤其是封閉水體)中的氮磷。

園林景觀水的水質(zhì)問題始終是一個難題,目前還沒有一個有效的方法能將其徹底解決,所以就要運用組合技術(shù)來對景觀水體進(jìn)行標(biāo)本兼治,通過短期治理和長期治理的結(jié)合將藻類去除,從而降低了水體中的氮、磷含量,保持了水體系統(tǒng)的生態(tài)平衡。

4 生態(tài)水處理技術(shù)在城市園林景觀中的應(yīng)用

以下我們以某城市建設(shè)面積為1000平方米的人工湖為例,湖心內(nèi)設(shè)有花園,還帶有噴泉設(shè)施。由于人工湖中的藻類物質(zhì)迅速成長,且?guī)в袗撼簦呀?jīng)出現(xiàn)魚類死亡的情況,到廣場散步的居民也越來越少。鑒于這種情況,就要采取有效措施改善人工湖的水環(huán)境,使湖內(nèi)的水體重新恢復(fù)原有的狀態(tài)——清澈、潔凈、凈化污染。

人工湖多建于人群密集的地方,在水處理過程中,還要保證不影響居民的正常生活,選擇無噪音的處理方式。綜合考慮這些因素,就可以采用微生物處理方式來修復(fù)水體質(zhì)量。在應(yīng)用此方法的過程中,還應(yīng)該注意一些問題:

4.1 選用符合標(biāo)準(zhǔn)的微生物

微生物能加速水體中污染物降解,加快底泥中污染物的分解轉(zhuǎn)化,應(yīng)盡量采用人工選育培養(yǎng)出的生物修復(fù)菌種,主要有:光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌、高效微生物光合細(xì)菌等。以上這些菌種在消除水中的氮、磷等營養(yǎng)元素及有機(jī)污染物的同時還可以抑制藻類生長,從而增加了水體溶解氧污染物的能力,凈化了水質(zhì)。

4.2 注意用無機(jī)營養(yǎng)鹽來處理問題

采取水生植物處理方式,分解景觀水體中有機(jī)污染物,之后有機(jī)碳會轉(zhuǎn)化為CO2從水體中排出,最后有機(jī)氮、磷等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無機(jī)營養(yǎng)鹽類,并滯留在水體中。如果長期將這些營養(yǎng)鹽滯留在水體中,經(jīng)過很長一段時間的積累,必然會出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的情況,進(jìn)一步導(dǎo)致了藻類泛濫。因此,如果要利用水生植物處理的方式,就應(yīng)注意分解后營養(yǎng)鹽物質(zhì)的消除問題,以免再次產(chǎn)生藻類生長過快的問題。另外,為了使有機(jī)氮、磷等物質(zhì)轉(zhuǎn)化的無機(jī)營養(yǎng)鹽問題得到很好的處理,高等水生植物是較好的選擇。高等水生植物與藻類一樣,都是初級生產(chǎn)者。高等水生植物的根系能分泌化感物質(zhì),此類物質(zhì)既能抑制藻細(xì)胞生長,也能使無機(jī)鹽類的轉(zhuǎn)化和積累逐步減少,推進(jìn)實現(xiàn)了凈化水質(zhì)、抑制藻類生長的目的。

5 結(jié)語

在人們追求高品質(zhì)生活的今天,城市園林景觀成了一道重要的風(fēng)景線,其中景觀水是一個重要因素。文章對生態(tài)水處理技術(shù)做了簡要的分析,將該技術(shù)應(yīng)用到城市園林景觀中去,可從根本上改善水體環(huán)境,發(fā)揮出自然資源的潛在能力??傊鷳B(tài)水處理技術(shù)已經(jīng)是水污染處理的主要技術(shù)手段,以較低的成本為人們創(chuàng)造出了和諧的生活環(huán)境,未來將有更廣闊的發(fā)展空間。

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篇3

關(guān)鍵詞:河流;生態(tài)修復(fù);生物——生態(tài)修復(fù)技術(shù);綜述

中圖分類號:X52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 概述

河流是人類賴以生存的水環(huán)境,是人類社會生存和發(fā)展的起源地。河流系統(tǒng)是自然界最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一。目前由于人類活動排放的各種污染物進(jìn)入河流,使河流水質(zhì)和河流底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物組成發(fā)生變化,從而降低了河流的使用價值,使河流失去了原有的意義。為了恢復(fù)河流的使用價值,人們應(yīng)當(dāng)對水體中的污染物進(jìn)行處理,從而使水體得到凈化,使人類對河流環(huán)境的干擾降到最小,與自然共生存,為生物棲息和繁殖創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境,造福于子孫后代。近年來,對河流生態(tài)修復(fù)的研究不斷深化,河流水生態(tài)修復(fù)有多種方法,這些方法通過強(qiáng)化自然界自身的凈化能力和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律去治理受損河流,是實現(xiàn)人與自然和諧相處的治理途徑。

2 河流生態(tài)修復(fù)概述

隨著人們對傳統(tǒng)水利工程給河流生態(tài)系統(tǒng)帶來脅迫的反思,人們開始認(rèn)識到恢復(fù)河流生態(tài)活力的必要性和重要性,于是出現(xiàn)了河流生態(tài)修復(fù)的概念和相應(yīng)的工程技術(shù)。河流生態(tài)修復(fù)的概念最早是在德國提出的,它強(qiáng)調(diào)水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同時,還應(yīng)該達(dá)到接近自然的目的,特別強(qiáng)調(diào)河溪治理工程中的自然美學(xué)成分。

生態(tài)修復(fù)措施主要利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動,對河流水體中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用,從而使水體得到凈化,具有可持續(xù)性好、保持力強(qiáng)、工程造價低、耗能少等優(yōu)點。

3 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)

河流生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)方法包括緩沖區(qū)恢復(fù)、植被恢復(fù)、河道補(bǔ)水、生物——生態(tài)修復(fù)、生境修復(fù)等技術(shù)。

3.1 緩沖區(qū)修復(fù)

緩沖區(qū)是河流與陸地的交界區(qū)域,如河邊濕地、河谷或洪泛平原,具有水域與陸地雙重屬性。緩沖區(qū)是河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的一個重要過渡帶,成為兩者相互作用的重要紐帶和橋梁。它受到地表水以及地下水的影響,是一種生態(tài)交錯帶,具有明顯的邊緣效應(yīng)。

3.2 植被恢復(fù)

植被恢復(fù)是最普遍的河流修復(fù)方法。植被可以通過影響河流的流動、河岸抗沖刷強(qiáng)度、泥沙沉積、河床穩(wěn)定性和河道形態(tài)而對河流產(chǎn)生很大影響。同時,合理分布的植被還有助于減輕洪水災(zāi)害、凈化水體、截留來自農(nóng)田的氮和磷以達(dá)到保護(hù)水質(zhì)的目的,并可提供景觀休閑場所和多種生態(tài)服務(wù)功能。

3.3 生物強(qiáng)化人工河道、生態(tài)溝渠及生態(tài)護(hù)岸

生物強(qiáng)化人工河道是指結(jié)合水系疏通工程和結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,構(gòu)建的以生物處理為主體的人工河道,水質(zhì)凈化設(shè)施主體設(shè)于河道內(nèi)或河流一側(cè),形成多級串聯(lián)式的生物凈化系統(tǒng),從而改善水環(huán)境條件。自然河道生態(tài)塘則是以太陽能為初始能源,在塘中種植水生植物,進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,形成人工生態(tài)系統(tǒng)。通過多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化,可凈化河水中的有機(jī)污染物。

生態(tài)溝渠是指根據(jù)水生植物的耐污能力及生理特征,充分利用現(xiàn)有溝渠條件,在不同渠段選擇利用礫間接觸氧化、強(qiáng)化生物接觸氧化等措施,逐級凈化水質(zhì),在達(dá)到分級凈化水質(zhì)功能的同時,將凈化設(shè)施與地表景觀融為一體,美化河流景觀。

生態(tài)護(hù)岸是利用石頭、木材、多孔環(huán)?;炷梁妥匀徊馁|(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等構(gòu)建,對河岸進(jìn)行加固,防止河道淤積、侵蝕和下切,同時多孔護(hù)岸材料,為植物的生長提供了有利條件,為野生動物提供棲息地,保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一。透水的護(hù)岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質(zhì)、能量的交換。

3.4 生態(tài)修復(fù)耦合技術(shù)

生態(tài)修復(fù)耦合系統(tǒng)是綜合人工濕地、微生物及水生動物協(xié)同凈化等原理設(shè)計的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng),可去除河流水體中的營養(yǎng)鹽和有機(jī)物,從而達(dá)到修復(fù)河流水環(huán)境的目的。其在利用濕地植物的同時,構(gòu)建新的水生植物系統(tǒng);在美化景觀的同時,合理配置生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級結(jié)構(gòu);利用多種微生物凈化水體的同時,構(gòu)建具有完整營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)的水生動植物生態(tài)系統(tǒng);并利用動植物、微生物的協(xié)同作用改善河流水質(zhì)。

4 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)發(fā)展的展望

隨著對河流的認(rèn)識加深,人們已認(rèn)識到河流生態(tài)修復(fù)的重要性,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)不斷得到改進(jìn)。生態(tài)河流與利用傳統(tǒng)水利工程方法治理的河流不同,它是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),因此,在不斷探索河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的同時,還應(yīng)加強(qiáng)對修復(fù)后生態(tài)河流的維護(hù)和管理,從而實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)長期的健康和穩(wěn)定。

