水体的原位修复技术

水体的原位修复技术目录1.水环境现状及问题2.治理思路及现有技术3.ISSAPGPR简介水安全威胁水资源短缺水污染严重水环境破坏截至2016年7月，中国已有28省(区、市)1508个县遭受洪涝灾害，直接经济损失近1470亿元人民币。。。仅2015年全国受旱灾影响直接经济损失579亿。北京市城市地下水位呈现逐年下降的趋势，半个世纪内已降低超过一半高度。。。我国50,000多条流域面积在100平方公里以上河流，绝大多数已经遭受到程度不同的水污染侵害，包括长江、黄河及珠江在内的七大水系无一幸免，全国295座地级及以上城市，221座排查出黑臭水体。。。在中国，超过130种湿地动植物面临灭绝的困境。河流蜿蜒曲折形态的破坏和功能的片段化，及其伴随的水质污染问题，几近丧失其作为生态廊道的基本条件。。。水体现状及问题1水体黑臭水资源外源污染管理内源污染河网水系天然降雨量小源头河道、集雨面积小季节性河流农业面源污染城市面源污染城市管网不完善点源污染存在底泥释放N/P物质水动力不足平原河网，流速慢，流量小堤岸硬化调外水困难雨污混流管网淤堵、老化、破损水资源配置、水利设施调度不合理河道狭窄、淤积严重养护资金短缺生态基流短缺生物残体漂浮物断头、盲肠段水体在外部因素（点源、内源、面源污染）、内部因素（水体自身水环境特征丧失）及管理不足等的综合作用下，水质变差，进而变黑变臭，影响整体环境及居民生活品质。水环境现状及问题--“内忧外患”1治理思路--流域综合治理（SHED）2治水需要遵循流域水循环系统的演变规律流域是以分水岭为界所覆盖的区域，以及由水系构成的集水区。流域是水问题研究和治水的基本单元。治理思路--源头、过程、末端，三管齐下、综合治理•工业污染源•城市生活污染源•农业、水产养殖污染源源头治理过程阻断末端治理截污纳管(岸上收集及分散式处理工程措施)面源污染（湿地、生态护坡等）生态修复技术（生态清淤、微生物菌剂、生态浮床、生态系统构建技术）•去除黑臭•提升透明度•水生态系统修复政府规划法律法规城市建设逐步完善原位就地处理，实现原位修复、生态修复及生态平衡2治理思路—流域综合治理2结合源头控制（减量）及其他岸上景观配套等措施，重点是实现水环境的生态自净承载力的成倍提高，快速改善水质和维持水质的长期生态平衡。水资源水环境水生态水管理水经济八位一体“绿水青山就是金山银山”水景观水安全水文化化学法除藻，絮凝沉淀、（重金属）化学固定等（应急用）生态调水、底泥疏浚等（工程措施，污染物转移、费用高）物理法生物法植物修复技术、投放微生物技术、生物操纵技术等（季节性、适应性、费用问题等）治理思路--治理方法2治理技术--“工程为主、植物美化为辅”2点源：截污纳管统一收集或者一体化设备；内源：清淤疏浚；面源：初雨收集/海绵城市。水体生态：植物（浮岛、水下森林）/曝气/微生物。治理技术--点源处理2沿河铺设市政管网或采用临时挂管截污，集中收集至污水厂处理；在没有市政主管网的地方，可以采用分布式污水处理站或者一体化设备。处理大部分污染，但存在管网破损，地下水渗漏，无法百分百收集。治理技术--内源处理2排干清淤：直接挖除/水力冲挖；水下清淤：抓斗式清淤/泵吸式清淤/普通绞吸式清淤；简单直接，但施工过程有异味/淤泥处理是难题/水体底栖生物破坏治理技术--面源处理2初雨调蓄池：初雨收集后集中处理，占地大；雨水口强化处理：涡流分离器，只能拦截110微米以上的颗粒物；海绵城市：下沉式绿地、植草沟等。生态修复技术--植物修复技术2浮水植物：聚草、香菇草等；挺水植物：菖蒲、美人蕉、鸢尾等；沉水植物：苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜等。可以转移部分氮磷物质，但植物季节性强、收割维护工作量大。生态修复技术--植物修复技术2芡实大漂睡莲常用的浮水植物浮水植物种植密度：芡实，1-2丛/m2;大漂，30-40株/m2;睡莲、红菱，1-2丛/m2，10-15芽/丛；沼生水马齿、浮叶眼子菜，20-40株/m2（大漂为生态入侵物种，使用时需注意防范）红菱沼生水马齿浮叶眼子菜芦苇花叶芦竹美人蕉香蒲香根草再力花常用的挺水植物常用挺水植物的种植密度植物名称种植密度芦苇16-20株/m2花叶芦竹6-9丛/m2,5-7芽/丛美人蕉6-9丛/m2香蒲20-25株/m2香根草5-7株/m2再力花1-2丛/m2,10芽/丛紫莎草5-20丛/m2千屈菜6-10丛/m2鸢尾9-12株/m2梭鱼草6-10丛/m2紫芋6-10株/m2水葱15－20芽/丛、8－12丛/m2紫莎草千屈菜鸢尾梭鱼草紫芋水葱生态修复技术--植物修复技术2生态修复技术--植物修复技术2苦草金鱼藻黑藻菹草沉水植物的修复分为2个步骤，首先种植以狐尾藻、黑藻等为主的先锋耐污物种，待水质改善后改种以金鱼藻等为主的常规物种。