ESB—生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)探討
【tuchai.cn南京純水設(shè)備】ESB-生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)介
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(xiàng)目前世界上正在興起的突破性的一種水體修復(fù)技術(shù)。ESB水體修復(fù)技術(shù)是利用培育的植物、動(dòng)物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動(dòng)。對(duì)水體污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用,從而使水體得到凈化的技術(shù),還可以綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來(lái),在治理區(qū)建設(shè)休閑和娛樂(lè)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(zhēng)氧物質(zhì),穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài),快速培植優(yōu)勢(shì)好氧微生物,打造生態(tài)基礎(chǔ),并通過(guò)水生動(dòng)、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài),通過(guò)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(diǎn),實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。
ESB水體修復(fù)技術(shù)包括:微生物修復(fù)技術(shù)、人工濕地技術(shù)、浮島技術(shù)、植物操控技術(shù),生態(tài)護(hù)提技術(shù),生態(tài)復(fù)氧技術(shù)、生態(tài)清淤技術(shù)、水生動(dòng)物恢復(fù)和重建技術(shù)等。南京純水設(shè)備在實(shí)際工程應(yīng)用中,可按照水體污染程度,水體環(huán)境資源現(xiàn)狀及業(yè)主要求等考慮選用不同的技術(shù)組合,以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
1、ESB-生態(tài)清淤技術(shù)(微生物降低內(nèi)源污染)
微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成,它們能將自然界中的動(dòng)、植物的尸體及殘骸分解,將一些有害的污染物質(zhì)加以吸收和轉(zhuǎn)化,成為無(wú)毒害或毒害較小的物質(zhì)。微生物能分解河床底質(zhì)中有機(jī)碳源及其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為菌體,促使底泥硝化(減少底泥體積,穩(wěn)定底泥物理、化學(xué)性質(zhì),阻隔減少內(nèi)源污染對(duì)水體的影響)。脫氮微生物通過(guò)硝化和反硝化作用能分解氨氮,分解后的硝態(tài)氮被植物吸收,使部分氮退出水體循環(huán),進(jìn)而能凈化水質(zhì)。
2、ESB-浮島的凈化作用
“浮島” 原本是指由于湖岸的植物附著泥碳層向上浮起,漂浮在水面上的一種自然現(xiàn)象。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體,在上邊栽培一些蘆葦之類(lèi)的水生植物, 漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì),利用生態(tài)工程學(xué)原理,降解、吸收水中的COD、氮、磷等。
專(zhuān)家普遍認(rèn)為植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用。它的主要機(jī)能可以歸納為三個(gè)方面:水質(zhì)凈化;創(chuàng)造生物(鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi))的生息空間;改善景觀。
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(gè):
① 植物根莖等表面對(duì)藻類(lèi)的吸附、分解。
② 植物根系的營(yíng)養(yǎng)吸收作用。
③ 為原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、橈足類(lèi)、枝角類(lèi)、甲殼類(lèi)等的攝食、繁衍等提供場(chǎng)所。
④ 為濾食性魚(yú)類(lèi)的攝餌、捕食、產(chǎn)卵繁殖、棲息等活動(dòng)提供場(chǎng)所。
⑤ 去除懸浮性物質(zhì)。
⑥ 日光的遮蔽效果,抑制藻類(lèi)生長(zhǎng),平衡水溫。
3、ESB-生物膜對(duì)水體的凈化作用