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篇4

關(guān)鍵詞:廢水處理工藝;廢水檢測方法;關(guān)系

人類對環(huán)境資源、能源的過度開采,致使我國的自然環(huán)境遭受到重要的破壞和污染,環(huán)境保護(hù)逐漸得到廣泛的重視,推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得到社會各界的一致認(rèn)可。其中,針對廢水污染水資源、土資源的問題,需要我們加強(qiáng)對廢水的處理和檢測,不同的廢水需要選擇不同的處理工藝,對于成分較為復(fù)雜的生活廢水,要想充分檢測其中的污染成分,則應(yīng)該選取合理的處理工藝,有效降低廢水中的污染成分含量。

1廢水處理工藝的選擇

對廢水進(jìn)行處理,目的在于采用某種方法,或?qū)U水中的污染物從中分離出來,或?qū)U水中的污染成分分解、轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到防止病菌傳染、避免異味、凈化污水的結(jié)果。根據(jù)廢水的不同種用途,采用不同廢水處理效果標(biāo)準(zhǔn)。在選擇廢水處理工藝時,需要考慮以下因素。第一,需要考慮到廢水處理規(guī)模、水質(zhì)特性,考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和要求,對照技術(shù)經(jīng)濟(jì)各項指標(biāo),同時,還要考慮廢水處理過程中殘渣利用和二次污染問題等;第二,應(yīng)切合實際地確定污水進(jìn)水水質(zhì),必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定,作出合理的分析預(yù)測。廢物處理有物理、化學(xué)、生物等方法。其中,上述三種方法或單獨或配合使用,來去除廢水中的有害物質(zhì),廢水處理過程十分復(fù)雜,常用的廢水處理基本方法可以分為以下幾種:(1)物理法。主要利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。例如利用物質(zhì)密度的沉淀法和浮選法,沉淀法能夠除去水中相對密度大于1的懸浮顆粒,與此同時還能回收這些顆粒物,浮選法能夠除去乳狀油滴或相對密度近于1的懸浮物。(2)化學(xué)法。利用化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用回收可溶性廢物或膠體物質(zhì),例如,利用酸堿中和反應(yīng)的中和法能夠中和酸性或堿性廢水,從而減輕廢水污染,利用物質(zhì)可溶性的萃取法,能夠處理可溶性廢物,回收酚類、重金屬等。(3)生物法。利用微生物的生化作用處理廢水中的有機(jī)物。例如,生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機(jī)生產(chǎn)廢水,使有機(jī)物轉(zhuǎn)化降解成無機(jī)鹽而得到凈化。

2廢水常見檢測方法

不同的廢水有不同的檢測方法,其實質(zhì)還是立足于水質(zhì)特征以及廢水處理工藝的結(jié)果。本文主要以工業(yè)廢水為對象,介紹兩種工業(yè)廢水的常見檢測方法,以下兩種檢測,都是測定廢水中有機(jī)物含量,主要利用水中有機(jī)物容易被氧化的特點,從而將水中組成復(fù)雜的有機(jī)物逐漸分辨,定量。(1)BOD檢測,即生化耗氧量檢測。生化耗氧量是對衡量水中有機(jī)物等需氧污染物質(zhì)含量的指標(biāo),它的指標(biāo)越高,這說明水中的有機(jī)污染物質(zhì)越多,污染越嚴(yán)重。制糖、食品、造紙、纖維等工業(yè)廢水中有機(jī)污染物,可經(jīng)好氣菌的生物化學(xué)作用而分解,由于在分解過程中消耗氧氣,故亦稱需氧污染物質(zhì)。若這類污染物質(zhì)排人水體過多,將造成水中溶解氧缺乏,同時,有機(jī)物又通過水中厭氧菌的分解引起腐敗現(xiàn)象,產(chǎn)生甲烷、硫化氫、硫醇和氨等惡臭氣體,使水體變質(zhì)發(fā)臭。(2)COD檢測,即化學(xué)耗氧量檢測,它利用化學(xué)氧化劑通過化學(xué)反應(yīng),將水中可氧化的物質(zhì)進(jìn)行氧化分解,然后通過殘留氧化劑量來計算耗氧量,化學(xué)需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。它的數(shù)值越大,這說明水質(zhì)污染程度越重。化學(xué)需氧量(COD)的測定,隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同,其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。兩者相互補(bǔ)充,存在不同。COD檢測更能精確地把握廢水中的有機(jī)物含量,測定時,花費的時間也較少,測定只需要幾個小時,不受水質(zhì)限制,但是和BOD檢測相比,卻很難反映微生物氧化的有機(jī)物,從衛(wèi)生學(xué)的角度直接闡釋污染程度,另外,廢水中還含有一些還原性無機(jī)物,它們在氧化時也需要消耗氧氣,所以COD還是會存在誤差。兩者之間存在聯(lián)系。BOD5的數(shù)值小于COD,兩者的差值大致等于難生物降解有機(jī)物量。相差越大,說明難生物降解的有機(jī)物含量越多,這種情況下,便不應(yīng)當(dāng)生物處理法。因此,可以將BOD5/COD的比值來判別該廢水是否適合采用生物處理法。一般BOD5/COD的比值,被稱為可生化指標(biāo),比值越小,越不適合采用生物處理;適合采用生物處理法的廢水,其BOD5/COD的比值一般認(rèn)為大于0.3。

3廢水處理工藝和廢水檢測方法的關(guān)系

廢水處理工藝和廢水檢測方法之間存在緊密的聯(lián)系,廢水處理工藝和廢水檢測方法有著共同的基礎(chǔ),廢水處理工藝和廢水檢測都關(guān)系到廢水處理的最終效果,兩者的關(guān)系具體表現(xiàn)在以下幾個方面;一方面,兩者都需要對廢水中的污染物質(zhì)的成分進(jìn)行判定,根據(jù)水質(zhì)特征來選擇合適的廢水處理工藝和廢水檢測方法,分析廢水中的污染物質(zhì)的物理特征、化學(xué)特性及生物特性等在廢水處理工藝和檢測上都十分重要,從上面的兩個部分可以知道,廢水處理的基本方法基本是按照廢水水質(zhì)特征來進(jìn)行劃分和進(jìn)行,而在進(jìn)行廢水檢測時,也需要弄清并消除其中物理、化學(xué)等干擾因素,在分析水質(zhì)的基礎(chǔ)上,再結(jié)合其他相關(guān)要素,進(jìn)行廢水的處理和檢測,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。另一方面,廢水檢測需要選擇合適的處理工藝,廢水的處理工藝關(guān)系到廢水檢測結(jié)果,與此同時,廢水的檢測結(jié)果也影響到選擇的廢水處理工藝,例如,BOD5/COD的比值可以用來判別廢水是否適用于生物處理法。合理正確的廢水處理工藝能夠有效地降低廢水中的污染成分,廢水的處理質(zhì)量得到保證,廢水檢測的結(jié)果也更容易達(dá)標(biāo),兩者之間的有效結(jié)合最終達(dá)到凈化水質(zhì),減輕環(huán)境污染的效果。

作者:李超 單位:譜尼測試集團(tuán)江蘇有限公司

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篇5

父親用最后的臉面借來了一筆錢,去養(yǎng)殖場買了魚苗在水庫里養(yǎng)魚,這是最后的一點希望了。別的漁民都有只小木船,父親買不起,他把木板架在四個空油桶上面,一根繩子連接到對岸,一路摸著繩子劃過去喂魚,這種交通工具叫“耙子”。

6月份的天氣非常熱,看得出父親臉色比平常沉重了,聽他跟媽媽說:“最近這幾天每天都有幾條大魚死掉,這可怎么辦!”

第二天早上父親喂魚回來,臉色比前一天更沉重了。他瞥了我一眼,說:“最近所有~戶都在收魚尸,我們家的也不知道能不能撐到下星期收購的來了。反正要死,今晚上就吃條活魚吧。你初中讀完就別讀書了,去廣州廠里打工吧。”

我看著父親被曬得黝黑的皮膚,鼻子一陣酸,眼淚都快掉下來了。自從父親生意失敗后,他很少跟我單獨講話了。我真的很想為家里幫幫忙,但我只是一個初中生,能做什么呢?我沒法安慰他,場面有點尷尬。我問:“魚為什么會死掉呢?”父親說:“今年夏天太悶熱,水里缺氧氣,現(xiàn)在水質(zhì)也不好。”我絞盡腦汁后想起了化學(xué)老師做的一個實驗――用高錳酸鉀制造氧氣的實驗。

第二天我逃學(xué)了。我進(jìn)城先在藥店問有沒有高錳酸鉀賣,得知藥店有。我問是不是可以制氧氣?售貨員說:“這個用途一般是凈化水質(zhì)的?!蔽铱裣?,我的邏輯是――既然高錳酸鉀能制造氧氣,又能凈化水質(zhì),那就是說沒有毒嘍,至少不會中毒吧。問好價格和使用方法后,我就去縣城的姨奶奶家蹭了頓飯,撒謊說父親讓我來城里買藥,但是錢丟了我怕挨打。姨奶奶大方地給了我錢,還有零花的。

