河道水质净化中生物修复技术的研究进展

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-07-23

  摘 要:水是人类生命的一部分,与我们的生活息息相关。文章主要概括了当今面临的河道水质问题,总结了生物修复技术在河道水质修复上的应用及其针对性,对今后的技术研究和发展提出了展望,为未来的研究工作提供了的一定程度上的指导意见。

  关键词:河道;水质修复;生物修复技术

  前言

  水源是人类发展和进步的基础,城市与河道之间有着极其密切的联系。随着城市人口容量的增大、工业的崛起以及经济的快速发展,人类对于河道的干涉与利用力度加大,污染物的排入导致水质受到严重污染。近几年,河道水质修复逐渐被国内外所重视,文章针对生物修复技术在河道水质修复的应用进行总结,以求对今后的修复治理有直接的指导意义。

  1 河道水质问题

  长期的超负荷纳污使得河道水体的氧平衡受到严重破坏,河道水体富营养化以及黑臭现象严重。恢复河道水体自净能力以及消除黑臭现象已成了必须面对的水质难题。

  2 生物修复技术的应用

  河道水质的修复就是运用各种技术手段去除水体中存在的有机、无机污染物,使水体的自净能力得以恢复。生物修复因其费用低廉、高效快速、安全无二次污染等优点,被广泛推广,主要包括植物净化技术、生物膜处理技术、生物强化技术以及联合修复技术等。

  2.1 植物净化技术

  植物净化技术主要利用植物吸收污染水体中的有机污染物、释放多种分泌物与酶,植物根部微生物的降解,刺激根部微生物的活性以及转化的三种作用机制对污染水体中的有机污染物实现去除。目前运用较为广泛的主要包括人工湿地、稳定塘、人工浮岛等。

  2.1.1 人工湿地技术

  具有出水水质稳定,净化能力强,运行维护方便的特点[2]。近些年来,该技术被广泛用于处理各种污水,但在实际的应用过程中也暴露了很多的问题,如易受气候温度影响、占地面积大、基质易堵塞等,这些问题都在一定程度上影响了人工湿地对污水的净化效果,甚至限制了湿地的发展,这也是我们未来研究工作的重点。

  2.1.2 稳定塘

  水质净化原理和应用范围与人工湿地有一定相仿处,利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。具有易操作、投资低、维护方便的特点,且污染物去除显著。

  2.1.3 生态浮岛

  以水生植物为主体,使用可漂浮于水面的材料为载体和基质水面无土种植植物技术,建立高人工生态系统来净化水体。目前,国内已有多处利用生态浮床技术的示范性工程。植物修复技术不仅费用低、效果好同时还能美化环境,但植物具有水体针对性和时间、空间差异性,植物的后期处置问题也有待解决。

  2.2 生物膜处理技术

  在中小河流净化方面具有净化效果好、便于管理等优点,被广泛应用。大多数的生物膜处理技术采用的外接生物膜反应器的治理方法,通过水泵将污染河道水体抽进预设的生物膜反应器中,污水经过生物膜反应器的净化在被重新稀释到河道水体中,通过区域性的水体自净能力恢复带动河道整体的水质恢复。

  2.3 微生物强化技术

  微生物强化技术是目前运用最广泛的原位修复技术,污染水体的污染物降解主要依赖于微生物的降解,当缺乏足够有效的微生物作用时,通过人为投加物质强化微生物的主体作用来提高水体净化能力。强化主要分为两大类:一是投加微生物菌剂技术;二是生物促生技术。

  2.3.1 投加微生物菌剂技术

  投加微生物菌剂技术在加快污水生化处理系统启动速度、提高生化处理系统处理效果和抗冲击负荷能力、改善对某种特定污染物的降解能力方面表现出巨大的潜力。李娜等在实验室运用SBR工艺处理石化废水,通过投加微生物菌剂,提高了COD的去除率[4];张力等在用传统活性污泥法处理制药废水时,投加微生物菌剂,提高了系统的处理效果和抗冲击负荷的能力[5];秦振清在实验室用MBR工艺处理阿特垃津废水时,通过投加微生物菌剂,提高了阿特垃津降解效果,缩短了系统启动时间[6];但是污水水质和水量的不稳定、生化处理系统的操作复杂以及强化菌投加到生化系统后自身的不确定使得菌剂的污染物降解效果并不一定能得到很好的发挥,限制了其大规模的应用。