狐尾藻伊乐藻茨藻光叶眼子菜耐污物种常规物种沉水植物种植密度植物名称种植密度苦草40-60株/m2狐尾藻光叶眼子菜金鱼藻80-100株/m2黑藻25-36丛/m210-15芽/丛金鱼藻伊乐藻菹草20-30丛/m23-4芽/丛茨藻生态修复技术--曝气修复技术2鼓风曝气/表面曝气（喷泉、推流）/水下曝气/纯氧曝气/移动曝气等方式增加水体溶氧，提升自净能力/能耗大。设备适用河道特点鼓风曝气设备水位波动小的河道充氧效果好，无景观效果，有噪音表面曝气设备（喷泉、推流）景观水体、水深较深的河道等；充氧效果一般，有动水和景观效果水下曝气设备水体流速小，水深较深河道充氧效果较好，有动水效果纯氧曝气设备水深较深河道充氧效果较好，价格较高移动曝气设备水深较深通航河道充氧效果较好，无持续效果各类曝气设备及使用效果一览表鼓风曝气表面曝气移动曝气填料比表面积材质成分填料特点安装方式生物绳0.35-2.8m2/m3聚丙烯、聚乙烯软性和半软性填料组合而成悬挂式框架式生物栅285-1300m2/m3聚丙烯、聚乙烯需配合人工曝气悬浮式人工水草1000m2/g碳素纤维有利于形成菌藻共生体系悬挂式框架式生物膜载体300-400m2/m3无机陶粒或石英砂、聚乙烯、聚丙烯等在悬浮填料中添加亲水性物质悬挂式悬浮式流化床MBBR450-1200m2/m3添加酶促剂的高分子材料需配合人工曝气悬浮式各类填料及其性能一览表填料类辅助修复：给河流或者湖泊中的微生物提供附着场所，主要适用于黑臭情况较为严重的水体。但也存在抗冲击负荷能力弱，填料表面微生物易受气候水环境条件影响等弱点。生态修复技术—填料类辅助修复技术2生态修复技术--微生物2特定功能微生物制剂复活直接投放。外来微生物适应性土著微生物分离纯化，扩培投放。不同河道土著微生物不一样，工程量巨大；微生物种类单一，效果有限。酶制剂激活土著微生物，如ISSAPGPR。连续激活土著微生物，提升水体自净能力。技术种类去除对象说明特定功能菌剂有机物、氨氮、磷等优选的高效微生物菌剂，如光合细菌，硝化菌，反硝化菌等；主要用于应急土著菌有机物、氮等提供适宜土著菌生长的环境（如曝气等），强化水体自净能力；分离纯化培养时间长，工程量大酶制剂COD、BOD、氨氮、总氮、总磷等提供土著有益微生物的营养元素，使之大量繁殖，恢复水体自净能力，操作简便，易于实施。常用微生物形态治理技术--镍基石墨烯场效应水体矿化还原技术2以石墨烯为原材料衍生出的新技术如镍基石墨烯场效应水体矿化还原技术等利用石墨烯的大表面积和良好的生化特性，产生超强氧化还原基团。成本高、新技术有待实际验证。技术原理生物技术对比技术名称优点缺点备注植物修复技术可以消除一部分氮磷污染季节性强、二次污染、生物入侵曝气增氧快速提升水体溶氧，消除臭味能耗大，水质提升效果有限如果是行洪河道，需考虑设备安全湿地净化技术对BOD5有处理效果，能耗较小占地大，植物受季节影响，蚊蝇滋生适用于生活污水处理投菌技术可以部分降解污染物引入外来微生物，适应性不强，降解效率不高ISSAPGPR可以激活广谱土著微生物，彻底消减/转化污染物除焚烧外，所有的有机废弃物最后都是通过微生物进行分解和转化，进入生态循环；一般的治理技术只是“收集,转移”的被动模式一般的生物技术没有形成彻底的生态循环需要一种技术可以把污染物就地消减/转化，同时可以资源化治理思路及技术--小结2以流域为治理单元；采用“源头控制、过程阻断、末端治理”的治理思路；从水安全、水资源、水环境、水生态、水景观、水文化、水经济、水管理8个角度出发；运用综合措施（针对点源、面源、内源等污染源）削减各种污染负荷；着重考虑水体原位生态修复，构建稳定的生态系统，提升水体自净承载力，保持水质长效稳定。技术评价有效性原则-大道至简物质平衡/守恒原则：C，N，P生态平衡原则：长效机制经济性原则：性价比“神”技术层出不穷：纳米，石墨烯，“政治”正确性：穷尽所有技术的组合工程化和景观化：把河道变成公园湖，把公园湖变成景观池L2L1L3L4L1：代表点源污染；L2：代表面源污染；L3：代表释放的内源污染；L4：代表水体自净力。L4≠L1+L2+L3当L4L1+L2+L3，水体污染加重，最终变成黑臭污染与自净力的关系当L4L1+L2+L3，水体状况逐步好转通过工程措施可以控制L1、削减L2、L3，提高水体的自净力L4也是解决水环境污染的关键。2谢谢!