回家后,趁著夕陽,我做了個火把,然后就坐著空油桶去了湖里的網(wǎng)箱。傍晚除了湖面上的網(wǎng)箱和守夜的狗,沒有一個人,嚇?biāo)牢伊?。狗一直叫,要是漁民以為是偷魚的,跑過來崩我一槍怎么辦?但我更害怕這些高錳酸鉀倒進(jìn)去明天魚死光了。不管那么多了,最后我一股腦全都倒進(jìn)去了。很晚我才回到家,晚上翻來覆去睡不著,腦子里一片白花花的死魚浮在水面上……

早上父親帶了一條魚回來,跟我媽說:“XX家魚差不多都死了,我們家的魚才死了十幾條?!比缓?,我就去上學(xué)了。放學(xué)回家,我又問了我爸魚怎么樣,我爸說今天死的不多。我這才偷偷地跟我媽說了這個事兒。

晚上父親問我原委,雖然我也解釋不清楚,但結(jié)果還是好的。那晚,我爸點了煤油燈陪我做作業(yè)。雖然沒有一句表揚的話,但我懂。

篇6

人類進(jìn)行邊坡防護(hù)已有很長的歷史,但在防護(hù)與綠化美化兩方面一直沒有統(tǒng)一,與傳統(tǒng)防護(hù)材料相比,生態(tài)混凝土既有較高的強(qiáng)度能有效地進(jìn)行邊坡防護(hù)、加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性,提高防護(hù)年限,又具有很大的孔隙率便于植物在其中生長,具有改善環(huán)境的功能,是一種被廣泛認(rèn)可的生態(tài)修復(fù)材料,因此,開展生態(tài)混凝土的研究具有重要意義。

本文主要針對具有生態(tài)環(huán)保功能的生態(tài)混凝土的配合比設(shè)計、強(qiáng)度、干濕交替作用下的耐久性、護(hù)坡構(gòu)建和綜合生態(tài)效應(yīng)等方面進(jìn)行了探討和研究。在基本性能方面,本論文研究了生態(tài)混凝土在摻加礦物摻合料時,其強(qiáng)度隨著摻合料摻量的變化規(guī)律。除此以外,還研究了摻加礦渣的生態(tài)混凝土處在干濕交替作用下的耐久性特點,進(jìn)行了生態(tài)混凝土抗干濕交替性能的試驗。在護(hù)坡構(gòu)建中,還研究了植物必要的生長環(huán)境、生態(tài)護(hù)坡植物的選擇以及生態(tài)護(hù)坡基質(zhì)的選擇。此外,本文最后研究了不同粗骨料的生態(tài)混凝土水質(zhì)凈化性能和污水處理的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:生態(tài)混凝土,干濕交替,生態(tài)護(hù)坡,強(qiáng)度,水質(zhì)凈化

中圖分類號:TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

第一章 緒論

1.1 研究背景

近年來,在水利工程建設(shè)中,人們逐漸意識到河堤護(hù)坡是河流生態(tài)系統(tǒng)的一個重要組成部分,它是河道水流生態(tài)系統(tǒng)向陸地生態(tài)系統(tǒng)過渡的一個通道。河道不僅僅具有防洪、航運等基本功能,還應(yīng)具有生物棲息地和人文景觀等功能。傳統(tǒng)的漿砌石或混凝土河堤護(hù)坡雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具有防止水流和波浪對岸坡基土的沖蝕和淘刷作用,但水體封閉在河道中,切斷了水體和近岸陸地土壤之間各生態(tài)要素間的物質(zhì)、能量及信息系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系,破壞了原有水陸交錯帶的生物群落。水生植物、水生動物不能正常生長而消失,生物多樣性急劇下降,從而影響整個河流的生態(tài)環(huán)境。

此時就需要考慮發(fā)展能與自然協(xié)和共生的建筑材料來建造護(hù)坡。此護(hù)坡可保持水土,加固堤岸,又可維持甚至增加生物多樣性并凈化水質(zhì)。這樣,生態(tài)混凝土的概念就被引進(jìn)了。生態(tài)混凝土又稱環(huán)境友好型混凝土,又名親環(huán)境混凝土,可以減輕環(huán)境負(fù)荷同時也與有機(jī)物相適應(yīng),它實質(zhì)上是一種有著連續(xù)孔隙的多孔混凝土,水與空氣能夠很容易通過或存在于其連續(xù)通道內(nèi),能與生態(tài)環(huán)境相適應(yīng),可使水質(zhì)得到凈化。雖然與普通混凝土相比,它的強(qiáng)度和耐久性都有所不及,但是其有著極為廣泛的應(yīng)用前景,對人類社會的可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

生態(tài)混凝土的凈水功能主要由于它存在大量的孔隙,所以具有良好的透水與透氣性。就目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看,它的凈水機(jī)理主要是物理作用、化學(xué)作用以及生態(tài)綜合效應(yīng)三個方面:

1.物理作用

多孔混凝土的孔隙率在5%~35%之間,并且連通孔占15%~30%,平均孔徑為4~5 mm,并且孔隙彎彎曲曲,這就形成了很好的過濾材料,但是它的比表面積是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于如沸石、活性炭等良好的吸附凈水材料。而且在實際應(yīng)用中,我們可以想像到,它的孔隙會慢慢堵塞,從而喪失了過濾的功能。因此它通過物理作用來凈水的效果是不會太明顯的。

2.化學(xué)作用

大家都知道,我們經(jīng)常使用石灰來凈化水質(zhì),因為它不但可以調(diào)節(jié)pH,而且作為無機(jī)混凝劑可使污水中的懸浮物質(zhì)絮凝沉淀,在澄清的同時也降低了水中污染物質(zhì)的含量?;炷两M成材料中的水泥在水化過程中,以及混凝土浸泡在水中都會不斷地溶蝕出Ca(OH)2, 從而起到凈化作用。但是這會影響混凝土的耐久性,其堿性也會對生態(tài)植物產(chǎn)生影響。

3.生態(tài)綜合效應(yīng)

由于生態(tài)混凝土是多孔結(jié)構(gòu)的,所以它就提供了適合微生物生長的生存環(huán)境。在其表面和內(nèi)部有大量的細(xì)菌棲息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脫氮菌等喜氧性和厭氧性細(xì)菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物種群較多,可以充分發(fā)揮生物膜的作用,降解水中的污染物質(zhì)。另外水草等植物附著生長在生態(tài)混凝土上時,可以吸收水中的N、P等污染物質(zhì)。

總之,生態(tài)混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態(tài)效應(yīng)從而取得良好的水質(zhì)凈化效果,因此是我們研究的重點。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

由于環(huán)境保護(hù)的需要,水土保持、水質(zhì)凈化和退化生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和重建得到了世界各國的重視。人們試圖通過多種途徑解決保水、排水、保護(hù)水資源、保護(hù)生物的多樣性等一系列包含復(fù)雜技術(shù)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題。多孔混凝土是一種采用特殊工藝制備的含有連續(xù)空隙的混凝土,它既有一定的強(qiáng)度同時又具有透水性和透氣性;多孔混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態(tài)效應(yīng)從而取得良好的水質(zhì)凈化效果,在美國、日本、歐洲等國家得到了較為廣泛的應(yīng)用。

直到20世紀(jì)90年代美國、日本、歐洲等國家才開發(fā)使用生態(tài)混凝土這種新型的材料,尤其是日本在這方面做了深入細(xì)致的研究。日本大成建設(shè)技術(shù)研究所進(jìn)行了連續(xù)四年的探索性研究,在1993年提出生態(tài)材料(environment conscious materials)概念的基礎(chǔ)上, 日本混凝土工學(xué)協(xié)會在1994-1995年設(shè)立了“生態(tài)混凝土研究委員會”,1995年日本混凝土工學(xué)協(xié)會提出了生態(tài)混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]

在生態(tài)混凝土的水質(zhì)凈化方面,文獻(xiàn)報道日本近畿大學(xué)的玉井元治教授從90年初就開始進(jìn)行多孔混凝土(POC)在自然水環(huán)境中生物附著和水質(zhì)凈化的可能性的研究。表明POC在自然水環(huán)境中會有大量不同的生物附著生長在其上面并具有水質(zhì)凈化的效果。[2]文獻(xiàn)報道日本長崎大學(xué)于1994年起進(jìn)行海水現(xiàn)場試驗,將直徑1m高0.5m的有孔試塊10個一組地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月實測一次水質(zhì)變化,發(fā)現(xiàn)生態(tài)混凝土有富集營養(yǎng)物質(zhì)的功能. 另有文獻(xiàn)報道,使用生態(tài)混凝土在公園內(nèi)小河上建造凈水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1~3h可去除水中的BOD40%~50%,長時間停留可去除80%~90%。[3]日本德島大學(xué)的水口裕之教授1997年在實驗室建立了POC水質(zhì)凈化裝置并開始研究多孔混凝土的空隙率,粗骨料粒徑,孔隙直徑對混凝土的強(qiáng)度,生物膜附著和水質(zhì)凈化效果的影響。發(fā)現(xiàn)空隙率20%~30%,粗骨料粒徑5~20mm的混凝土(28天強(qiáng)度7.5~23MPa)在實驗裝置中浸泡30天,T-P除去率達(dá)60%,T-N去除率達(dá)50%。[4]林正浩和水口裕之教授通過在生態(tài)混凝土中添加高爐礦渣和沸石粉方法,研究其對多孔混凝土強(qiáng)度和水質(zhì)凈化的影響,取得了較好的成果。[5]日本宮崎大學(xué)中澤隆雄博士等也通過室內(nèi)實驗裝置對POC的水質(zhì)凈化效果進(jìn)行了研究,表明POC對廢水的TOC、T-P、T-N的去除有明顯的效果。[6]