生物膜是一種為參與污染物凈化的微生物、原生動(dòng)物、小型浮游動(dòng)物等提供附著生長(zhǎng)條件的設(shè)施。它是在固定支架上設(shè)置生物填料,使大量參與污染物凈化的生物在此生長(zhǎng),由于其固著生長(zhǎng)而不易被大型水生動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)吞食,使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)增加,南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備可強(qiáng)化河湖水體的凈化能力。生物膜表面積大,可為微生物提供較大的附著表面,有利于加強(qiáng)對(duì)污染物的降解作用。
生物膜其反應(yīng)過(guò)程是:
①基質(zhì)向生物膜表面擴(kuò)散,
②在生物膜內(nèi)部擴(kuò)散,
③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),
④代謝生成物排出生物膜。
生物膜法處理的機(jī)理是使工程菌和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物附著在填料或某些載體上生長(zhǎng)繁育,形成膜狀生物污泥,污水與生物膜接觸時(shí),污水中的有機(jī)污染物、藻類(lèi)、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物,被生物膜上的微生物所攝取,使微污染水得到凈化,微生物自身也得到繁殖。這種處理方法能夠有效的去除污水中有機(jī)污染物,降低污染物總量,使水體得到凈化,在污水及微污染水的處理中得到了應(yīng)用。
4、ESB-水生植物操控技術(shù)
控制去污能力強(qiáng),生長(zhǎng)速度快的植物的生長(zhǎng)范圍。同時(shí)有利于對(duì)該植物物種的管理,避免造成生態(tài)災(zāi)難,擴(kuò)散到相鄰水域。南京純水設(shè)備通過(guò)此種方法可以證明,一些所謂的害草是可以進(jìn)行環(huán)境利用的。
5、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(gè):
1) 植物根莖等表面生物膜對(duì)有機(jī)物,特別是對(duì)藻類(lèi)的吸附去除;
2) 植物根系的營(yíng)養(yǎng)吸收;
3) 昆蟲(chóng)的攝餌、羽化等;
4) 魚(yú)類(lèi)的攝餌、捕食;
5) 防止已沉淀的懸浮性物質(zhì)再次上浮;
6) 日光的遮蔽效果;
7) 在污泥表面的除磷脫氮;
8) 保護(hù)河岸作用。
6、ESB-水生動(dòng)物凈化水體
水體中投放適當(dāng)?shù)乃鷦?dòng)物可以有效的去除水體中富余營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),控制藻類(lèi)生長(zhǎng),底棲動(dòng)物螺螄主要攝食固著藻類(lèi),同時(shí)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(yú)類(lèi),如鯽、鳙魚(yú)等可以有效的去除水體中藻類(lèi)物質(zhì)使水體的透明度增加。課題水域面積大,會(huì)成為許多有害昆蟲(chóng)如蚊、蠅的滋生場(chǎng)所,在水中投魚(yú),它可攝食蚊子的幼蟲(chóng)及其它昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng),避免了水域?qū)χ車(chē)h(huán)境造成的危害。
魚(yú)是水生食物鏈的最高級(jí),在水體內(nèi)藻類(lèi)為浮游生物的食物,浮游生物又供作魚(yú)類(lèi)的餌料,使之成為:
菌→藻類(lèi)→浮游生物→魚(yú)類(lèi)的食物鏈。利用食物鏈關(guān)系進(jìn)行有效的回收和利用資源,取得水質(zhì)凈化和資源化、生態(tài)效果等綜合效益。
7、ESB-水生植物凈化景觀化應(yīng)用
水生植物技術(shù)以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo),將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能應(yīng)用于水質(zhì)凈化,充分利用自然凈化與水生植物系統(tǒng)中各類(lèi)水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來(lái)凈化水質(zhì),在水體中適當(dāng)布置既有觀賞價(jià)值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物,使水體不僅具有自然風(fēng)貌的景觀,而且增強(qiáng)城市水體的生物凈化功能。
根據(jù)水面的大小不同布置植物網(wǎng)箱,以控制水生植物的生長(zhǎng)范圍,滿(mǎn)足景觀空間形態(tài)的需求,并留出維護(hù)行船的通道。
水面景觀綜合岸線景觀和倒影、水面植物進(jìn)行適當(dāng)?shù)木坝^組織,形成水面畫(huà)卷;植物以防污抗污、具凈化水質(zhì)功能的水生植物為主,并具有較高的觀賞價(jià)值,接合植物季節(jié)生長(zhǎng)特點(diǎn);其中水面浮水植物以睡蓮、風(fēng)眼蓮為主,岸邊挺水植物以蘆葦、香蒲、茭白、荷花等,配合四季常青植物美華景觀。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備既有水景綠化的作用,也起到凈化水質(zhì)、保護(hù)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)環(huán)境、保護(hù)河流生物多樣性的目的。
