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水体富营养化的防治对策

来源:原创 日期:2015/2/10 16:30:00人气:

富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为:①污染源的复杂性,导致水质富营养化的氮、磷营养物质,既有天然源,又有人为源;既有外源性,又有内源性。这就给控制污染源带来了困难;②营养物质去除的高难度,至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法只能去除30-50%的氮、 

 

一、控制外源性营养物质输入  

    绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质,就使水体失去了营养物质富集的可能性。为此,首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入,控制外源性营养物质,应从控制人为污染源着手,应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源,监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度,计算出年排放的氮、磷总量,为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。 

 

二、减少内源性营养物质负荷  

    输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性盐类形式溶于水中,或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降,并在底泥中不断积累,或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷,有效地控制湖泊内部磷富集,应视不同情况,采用不同的方法。主要的方法有: 

1、工程性措施:包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥,可减少以至消除潜在性内部污染源;深层曝气,可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧,使水与底泥界面之间不出现厌氧层,经常保持有氧状态,有利于抑制底泥磷释放。此外,在有条件的地方,用含磷和氮浓度低的水注入湖泊,可起到稀释营养物质浓度的作用。 

2、化学方法:这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法,例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。这种方法适合于水华严重的水体。杀藻剂将藻杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,应该将被杀死的藻类及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。 

3、微生物投加方法:投加适当的适量的微生物(各类菌种),加速水中污染物的分解,起到水质净化的作用。微生物的繁殖速度惊人,呈几何级增长,微生物在繁殖的过程中分解水体中的有机物,吸收分解后的营养物质作为自身的个体的营养来源,其生长受环境的影响很大,例如PH值、温度、气压、水体中的溶解氧等等。 

    用众邦微生物技术处理水质,必须定期进行微生物的筛选培育、保存、复壮等等一系列专业处理过程,来保证微生物菌体的健壮。自然系统中水与动物、植物、微生物共生共存,水为生物群落提供生命之源,反过来,生物群落又净化了水,形成了水体自然净化的机制。在人类出现以前,大自然就是依此规律运行,使得江河湖泊保持着洁净。一个基本的规律是,在一个健全的生态系统中,水质洁净是必然的结果。 

    天然水体的自净能力主要是靠水体中的各种生物(尤其是微生物)作用的结果。水体出现污染,是因为导入其中的“物质负荷”超过了生物“消化自净”的速度。在一个封闭的水生生态系统中,当外界物质进入的速度超过生物圈自身食物链循环的速度时,会造成食物链中某些环节种群的失衡,此时若不采取措施调整种群数量或结构(如把种群部分地从水体中取出,或人为地投入其他种群来抑制该种群的增长),就会使水体生态平衡遭到破坏,水质恶化。 

    利用现有的微生物,进行驯化,培养出适应当地情况的微生物,接着进一步对培养出来的微生物进行筛选,筛选出生理活性强的菌种,然后大量繁殖,投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性,一直处在高效的工作状态,在日常的工作中,必须定期对微生物进行筛选、保存、复壮,将变异带来的对微生物的影响降至最低,保持微生物物种的稳定性,这也是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。提高水体的环境容量,增强水体的自净能力。

    微生物特别是氮循环细菌在水体自净能力中具有不可忽视的作用。有机物的矿化分解,氮素的气化;磷盐的沉降和固定在湖底等都与聚磷细菌的作用分不开。自然界的水生植物附近共生有多种远比自由水体中丰富的细菌群落。  

    研制人工载体和优选高效细菌种群极为重要。利用优化的人工载体培养优化的氮循环细菌,释放到自然水体,以自然生物为一级载体,其它人工载体和底泥为二级载体,水中悬浮物为三级载体,将原来荒漠化水域中以水土界面为主的好氧-厌氧,硝化-反硝化条件扩大到水面和水体并加强细菌浓度,从而增加系统净化能力。 

4、生物性措施: 

种养水生植物:挺水植物、浮叶植物、大型飘浮植物、着生藻类、浮游藻类、沉水植物利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类,可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体,植物和根区微生物共生,产生协同效应,净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一般生长快,收割后经处理可作为燃料、饲料,或经发酵产生沼气。这是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。 

投放水生动物:螺、蚌等底栖动物可过滤悬浮物质,摄食生物碎屑,其分泌物有絮凝作用,螺有刮食着生藻类功能,虾和若干种类鱼类可摄食藻类、碎屑、浮游动物等。这些动物,作为健康水生态系统的补充组成,也有重要作用。 根据水体的特定环境,投放相适应的水生动物,如鱼类、底栖动物。 

建立人工生态体系:人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、养鸭、养鹅等形成多条食物链。其中不仅有分解者生物、生产者生物、还有消费者生物,三者分工协作,对污水中的污染物进行更有效的处理与利用,并由此可形成许多条食物链,构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比,就可建立良好的生态平衡系统。当一定量的污水进入这种生态塘中,其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化,而其降解的最终产物,一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源,以太阳能为初始能源,参与食物网中的新陈代谢过程,并从低营养级到高营养级逐级迁移转化,最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物,人们不仅可以不断的取走这些增值的产品,而且通过人们的不断的取走和加入的措施来保持水体的综合生态平衡,达到防治水体的富营养化的目的。

 

 

 

 

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