我國在生態(tài)混凝土的研究在20世紀(jì)90年代后期才開始,與國外水平還存在較大的差距。清華大學(xué)、吉林水利科學(xué)研究所、吉林水土保持科學(xué)研究所對植生型多孔混凝土進(jìn)行了一些研究。近年來,東南大學(xué)高建明教授、呂錫武教授和河海大學(xué)的吉伯海教授共同對生態(tài)混凝土進(jìn)行了較為系統(tǒng)研究,取得一定的成果,并將其成功應(yīng)用于鎮(zhèn)江的江濱治理上。[7]同濟(jì)大學(xué)陳志山副教授利用生態(tài)混凝土為材料設(shè)置了一套裝置并研究其污水處理的效果。[3]除此之外,國內(nèi)對其研究還是空白。

篇7

關(guān)鍵詞:高效生物生態(tài)一過濾復(fù)合技術(shù)景觀水處理:現(xiàn)代園林:高尚住宅區(qū)

中圖分類號:TU986.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

文章編號:1008-0422(2010)06-0212-02

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,帶來了城鄉(xiāng)人居環(huán)境的不斷改善和生活質(zhì)量的不斷提高,城市綠地、公園建設(shè)不斷增多。在大型標(biāo)志性建筑中,人工湖泊、人工河道及景觀水池不斷涌現(xiàn):在現(xiàn)代高尚住宅區(qū),水景住宅已成為一大熱點。而景觀水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的富集使藻類大量繁殖生長,產(chǎn)生“水華”或“湖靛”,加上觀賞魚投加餌料的沉積、魚排泄物聚積等,使水體出現(xiàn)惡化現(xiàn)象,水體透明度變差、顏色變暗,甚至有異味,水中溶解氧降低。這種情況下靠水體原有的生態(tài)系統(tǒng)是難以完成自凈的。由于很多景觀水在設(shè)計上忽視了水的富營養(yǎng)化問題,沒有考慮對水體進(jìn)行必要的處理,致使景觀水水質(zhì)逐漸變差。為防止景觀水水體變壞,需要科學(xué)合理地對水質(zhì)進(jìn)行凈化處理,以及對原有的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行加強(qiáng)和修復(fù)。

2 工程概況

湖南某高尚住宅小區(qū)占地面積達(dá)15萬m2,小區(qū)內(nèi)建有別墅、花園式高檔住宅區(qū)、現(xiàn)代園林休閑區(qū)及大型人工湖泊、水景雕塑、人工瀑布等等。其中園林景觀中人工湖處理的水域面積達(dá)10000多m2,平均水深1.8m左右。

3 園林景觀水處理方法分析比較與選擇

一般而言,現(xiàn)代園林景觀水的處理可分為以下幾種方法:

3.1 物理方法:

a)引水換水方式:當(dāng)水體中的懸浮物(如泥、沙)增多,水體的透明度下降,水質(zhì)發(fā)渾??梢酝ㄟ^引水、換水的方式,稀釋水中的雜質(zhì)濃度,以此來降低雜質(zhì)的濃度。但是需要更換大量的水。而水資源在我國是相當(dāng)?shù)膮T乏,勢必要浪費寶貴的水資源。

b)循環(huán)過濾方式:在水景設(shè)計的初期,根據(jù)水體的大小,設(shè)計配套的砂濾裝置和循環(huán)用的水泵,并且埋設(shè)循環(huán)用的管路,用于以后水質(zhì)保養(yǎng)的加強(qiáng)凈化。使水質(zhì)能達(dá)到預(yù)期的效果。

3.2 化學(xué)方法(投加殺菌滅藻劑)

敞開式的水體,在陽光的照射下,會使水中的藻類大量繁殖,布滿整個水面,不僅影響了水體的美觀,而且擋住了陽光,致使許多水下的植物無法進(jìn)行光合作用,釋放氧氣,使水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,導(dǎo)致水質(zhì)惡化,發(fā)出難聞的惡臭,水也變成了黑色。

所以投加化學(xué)滅藻劑,殺死藻類。久而久之,水體中會出現(xiàn)耐藥的藻類,滅藻劑的效能會逐漸下降,投藥的間隔會越來越短,投加的量會越來越多,滅藻劑的品種也要頻繁的更換,對環(huán)境的污染也在不斷地增加,久而久之將形成惡性循環(huán),所以說用化學(xué)的方式處理水質(zhì),雖然是立竿見影的,但它的危害也是顯而易見的

3.3 生態(tài)處理技術(shù)

景觀水周圍的綠地因新陳代謝會脫落大量的殘花敗葉,這些污染物會經(jīng)過風(fēng)吹雨淋逐步匯集到景觀水。同時綠地由于施肥、噴灑農(nóng)藥也會把一些氮、磷等營養(yǎng)鹽排入湖中。所有這些都會或大或小地影響湖中業(yè)已存在的生物圈。

當(dāng)水體中的污染物達(dá)到一定程度的量超過生物鏈的“自凈容量”時,正常的生物循環(huán)或生態(tài)平衡將被破壞,造成生物圈中某些種群的數(shù)量劇增,常見的如藻類的大量繁殖。大量繁殖的藻類不但會在水面形成密集的“水華”,影響水體觀賞價值,同時藻類的老化、死亡又為腐生細(xì)菌提供了豐富的食物,大量的細(xì)菌在分解藻類尸體時會耗盡水中的溶解氧,使水質(zhì)惡化、魚類死亡。

生態(tài)處理技術(shù)的原理是利用培育的生物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動,對水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用,被生物或微生物分解后的無機(jī)物又被水生植物通過光合作用轉(zhuǎn)化成植物細(xì)胞:水生植物又可成為魚蝦貝等浮游動物的食物:浮游動物又被一部分魚類捕食:魚、蝦的排泄物及死亡的水生生物的尸體又可被細(xì)菌分解成無機(jī)物,然后再繼續(xù)循環(huán)下去,構(gòu)成一條食物鏈。景觀水體經(jīng)過生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)成份的循環(huán)后得到凈化。從而使水體得到恢復(fù)。本質(zhì)上說,這種技術(shù)是對自然界恢復(fù)能力和自凈能力的一種強(qiáng)化。也是當(dāng)前水環(huán)境技術(shù)的研究開發(fā)熱點。實質(zhì)上是按照仿生學(xué)的理論對于自然界恢復(fù)能力與自凈能力的強(qiáng)化??梢哉f,按照自然界自身規(guī)律去恢復(fù)自然界的本來面貌:強(qiáng)化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的合乎規(guī)律的治污思路,也是一條創(chuàng)新的技術(shù)路線。

各種處理方法優(yōu)缺點的比較見表1。

從表1中顯而易見,采用生態(tài)處理方式較其它方式具有成本低廉,效果顯著,持續(xù)時間長等優(yōu)點。

綜合以上分析,并結(jié)合本工程的特點,決定采用高效生物生態(tài)+過濾復(fù)合處理技術(shù),最大限度滿足本工程對景觀水質(zhì)高質(zhì)量的要求。

4 高效生物生態(tài)+過濾復(fù)合處理技術(shù)要點

4.1 工藝原理

本處理系統(tǒng)主要由生態(tài)處理系統(tǒng)、砂過濾系統(tǒng)組成。系統(tǒng)正常運行后,出水水質(zhì)可達(dá)到景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)(GB-T18921-2002)。砂過濾系統(tǒng)處理規(guī)模為30-40m3小時,每7~10d可循環(huán)一次,湖水經(jīng)2臺潛水泵提升到砂過濾罐,主要截留水體中的懸浮物、藻類、以及其他污染物,過濾后的澄清出水回流到水體上游,截留下的懸浮物等排出水體,工藝流程圖見圖1。

4.2 技術(shù)方案設(shè)計要點

本工程項目采用高效生物生態(tài)+過濾復(fù)合處理技術(shù),具體設(shè)計方案平面布置見圖2。

圖2中A區(qū)種植水生植物。在A1、A2分別設(shè)置砼網(wǎng)格,其中A1區(qū)網(wǎng)格離瀑布要求5m。在網(wǎng)格上布植水生植物吊架按每平方米1個布置。植物吊架可根據(jù)季節(jié)的變化更換植物。通過水生植物吸收、富集水體中的營養(yǎng)物質(zhì)及其他元素,增加水體中的氧氣含量,抑制有害藻類繁殖,遏止底泥營養(yǎng)鹽向水中的再釋放,利于水體的生物平衡。水生植物能有效地凈化富營養(yǎng)化湖水,提高水體的自凈能力。同時為豐富景觀效果,營造園林意境,增強(qiáng)觀賞性,達(dá)到與周邊環(huán)境及建筑風(fēng)格相迎合的目的。

網(wǎng)格的下方掛置高效生物軟性填料,培養(yǎng)微生物菌種,形成生物膜。利用瀑布的作用,通過水在空中飛行的過程中,與空氣充分接觸,完成復(fù)氧過程,提供給微生物,利用微生物攝取水體中的有機(jī)物質(zhì),從而使水體得到進(jìn)一步凈化。同時在圖中4個位置增設(shè)充氧設(shè)備,增加水體中的溶解氧,利于水中魚類的生長,并可根據(jù)季節(jié)、溫度的變化適時開啟充氧設(shè)備。