8、ESB-生態(tài)護(hù)堤技術(shù)(綠化混凝土)
綠化混凝土是能夠適應(yīng)植物生長(zhǎng),可進(jìn)行植被作業(yè),具有恢復(fù)和保護(hù)自然環(huán)境、改善生態(tài)條件、保持原有防護(hù)作用功能的混凝土及其制品。即能長(zhǎng)草、長(zhǎng)花的混凝土,或稱(chēng)混凝土草坪。綠化混凝土是一種較理想的近自然河川防護(hù)工程材料,實(shí)現(xiàn)了河川安全防護(hù)與環(huán)境的恢復(fù)和保護(hù)的有機(jī)結(jié)合。
目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有10余個(gè)省市采用了綠化混凝土技術(shù),累計(jì)設(shè)計(jì)、施工面積已超過(guò)60萬(wàn)平方米。其中包括北京奧運(yùn)會(huì)配套工程、江蘇淮河入海水道工程等重點(diǎn)工程。
9、ESB-新生態(tài)鏈建立恢復(fù)
種植水生高等植物群落為原生動(dòng)物提供場(chǎng)所,原生動(dòng)物以微生物為食,消耗水中有機(jī)物總量完成養(yǎng)分傳遞。提高河流生產(chǎn)力,建立水體中的食物鏈:
浮游植物→浮游類(lèi)(含原生動(dòng)物)→ 浮游動(dòng)物(輪蟲(chóng)、橈足類(lèi)、枝角類(lèi)、甲殼類(lèi)等)→濾食性魚(yú)類(lèi)。
食物鏈的建立是在生態(tài)循環(huán)的基礎(chǔ)上,南京純水設(shè)備它標(biāo)志河流生態(tài)的恢復(fù),水體生產(chǎn)力的提高,水域環(huán)境改善。
10、ESB-復(fù)氧技術(shù)
1、生態(tài)增氧劑;選用無(wú)殘留、無(wú)二次污染,符合生態(tài)環(huán)保要求的增氧產(chǎn)品。
2、機(jī)械增氧:微孔曝氣機(jī)、水下射流機(jī)、水景噴泉等設(shè)備,對(duì)水體進(jìn)行曝氣復(fù)氧及造流。復(fù)氧曝氣和水體造流主要是為了增加水體的溶解氧,提高水體好氧微生物的活性,加快污染有機(jī)質(zhì)的分解。
ESB水體修復(fù)技術(shù)效益展望
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(jìn)行全面推廣的話,其工程成本和維護(hù)費(fèi)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,可進(jìn)行休閑垂釣、河流水體旅游等商業(yè)用途的開(kāi)發(fā),以提河流水體自身經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)出,來(lái)籌集部分維護(hù)資金,減少長(zhǎng)期支出河道維護(hù)費(fèi)用的壓力,拓寬了水體治理的資金來(lái)源,使河道治理進(jìn)入市場(chǎng)化和社會(huì)化。
人類(lèi)的所有活動(dòng)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(lèi)提供了生存維護(hù)系統(tǒng),提供了從事各種活動(dòng)所需的最基本的物質(zhì)資源。通過(guò)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(lái)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(shí)、提高環(huán)保意識(shí),具有極高的社會(huì)效益和環(huán)保效益。
ESB——生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)實(shí)施,具體為采用耐污性強(qiáng)的活性微生物制劑,南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備結(jié)合各種功能性水生植物的生物性能,運(yùn)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(lái)分解、吸收水體的污染物質(zhì),利用濾食性水生動(dòng)物的介入來(lái)轉(zhuǎn)移水體的污染物質(zhì),達(dá)到人工重建水生生態(tài)系統(tǒng)的目的,同時(shí)在治理過(guò)程中還可以營(yíng)造一個(gè)城市水體生態(tài)景觀。
在還沒(méi)有建造污水處理廠或已有污水處理廠而無(wú)法短時(shí)間進(jìn)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?xún)裟芰铜h(huán)境容量。提高自?xún)裟芰蟮暮拥?,納污能力增加,可以有效的分解和吸收連續(xù)流入的營(yíng)養(yǎng)鹽,其流出的水達(dá)到污水處理廠的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),可以減少對(duì)河段造成的污染壓力,有利于河道整體水質(zhì)的長(zhǎng)期保持。
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