  2.3.2 生物促生技术

  为了达到更理想的效果,生物强化研究的重点已经逐渐向激活培养土著微生物的生物促生技术转移。该技术在国内刚刚起步,国内对于自主开发促生剂的能力和经验还很缺乏。早期的实验促生剂大多来自国外,近些年来,随着国内外学术交流的增多,我国在促生剂配方研发上也取得了重大的成果,这也为国内促生剂技术的发展奠定了基础。方一丰等发现蔬果的浸出液富含能促进微生物生长的生长因子,并利用玉米、土豆和番薯的浸出液成功净化了景观水体[7];郝永胜等使用能邦公司提供的富含氨基酸、尿素、腐殖酸、酶等成分生物激活剂,修复了上海西南地区河水及景观水体[8];丁凯等利用复合生物酶制剂使北京西土城沟水体很快消除黑臭现象,水体清澈透亮,自净能力增强[9]。

  2.4 联合修复技术

  由于河道水体污染情况复杂,运用单一的修复技术往往不够,通过技术的联合可以达到理想的处理效果。如微生物与植物联合技术修复,结合两者的共生关系来提高对污染水体的净化效果。研究显示植物根系环境与附着生长的微生物有一定的互利共生关系,植物能为微生物提供生存环境和有机物质,微生物的一些代谢产物则能促进植物生长[10]。这均为以后的河道水体治理提供了一个新的思路。

  3 结束语

  现阶段的国内的河道水体修复虽然发展较快,但是相对于国外来说,还具有一定的差距。然而,仅仅学习西方的修复技术是远远不够的,思考适合国情的技术组合、深化组合工艺才能发挥各个单元组合的协同作用,提高处理效率。同时,我们也应该注重水质修复机理的研究,这样才能获得突破性的成果,解决更多的实际问题。

  河道水质修复在未来的延续性关键在于人们理念的转变,良好的生态理念有助于开发更环保和谐的修复技术,我们所进行的工作也将使得环境和社会变得更加美好。

  参考文献

  [1]王风贺,王国祥,刘波,等.曝气增氧技术在城市黑臭河流水质改善中的应用与研究[J].安徽农业科学,2012,40(10):6137-6138+6141.

  [2]李娟,张龙庄,段亮,等.人工湿地废水处理技术的研究现状及展望[J].南方农业学报,2011,42(1):69-73.

  [3]张峰华,王学江.河道原位处理技术研究进展[J].四川环境,2010,29(1):101-105.

  [4]李娜,王暄,吕晓龙.优势菌技术处理难降解石化废水研究[J].天津工业大学学报,2008,27(4):41-45.

  [5]张力,于洪峰,程树培.跨界原生质体融合工程菌株改进合成制药废水生物处理的有效性研究[J].江苏环境科技,2004,17(4):11-12.

  [6]秦振清.生物强化技术在焦化污水处理中的应用[J].柳钢科技,2004(4):44-48.

  [7]方一丰,黄光团,林逢凯.蔬果类浸出液在景观水体原位生物修复中的应用研究[J].华东理工大学学报(自然科学版),2005,31(5):677-680.

  [8]郝永胜,谢曦,唐玉斌.生物激活剂修复污染水体的研究[J].净水技术,2004,23(3):3-5.

  [9]丁凯,郭泅涌.利用微生物技术治理城市河湖水质[J].北京水利,2005,5:3-5.

  [10]廖思红,陈亮,王超.河道生态修复技术[J].绿色科技,2014(10):24-25.

  作者简介:鲍捷(1992,11-),男,安徽池州人,硕士研究生,主要从事水污染控制和技术研究。

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