在水體下游水位最低的位置C區(qū)設(shè)置循環(huán)過濾系統(tǒng)。通過對水體的深度處理,去除懸浮物和其它污染物,使出水澄清后回用至水體中。

4.3 高效生物一生態(tài)處理技術(shù)

根據(jù)景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)《GB-T18921-2002》,確定本工程出水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如下表l

4.3.1 培育高效的微生物

微生物是整個生態(tài)系統(tǒng)最主要的組成之一,在水生生態(tài)中,作為分解者的微生物,能將水中的污染物(包括有機(jī)物,某些重金屬等等)加以分解、吸收,變成能夠為其他生物所利用的物質(zhì),同時還要讓它能夠降低或消除某些有毒物質(zhì)的毒性,成為真正意義上的地球環(huán)境的美容師。

本設(shè)計根據(jù)人工湖的水源水質(zhì)情況,利用微生物菌劑,進(jìn)行馴化,培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r的微生物,接著進(jìn)一步對培養(yǎng)出來的微生物進(jìn)行篩選,篩選出生理活性強(qiáng)的菌種,然后大量繁殖,投放水體。為了保證篩選出的微生物能保持良好的活性,一直處在高效的工作狀態(tài),在日常的工作中,須定期對微生物進(jìn)行篩選、保存、復(fù)壯,將變異對微生物帶來的影響降至最低,保持微生物物種的穩(wěn)定性,這是生態(tài)水處理中水質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。微生物菌種在水體中,不僅要完成它基本的分解有機(jī)物,降低或消除有害物質(zhì)毒性的作用,還要毹將水生植物的殘枝敗葉轉(zhuǎn)換成有機(jī)肥,增加土壤的有機(jī)質(zhì),并且對土壤進(jìn)行改良,改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和物理性狀,提高水體的環(huán)境容量,增強(qiáng)水體的自凈能力,同時也減少了水土流失,抑制了植物病原菌的生長。

4.3.2 生態(tài)處理中的水生植物種類選擇

4.3.2.1 水生植物的選擇

水生植物在生態(tài)處理技術(shù)中是一種重要載體,它的作用是:

①降低了水流速度,為SS(懸浮物)的沉淀創(chuàng)造了良好的條件。

②有效阻擋光線,減少藻類的生產(chǎn)。

③在冬季起到保護(hù)膜作用,防止土壤凍結(jié)。

④植物的地上和地下組織都可以形成生物膜。

⑤植物根部釋放氧及其他的物質(zhì),如,抗生素、有機(jī)復(fù)合物等。

根據(jù)本工程實際情況,我們選擇的挺水植物是荷花、昌蒲、水蔥等;以起到對地表徑流流入湖中的水起過濾作用,形成凈化帶,阻欄,吸收轉(zhuǎn)化可能進(jìn)入水體的有機(jī)質(zhì)及營養(yǎng)鹽,防止水體的富營養(yǎng)化,保持水體自凈。

浮葉植物的選擇了睡蓮、鳳眼蓮、芡實、菱等。這些植物在淺水湖泊中有著良好的凈化水質(zhì)的作用,種植,收獲較容易,兼具經(jīng)濟(jì)效益和觀賞效果,在一定季節(jié)可作為重要的支撐系統(tǒng)。

沉水植物生長在湖底。能防止底泥的再懸浮而影響水體的透明度,保持湖水清澈。同時能吸收、轉(zhuǎn)化沉積的底泥及湖水中有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)鹽,降低水中營養(yǎng)鹽的濃度,抑制浮游藻類的生產(chǎn)。選擇種植菹草、金魚藻、輪葉黑藻等。

4.3.2.2 水生植物的布置原則

1)根據(jù)水面的大小不同布置植物種植槽,以控制水生植物的生長范圍。

2)水面景觀低于人的視線,綜合岸線景觀和湖面倒影、水面植物進(jìn)行適當(dāng)?shù)木坝^組織,形成一幅幅優(yōu)美的水面畫卷。

3)植物以防污抗污、凈化水質(zhì)功能的水生植物為主,并具有較高的觀賞價值。

4)水面上布置漂浮植物或漂浮載體,以水培法在載體內(nèi)種植陸生花卉,減少湖水的光通量,抑制藻類的生產(chǎn),增加水的透明度。水生植物的布置示意圖見圖3。

4.3.3 水生動物的選擇

水生動物的生活性不同,有底棲、有生活在中層水域等等:并且食性也不同,必須配合水生植物的種類和數(shù)量,選擇能起到水質(zhì)凈化作用的水生動物。

a)水生動物的作用

水體中放置適當(dāng)?shù)乃鷦游锟梢杂行У娜コw中富余營養(yǎng)物質(zhì)。如蚌類可以將水中懸浮的藻類及有機(jī)碎屑濾食,提高湖水的透明度。螺螄主要攝食固著藻類,同時分泌促絮凝物質(zhì),使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝,促使水變清。濾食性魚類,如鰱、鳙魚等可以有效的去除水體中綠藻類物質(zhì)使水體的透明度增加。因為人工湖水域面積大,會成為許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所,在水中投放鯽魚,它可攝食蚊子的幼蟲及其他昆蟲的幼蟲,避免了水域?qū)χ車h(huán)境造成的危害。鯽魚對環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng),并且能耐低氧耐寒。

b)水生動物的選擇原則

1)不會大量的繁殖,甚至失控。

2)不會對水體形成強(qiáng)烈的攪動,甚至影響其他水體景觀。

3)水生動物與水生植物能形成合理的生物鏈。

4)水生動物初始放養(yǎng)密度不宜過高。

5)底棲動物的放養(yǎng)在人工湖注水15d后進(jìn)行,如開動增氧機(jī)在注水5d后進(jìn)行。

6)魚類的放養(yǎng)在人工湖注水并種植水生植物60天后進(jìn)行。

通過以上對上、中、下各水層面水生植物合理配置與科學(xué)的布置,收到了顯著改善水質(zhì)的效果。

4.4 活性砂過濾處理技術(shù)

生態(tài)處理景觀用水的另一套配套技術(shù)措施是采用活性砂過濾技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化處理,在本工程中引進(jìn)了瑞典先進(jìn)的流體技術(shù)――活性砂過濾技術(shù),它是一種集混凝、澄清、過濾為一體的高效過濾裝置,與國內(nèi)現(xiàn)行的過濾技術(shù)相比,具有高效連續(xù)性,24h連續(xù)工作,它不需停機(jī)反沖洗,工藝原理見圖4。

根據(jù)本工程的規(guī)模,結(jié)合設(shè)備的特點,系統(tǒng)設(shè)計處理規(guī)模選定為45m3/h。處理設(shè)備用于對景觀水體進(jìn)行處理后循環(huán)利用。利用石英砂在過濾中自上而下的運動,攪動原水,通過原水過濾來降低水中的污染物含量,達(dá)到了處理和凈化水質(zhì)的作用。通過對水體的深度處理,去除SS和其它污染物,使出水澄清后回用至瀑布的上游。

本工程項目活性砂過濾系統(tǒng)、射流曝氣機(jī)的運行根據(jù)季節(jié)、溫度以及湖水水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)運行時間,保證魚類的正常生長。按魚類生長所須溶解氧大于5mg/l的要求,和我們在冬季12.5°時測得的湖水中溶解氧為8.4mg/l。冬季水溫較低、湖水水質(zhì)較好,溶解氧較高時,射流曝氣機(jī)可不開或每隔1d在白天時間段(8:00-19:00)開啟2臺,且每隔一天輪換開啟。夏季,水溫較高、湖水水質(zhì)較差、魚類比較活躍,對氧的需求要大,湖水中溶解氧偏低,按白天時間段(07:00-19:00)4臺全部打開。晚上(19:00-07:00)只運行2臺:水質(zhì)較差時可按24h不間斷運行,冬季可按8~12h運行,活性砂過濾系統(tǒng)按24h運行。

4.5 處理效果

本工程景觀水處理工程歷經(jīng)6個月的施工,完工后,水處理系統(tǒng)經(jīng)一個多月的調(diào)試運行,處理后的出水透明、清澈,砂過濾系統(tǒng)的外排濾出液混濁偏黃,對懸浮物、藻類的去除取得了良好的效果。經(jīng)對湖水水質(zhì)連續(xù)二天的采樣化驗分析,湖水水質(zhì)可滿足景觀環(huán)境用水(《GB-T18921-2002》)和漁業(yè)水質(zhì)(《GB-11607-89》)綜合標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)已成功運行1年多,其水處理效果得到了業(yè)主廣泛好評。

篇8

關(guān)鍵詞:水體富營養(yǎng)化;治理措施;展望

中圖分類號: Q178.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

近20年來,隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展,江河湖海的富營養(yǎng)化也日益嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查,我國有大小湖泊24800多個,而處于富營養(yǎng)化的占湖泊總量的65%,處于中營養(yǎng)化轉(zhuǎn)化富營養(yǎng)化的湖泊占湖泊總量的20% [1]。水體富營養(yǎng)化不僅使當(dāng)?shù)仫嬘盟吹厥艿酵{,水質(zhì)普遍惡化,而且也制約了當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民的生活,因此,如何防治水體富營養(yǎng)化具有非常重要意義[2]。

1、水體富營養(yǎng)化的含義

水體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指水體中含有過多的氮、磷等可溶性營養(yǎng)物質(zhì),導(dǎo)致水體中的藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶氧量下降,水質(zhì)惡化,魚蝦等生物大量死亡的現(xiàn)象。嚴(yán)重的整個水面被藻類覆蓋而形成水華(海洋中出現(xiàn)稱為赤潮)。水體富營養(yǎng)化可分為天然富營養(yǎng)化和人為富營養(yǎng)化。自然條件下,水體可接收由降水、地表土壤侵蝕和淋溶等途徑帶來的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),使水體發(fā)生自發(fā)的富營養(yǎng)化過程,但過程很緩慢。人為富營養(yǎng)化則是在人類活動的參與下,使水體富營養(yǎng)化快速發(fā)生,藻類等浮游植物短時間內(nèi)種群數(shù)量大爆發(fā),水質(zhì)惡化較迅速的現(xiàn)象。

水體富營養(yǎng)化是一個十分復(fù)雜的過程,受很多因素影響,其中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)增多是一個重要的因素,那么為什么氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)充足易導(dǎo)致藻類大量繁殖?藻類大量繁殖為何會影響水質(zhì)呢?

首先從藻類生長繁殖所需的外界條件說起。溫度、光照、無機(jī)鹽、CO2等都是藻類繁殖必需的,藻類利用光能,通過光合作用制造有機(jī)物,以滿足自身生長繁殖所需。光合作用中所需要的葉綠素、藻藍(lán)素等光合色素及許多酶需要氮、磷等元素,氮、磷等含量增多時會提高這些物質(zhì)的含量,進(jìn)而提高光合效率,制造較多有機(jī)物,繁殖也更快一些。對于藻類等浮游生物大量繁殖影響水質(zhì)的大致過程可用下圖表示:

圖1 水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生機(jī)理

從圖1中,我們可以看到,水體富營養(yǎng)化后,會發(fā)生惡性循環(huán),干擾了水體正常的溶氧平衡、降低了供水質(zhì)量、影響漁業(yè)等生物資源的利用、破壞了水體生態(tài)平衡。所以防止氮磷污染,防止水體富營養(yǎng)化對經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、人類的和諧生存至關(guān)重要。

2、水體富營養(yǎng)化的防治

富營養(yǎng)化的防治可分別根據(jù)外源性營養(yǎng)物質(zhì)和內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)來控制:

2.1、外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入的控制

大部分水體富營養(yǎng)化是由于外界輸入的營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的,從長遠(yuǎn)的觀點看,水體富營養(yǎng)化的防治應(yīng)著重減少或者截斷外源性營養(yǎng)物質(zhì)的輸入??刂仆庠葱誀I養(yǎng)物質(zhì)的措施有:制定營養(yǎng)物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)測排入水體的氮、磷等污染物質(zhì)的含量;根據(jù)水體的氮磷含量,實施總量控制;實施截污工程或者引排污染源,去除、降低污水中氮磷含量,以控制電源污染與面源污染;制定或出臺禁止或限制含磷洗滌劑的政策,大力提倡不含磷的洗滌劑,從而減少外源性物質(zhì)向內(nèi)源性物質(zhì)轉(zhuǎn)變的可能性。

2.2、內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的控制

進(jìn)入諸如湖泊,河流等水體的營養(yǎng)物質(zhì),在水體分布中是十分復(fù)雜的。營養(yǎng)物質(zhì)在進(jìn)入水體以后,大致被分為三種狀態(tài):被水中的藻類吸收,成為水生植物的一部分;也可能被湖泊河流等的底泥積聚,被水生植物的根部固定,或由不溶性鐵鹽的保護(hù)層固定,在缺氧的條件下又被重新釋放至水中;或者氮磷營養(yǎng)物質(zhì)直接進(jìn)入水體溶解與水中。由上述可知,減少內(nèi)源性營養(yǎng)物負(fù)荷,有效地控制湖泊內(nèi)部磷富集,應(yīng)視以上三種不同情況,采用不同的方法。大致分為物理方法,化學(xué)方法和生物修復(fù)三種:

2.2.1物理方法

物理方法主要包括挖掘底泥、深層曝氣、注水沖稀以及底泥表面敷設(shè)塑料等。挖掘底泥,可減少以至消除潛在性內(nèi)部污染源;可定期或不定期采取人為湖底深層曝氣而補(bǔ)充氧,使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層,經(jīng)常保持有氧狀態(tài),有利于抑制底泥磷釋放。此外,在有條件的地方,用含磷和氮濃度低的水注入湖泊,可起到稀釋營養(yǎng)物質(zhì)濃度的作用。[3]物理方法的缺點是成本高、不經(jīng)濟(jì),不能從根本上排除營養(yǎng)成分對藻類的刺激作用。

2.2.2化學(xué)方法

該方法主要包括凝聚沉降和使用除藻劑。一般用于絮凝的化學(xué)物質(zhì)包括各種鋁鹽和鐵鹽,它能與磷酸鹽生成不溶性沉淀物,從而減少了水體中磷的含量。而近年來人們采用較多的是合成有機(jī)聚合物,Leuschner(1984)稱加入陽離子聚合物后浮游生物的絮凝性能明顯提高。使用除藻劑能及時有效地對藻類的生長進(jìn)行短期控制,這種方法適合于水華盈湖的水體,常有的除藻劑有硫酸銅。但是使用化學(xué)制劑除藻,向水中引入新的化學(xué)成分,有些不僅對藻類有抑制性,對其他生物也存在毒性。[4]有實驗表明,硫酸銅的毒性與很多環(huán)境因子有關(guān),其毒性隨水溫的提高而增加,在35℃以上時很容易導(dǎo)致魚類死亡,使用上存在一定的安全隱患。另外,對大型和具有流動性的水體來說,使用殺藻劑的工作量大,費用較高,效果難以保證;一旦殺藻劑被分解或被稀釋,藻類很快會大量繁殖,形成惡性循環(huán)。[5]

2.2.3生態(tài)治理

國內(nèi)外對富營養(yǎng)化進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的研究與實踐,形成結(jié)論:(1)恢復(fù)或重建湖泊水生植被是富營養(yǎng)化淺水湖泊生態(tài)恢復(fù)的重要環(huán)節(jié)。(2)多穩(wěn)態(tài)理論、生物操縱理論以及上行控制和下行控制理論是恢復(fù)或重建水生植被、實現(xiàn)由藻型到草型轉(zhuǎn)變的重要理論基礎(chǔ)。(3)生態(tài)恢復(fù)的前提是控制外源營養(yǎng)負(fù)荷,然后再在實施綜合措施的基礎(chǔ)上如疏?;蜮g化底泥控制內(nèi)源負(fù)荷,通過生物操縱或理化手段控制藻類等恢復(fù)或重建水生植被。

(1)沉水植物的修復(fù)

水體富營養(yǎng)化生態(tài)治理最常用的是水生植物修復(fù)技術(shù)。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體,植物和根區(qū)微生物共生,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),凈化污水。經(jīng)過植物直接吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒,同時對重金屬分子也有降解效果。目前,有些國家開始試驗用大型水生植物污水處理系統(tǒng)凈化富營養(yǎng)化的水體。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類,可根據(jù)不同的氣候條件和污染物的性質(zhì)進(jìn)行適宜的選栽。

(2)人工浮島修復(fù)

生態(tài)浮島技術(shù)就是人工把水生植物或改良馴化的陸生植物移栽到水面浮島上,植物在浮島上生長,通過根系吸收水體中的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì),從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

(3)微生物修復(fù)

微生物生態(tài)技術(shù)主要是通過調(diào)節(jié)污染物場所微生物的生存狀況,從而提高土著微生物降解有機(jī)污染物的能力。①固定化光合細(xì)菌:是將游離的光合細(xì)菌利用固定化材料將其固定,用于處理污染水體的一種方法。②固定化氮循環(huán)細(xì)菌修復(fù):固定化氮循環(huán)菌在參與水體的氮素循環(huán)中起著重要的作用,研究表明,接種固定化氮循環(huán)菌可去除富營養(yǎng)化水體中過量氮素。③深水曝氣修復(fù):通過向湖底曝氣來補(bǔ)充氧氣,使水與底泥界面之間經(jīng)常保持有氧狀態(tài),有利于抑制底泥磷的釋放。④EM制劑修復(fù):有效微生物群是從自然篩選出各種有益微生物,用特定的方法混合培養(yǎng)所形成的微生物復(fù)合體系,其微生物組合以光合細(xì)菌、放線菌、酵母菌和乳酸菌為主。該微生物制劑對去除水體中的有機(jī)物、葉綠素a,氨氮和提高溶解氧等均有顯著效果。⑤C1ear2Flo系列菌劑修復(fù):專門用于湖泊和池塘生物清淤、養(yǎng)殖水體凈化流修復(fù)及污泥去除,效果很好,可阻止藻類生長,污染因子大幅下降[7]。

3、展望

在利用生物治理水體富營養(yǎng)化過程中遇到了一些問題。如利用動物中得到的產(chǎn)品沒有質(zhì)量保證,植物可能在部分富營養(yǎng)化水體中不能生長,有些微生物去除N、P能力低或不能大量在廣闊的水面上接種等,相信這些都會在今后的研究工作中得到解決。

生物防治水體的富營養(yǎng)化有重大的發(fā)展空間。建立生物治理富營養(yǎng)化水體系統(tǒng),可以利用水生動物、植物及微生物,綜合建立水體生物鏈,重復(fù)利用不同生物之間的騰點,取長補(bǔ)短,發(fā)揮各自的優(yōu)勢和互相配置優(yōu)勢,多種類、復(fù)合型生物治理體系是最有效、最有前景的途徑[8]。

4、結(jié)束語

水體富營養(yǎng)化已嚴(yán)重制約我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,影響了人們的日常生活和生產(chǎn),水體富營養(yǎng)是亟待解決的問題,它的治理具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。在處理水體富營養(yǎng)化問題時,應(yīng)因地制宜、從點源到面源、結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)手段,制定出科學(xué)合理的整治方案,為水生動植物創(chuàng)造更為優(yōu)化的水體環(huán)境,重建生態(tài)平衡,恢復(fù)水體自凈[9]。

參考文獻(xiàn):

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田永杰,唐志堅.我國湖泊富營養(yǎng)化的現(xiàn)狀和治理對策.環(huán)境科學(xué)與管理2006年4期

莊一廷.湖泊、水庫富營養(yǎng)化的監(jiān)測.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)[J],2005,17 (8):26

林澤新. 太湖流域水環(huán)境變化及緣由分析[J]. 湖泊科學(xué). 2002(02)

張國華,曹文宣,陳宜瑜. 湖泊放養(yǎng)漁業(yè)對我國湖泊生態(tài)系統(tǒng)的影響[J]. 水生生物學(xué)報. 1997(03)

范成新. 太湖水體生態(tài)環(huán)境歷史演變[J]. 湖泊科學(xué). 1996(04)

篇9

關(guān)鍵詞:河道 生態(tài)砼 生態(tài)袋 機(jī)理 施工方法

1 概述

在河道整治中,向來采用漿砌塊石、鋼筋砼等結(jié)構(gòu),河床被硬化、渠化嚴(yán)重,許多對生態(tài)起重要作用的自然要素消失,隨著可持續(xù)發(fā)展的理念深入人心,建設(shè)環(huán)保型、生態(tài)型的河流日益成為河道整治工程的發(fā)展方向,生態(tài)砼、生態(tài)袋護(hù)坡就是近年來在河道整治工程中成功運用的典范。生態(tài)砼、生態(tài)袋護(hù)坡都能夠有效預(yù)防水土流失,同時其上的草皮能夠過濾河岸地表徑流、凈化水質(zhì),提高河岸生物的多樣性。但生態(tài)砼、生態(tài)袋的作用機(jī)理不同,也各有優(yōu)缺點。生態(tài)砼主要是施工過程中配合比的控制,特別是添加劑的選擇、使用,施工不當(dāng),在生態(tài)砼內(nèi)部不能形成足夠、有效的空隙通道,就達(dá)不到生態(tài)效果。生態(tài)袋在完工后,生態(tài)袋本身的氧化及火災(zāi)(小孩點火)導(dǎo)致使用期縮短。

2 生態(tài)砼作用機(jī)理

生態(tài)砼簡爾言之就是利用高強(qiáng)度黏結(jié)劑(水泥、SR-4等添加劑)將粒徑較大的骨料穩(wěn)定成型,利用粗骨料之間的空隙,完成土體與生態(tài)砼表層客土之間的水分、養(yǎng)分的傳遞與運輸,促進(jìn)植物的生長,從而對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)。

骨料層能保證強(qiáng)度達(dá)到C5-C12之間,一般采用C10,保持抗沖刷強(qiáng)度在5m/秒以上,由于生態(tài)砼本身強(qiáng)度低于一般砼,為保證其整體性和穩(wěn)定性,一般用高強(qiáng)度普通砼(C25)作為框格將生態(tài)砼分隔,框格一般2*2m為宜。

2.1 生態(tài)砼水質(zhì)凈化機(jī)理

生態(tài)砼澆筑即為多孔混凝土,具有凈化水質(zhì)的作用,機(jī)理如下:

2.1.1 物理作用。多孔混凝土孔隙率一般在25%左右,連續(xù)孔隙的孔徑為直徑為4~5mm是集料平均粒徑的25%~27%。內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)因緩釋性材料的不斷溶出也會增加的。多孔混凝土能凈化水質(zhì)具有良好的過濾和吸附功能,原因是比表面積較大而孔徑較小。

2.1.2 化學(xué)作用。多孔混凝土中溶出的Ca(OH)2是一種無機(jī)混凝劑,可以使水中的膠體物質(zhì)脫穩(wěn)后絮凝后沉淀下來。往多孔混凝土中增加Mg2+、Al3+可以阻礙Ca2+的溶出。緩慢溶出的Mg2+可以與水中的離子發(fā)生交換,生成磷酸氫鎂沉淀。因此,Mg2+可以去除水體中部分N、P營養(yǎng)物質(zhì)。溶出的Al3+形成Al(OH)3后是一種典型的無機(jī)混凝劑,可以去除水中的部分膠體物質(zhì)。

2.1.3 生化作用。多孔混凝土的多孔結(jié)構(gòu)提供了包括甲烷菌、硝化菌、脫氮菌等好氧性和厭氧性細(xì)菌的生存環(huán)境。在其表面和內(nèi)部棲息繁衍著大量的細(xì)菌及其適于微生物的生長。多孔混凝土可以充分發(fā)揮利用較多的生物種群形成的生物膜來降解水中的污染物質(zhì)。

3 生態(tài)砼施工方法

推薦配合比:水泥:砂:碎石:水:添加劑(SR-4)=250kg:150kg:1500kg:70-85L:5L

碎石規(guī)格:5-20mm。

砂:嚴(yán)格控制砂量,以保證孔隙率。

放料順序:石子-砂-水泥-添加劑-水。

拌合時間:3分鐘以上。

成品料:攪拌均勻,無沉淀,粗細(xì)骨料表面發(fā)亮、漿體粘裹均勻。

水灰比:控制不可出現(xiàn)流態(tài)漿體。

注意事項:①生態(tài)砼大都用在粉質(zhì)砂土上,澆筑砼前2-3小時,灑水濕潤坡面并拍實,以避免澆筑砼時,砼滾動沾上泥土,從而造成砼強(qiáng)度下降現(xiàn)象。②壓實:用鐵鍬將表面拍打整平,使其表面顆粒呈均勻狀態(tài),用金屬抹刀壓實、抹平即可,無需振搗。③施工時間:攪拌至抹平在60分鐘內(nèi)完成。④其他參照普通砼。

4 植草

①在種植草之前,應(yīng)在保持中性化的多孔混凝土表面填入保水性好的土質(zhì)(約3cm厚)。②基層(營養(yǎng)層),有機(jī)肥、谷殼、原土(篩土)。③噴撒種子。④覆蓋層:原土(篩土)、木纖維、少量有機(jī)肥、復(fù)合肥。⑤無紡?fù)凉げ几采w,防水分揮發(fā)、雨水沖刷。

5 生態(tài)袋使用機(jī)理

生態(tài)袋護(hù)坡具有永久性邊坡結(jié)構(gòu),不用鋼筋、水泥、石頭等硬質(zhì)的材料.它通過生態(tài)袋、土工格柵、三維排水聯(lián)結(jié)扣相互聯(lián)結(jié),形成穩(wěn)定的緊鎖結(jié)構(gòu),它具有透水不透土的過濾功能,而且對植物根系友好,從而能為植被提供理想的播種和生長平臺。

抗紫外生態(tài)袋:生態(tài)袋為邊坡結(jié)構(gòu)提供主要的組件單元,它具有透水不透土的過濾功能,而且對植物根系友好。生態(tài)效果主要由它來體現(xiàn)。

三維排水聯(lián)結(jié)扣:三維排水聯(lián)結(jié)扣相互聯(lián)結(jié)同一力學(xué)數(shù)學(xué)模型下設(shè)計的抗紫外生態(tài)袋,從而形成穩(wěn)定的三角內(nèi)摩擦緊鎖結(jié)構(gòu)。

抗紫外扎口帶:扎口帶在施工中起到將已裝滿填充物的生態(tài)袋扎緊袋口的作用,從而保證每個填充袋體的完整性和有效性。

高強(qiáng)度加筋格柵:由高分子聚合物經(jīng)擠壓成型,然后拉伸而成。具有相當(dāng)高的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。它主要是將生態(tài)袋與土體更緊密的結(jié)合成一個整體,從而具有更高的強(qiáng)度,以防止生態(tài)袋傾復(fù)。

6 生態(tài)袋護(hù)坡施工方法

6.1 填充材料

6.1.1 水上邊坡工程的填充料。能自由排水的土壤和顆粒,清除根系、碎片、樹枝、及超過50mm直徑的石子和鈣氯化物、毒性物質(zhì),石油產(chǎn)品等其它有毒物質(zhì)。

土壤成分應(yīng)含:(體積)有機(jī)物質(zhì)(大約):10-15%

粘土和淤泥:0—5%

大于2mm小于50mm的顆粒約:60—70%

大于0.05mm小于2mm的顆粒約:10—15%

過濾方面:在經(jīng)歷10分鐘以上的中到大雨或水沖刷60分鐘后不能有任何駐水;當(dāng)?shù)乜捎玫纳逃梅柿袭a(chǎn)品作為有機(jī)添加劑;混合均勻的所有的有機(jī)物質(zhì)。

6.1.2 水浸邊坡(或常水位以下)工程的填充料。清潔的顆粒材料,20mm的砂礫(最小顆粒2mm)。流水沖刷部位、防凍脹破壞的部位等要采用中粗砂填充。

6.2 基礎(chǔ)施工

開挖深度要按圖紙上要求,在坡度下的夯實基層或夯實土礦層上鋪設(shè)一定數(shù)量層的袋子。

基礎(chǔ)土體不要發(fā)生明顯的變形和沉降。一般夯實到95%的密實度。

要掛線施工使基礎(chǔ)的線條保持規(guī)整或合乎設(shè)計要求。

壘砌擺放生態(tài)袋時要達(dá)到整齊美觀的效果。要掛水平線施工,上下層的豎縫要錯開,標(biāo)準(zhǔn)扣要騎縫放置,人工壓板踩踏壓實,保證互鎖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,袋子扎扣處和線縫結(jié)合處靠內(nèi)擺放或盡量隱蔽。

在硬質(zhì)基礎(chǔ)界面上壘砌生態(tài)袋時,用錨釘固定或用不銹鋼釘將標(biāo)準(zhǔn)扣(單面有釘)將第一排的生態(tài)袋釘在硬質(zhì)界面上。也可用水泥砂漿配合固定。

6.3 生態(tài)袋填充施工

工程一般采用現(xiàn)場裝料施工。先清除建筑垃圾、尖銳物、樹皮樹根、草屑等。填充黏土?xí)r,要將土敲碎,且盡量選含水率最佳的填料(握緊成團(tuán),松手掉落后,散碎)。

填料一定要盡量滿實的裝。袋較長時,每裝1/3時,要抖緊袋內(nèi)填料。

牢固結(jié)實扎扣,并試?yán)杏X良好即可。

先裝好一個袋子,用磅秤秤量并記錄重量做為其后裝袋的標(biāo)準(zhǔn)樣板。

切勿將裝好的袋在戶外或淋雨長時間的暴露,裝好的袋盡量當(dāng)日施工完畢。

袋裝好搬運時,要離地搬運,不要在地面拖行或滾動搬運,放置時要輕放要放倒在地面上。

裝袋時遇到上下變形大的,要及時調(diào)勻。

6.4 壘砌施工

層層錯縫擺砌,由低到高。

基礎(chǔ)和上層形成的結(jié)構(gòu):將三維排水聯(lián)結(jié)扣在靠近袋子邊緣的地方水平放置在兩個袋子之間,使每一個三維排水聯(lián)結(jié)扣在兩個袋子間跨度,扎實袋子搖晃使每一個三維排水聯(lián)結(jié)扣刺穿袋子的中腹正下面。每層袋子鋪設(shè)完成后由人在放置的木板上面行走踩踏,目的是用來確保三維排水聯(lián)結(jié)扣和袋子之間良好的聯(lián)結(jié)。鋪設(shè)袋子時,為修建一個平整漂亮的墻體,注意把袋子的縫線結(jié)合一側(cè)向內(nèi)擺放。

鋪設(shè)上一層:后續(xù)鋪層要在前一鋪層的基礎(chǔ)上進(jìn)行,以便每個上層袋子用一個三維排水聯(lián)結(jié)扣固定在二個下層袋子上,就像餡餅的餡一樣夾在上下層之間,形成一個聯(lián)結(jié)的表面粘連模式。繼續(xù)鋪設(shè)沙土袋,加固回填土。上層的重量會牢牢的把標(biāo)準(zhǔn)扣壓入袋子中,形成袋與袋之間的堅實聯(lián)結(jié)。在袋子上踩踏或在頂層夯實有助于確保袋子之間的互鎖結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)結(jié)。

生態(tài)袋擺放水平面向坡內(nèi)方向傾斜5%(如M、S袋外側(cè)分別高1.6厘米、1.2厘米),便于增進(jìn)草本植物的生長。

篇10

關(guān)鍵詞:生態(tài)型居住區(qū);水生植物

目前國內(nèi)生態(tài)居住區(qū)內(nèi)的水體保持水質(zhì)的方法多采用機(jī)械循環(huán)或使用化學(xué)藥劑,這樣不僅會消耗很多能源,還會造成一定程度的污染。另外,大面積的水體因缺乏植物的映襯,在景觀上也顯得單調(diào)、不生動,因此,加強(qiáng)水體植物在生態(tài)居住區(qū)水體中的應(yīng)用很有必要。

1.水生植物的種類

凡生長在水中或濕土壤中的植物通稱為水生植物,包括草本植物和木本植物。在園林中,對水生植物的分類按其生活習(xí)性、生態(tài)環(huán)境,可分為浮葉植物(浮葉花卉)、挺水植物(挺水花卉)、沉水植物(觀賞水草)、海生植物(紅樹林)以及沿岸耐濕的喬灌木等濱水植物。

2.水生植物在居住區(qū)景觀中的意義

2.1觀賞意義

“浮香繞曲岸,圓影覆華池”;“波明荇葉顫,風(fēng)熱萍花香”。詩中的水生植物景致給人一種清新、舒暢之感。水生植物不僅可以觀葉、賞花,還能欣賞映照在水中的倒影。同時水生植物在居住區(qū)水景中的應(yīng)用可以豐富水面,軟化僵硬的駁岸,而現(xiàn)在人們越來越追求居住區(qū)的生態(tài)野趣化,野趣最宜以水生植物配置來體現(xiàn)。通過種植些野生的水生植物,如蘆葦、香蒲、慈菇、荇菜、浮萍、槐葉萍;水底種植一些眼子菜、黑藻、苦草等,則此水景定能野趣橫生,給人們居住環(huán)境帶來大自然的氣息。

2.2水生植物的生態(tài)學(xué)意義

水生高等植物能有效凈化富營養(yǎng)化湖水,提高水體的自凈能力,也是人工濕地系統(tǒng)發(fā)揮凈化作用必不可少的因素之一。以往國內(nèi)生態(tài)居住區(qū)內(nèi)水體保持水質(zhì)的方法多采用機(jī)械循環(huán)或使用化學(xué)藥劑,這樣不僅會消耗很多能源,還會造成一定程度的污染。利用水生植物提高水體自凈功能既降低了物業(yè)成本,還能美化環(huán)境,同時讓居民能夠認(rèn)識濕地,增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識。

3.居住區(qū)水生植物選擇的原則

①荷花。睡蓮科睡蓮屬,多年生挺水植物,分株或播種繁殖。荷花花葉清秀、花香四溢,是良好的美化水面、點綴亭榭或盆栽觀賞的植物材料。②蘆葦。禾本科蘆葦屬,播種或分株繁殖。其凈化水質(zhì)的效果較好,如將蘆葦布置在自然式水岸邊,別有一番野趣。③水蔥。莎草科多年生宿根挺水草本,莖桿高大通直,青翠碧綠。其變種花葉水蔥,在莖稈上有黃色環(huán)斑,具有一定觀賞價值。水蔥多于初春分株繁殖,栽種初期宜淺水。水蔥莖稈挺拔翠綠,常用于水面綠化或作岸邊點綴。④黃菖蒲。鳶尾科鳶尾屬,是多年生濕生或挺水宿根草本植物,花色黃艷、花姿秀美、觀賞價值極高。植物品種需與小區(qū)景觀設(shè)計風(fēng)貌相協(xié)調(diào)。規(guī)整現(xiàn)代風(fēng)格的駁岸多采用浮葉植物,如睡蓮、萍蓬草等。而山石的自然駁岸多在岸邊石縫中栽植挺水植物或濕生植物,如黃菖蒲、水燭、再力花等。

4.水生植物布置的一般原則和要求

第一,水面種植不能過滿。小水面最多30%-40%的水面浮滿葉子或花,大水面在10%-20%。1株睡蓮種下去,占地0.33-0.67m2,但發(fā)出的枝葉足夠33.3m2的池塘享用,也就是用1%-2%的地方種植物,像睡蓮、萍蓬草、荇菜等,將是滿池浮葉,不斷發(fā)展。直立的植物,如香蒲、燈心草、菖蒲、蘆葦?shù)?,叢生而挺拔。有的植物喜歡淺水,以其屏障作用為背景是好的,但是遮擋視線,小水面安排1株或幾株,點綴角隅,大池可以成片種植由它蔓延。

第二,水生濕生植物有強(qiáng)烈的無性繁殖能力。無性繁殖方式有集群式的和游擊式2種模式。特別是游擊式無性繁殖要注意控制其生長繁殖范圍。將植物材料放入容器中固定其繁殖速度和范圍。

第三,自然形成的或人工建造的水池,大多中間深,四周淺,種植之前要清楚植物生長需要的水深。

第四,水域視線的來源一方,如臨窗一面或接近道路的一面,請少種或不種。植物要隔水相望才有倒影,所以,要在離視線來源稍遠(yuǎn)的一方,高低有序的種下去才好。視線如果來自四面八方,植物在岸邊的種植要斷斷續(xù)續(xù)地留出大小不同的缺口,免得封閉。

第五,自然式土岸切忌等距種植或規(guī)則修剪,以免失去其自然本色。

第六,景觀水域基質(zhì)在放水或種植前必須清除其雜草或其它種子。對此,不能掉以輕心,否則會使水景雜亂無章。

第七,水域種植的基本格調(diào)要事先依四周景物決定下來,并與使用目的相結(jié)合。是野趣、淡雅,還是華麗、喧鬧、多彩。然后再選擇植物種類,這樣才能達(dá)到理想的效果。

第八,水質(zhì)的處理要合格,并注意換水周期。