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物理方法
物理方法主要是指疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤和调水等。疏浚污染底泥意味着将污染物从(河道)系统中清除出去,可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率,从而改善水质。调水的目的是通过水利设施(如闸门、泵站)的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源以改善下游污染河道水质。此类方法往往治标不治本。
化学方法
化学方法如混凝沉淀、加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等方法。研究表明,这种方法对浊度、COD、SS、TP去除效果较好,对TN、重金属等也有一定的去除效果,日药剂用量少。但该方法易造成二次污染。
生态一生物方法
生态一生物法主要包括河道曝气复氧、生物膜法、生物修复法、土地处理法、水生植物净化法等。
①河道曝气法人工曝气复氧是指向处于缺氧(或厌氧)状态的河道进行人工充氧以增强河道的自净能力,改善水质、改善或恢复河道的生态环境。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。该工艺具有设备简单、机动灵活、安全可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性广、对水生生态不产生任何危害等优点,适合于城市景观河道和微污染源水的治理。但是固定充氧曝气每个曝气点的服务面积小,尤其对相对封闭、基本不流动的水体,不能充分发挥其作用。移动式则避免了两者的缺点。
②生物膜技术
生物膜技术是指使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状,通过与污水接触,生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化,从而使污水得到净化。目前,常用于净化河流的生物膜技术主要有砾间接触氧化法、排水沟(渠)的接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法、薄层流法和伏流净化法,用得比较多是接触氧化法。该方法多使用天然材料为接触材料,花费少,净化效果好。
③生物修复技术
生物修复技术是指利用微生物及其他生物,将水体或土壤中的有毒有害污染物质现场降解为CO和水,或转化为无毒无害物质的工程技术系统。用于污染水体治理的生物修复技术主要有两类。
一类是直接向污染河道水体投加经过培养筛选的一种或多种微生物菌种,试验证明COD去除率可达%以上。
另一类是向污染河道水体投加微生物促生剂(营养物质),促进“土著”微生物的生长。投放药剂后,通过促生作用,促进污染物降解微生物的生长,河道中微生物由厌氧向好氧演替,生物由低等向高等演替,生物的多样性不断增加,使污染水体的BOD,COD迅速下降,溶解氧明显上升,黑臭消除。这种方法对于消除水体黑臭、增加水体溶解氧作用明显。
④土地处理技术
土地处理技术是一种古老、但行之有效的水处理技术。它是以土地为处理设施,利用土壤、植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能,达到某种程度对水的净化的目的。国外的实践经验表明,土地处理系统对于有机化合物尤其是有机氯和氨氮等有较好的去除效果。
⑤水生植物净化法
该方法是充分利用水生植物的自然净化机能的污水净化方法。例如采用浮萍、湿地中的芦苇等在一定的水域范围进行净化处理。但是生活污水的排入会产生臭气、害虫和景观影响等问题,因此选用时要综合考虑上述问题,如选择在春夏季下风口的位置种植芦苇等。
新工艺
随着人们的对河道处理的不断深入研究和实践,国内外出现了不少新工艺,这些方法有个共同点就是朝着组合工艺的方向发展。组合工艺即利用两种或两种以上的优点相结合,改良成的多功能工艺。
①悬浮填料移动床
悬浮填料移动床是以比重接近于水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活动载体,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用处于流化状态,它是悬浮生长的活性污泥法与附着生长的生物膜法相结合的一种工艺。这种工艺水力停留时间较短,COD和BOD去除率较高,且具有较好地氨氮去除效果。
②生物悬浮床技术
生物浮床技术是按照自然界自身规律,人工把高等水生植物或改良的陆生植物种植到富营养化水域水面上,通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争达到净化水质的效果,同时又可营造水上景观。目前,在世界范围内生物浮床技术尚处于试验阶段,它用于河湖水体修复,效果较好。
③曝气生态净化系统
曝气生态净化系统是以水生生物为主体,辅以适当的人工曝气,建立的人工模拟生态处理系统,以高效降解水体中的污染负荷、改善或净化水质,恢复水生态的一种污水处理工艺,是人工净化与天然生态净化相结合的工艺。它是在曝气生物塘和人工湿地基础上发展起来的一种污水净化与资源化相结合的技术。
④组合生物修复技术
它是采用曝气复氧、投加高效微生物菌剂及生物促生液、放养水生植物等构建的组合生物修复技术。这种工艺对严重污染的水体治理效果比较好,黑臭消除,水体COD平均下降%以上,DO平均升高mg/L左右、透明度平均增加cm以上;单一工程措施的修复效果不及组合技术。
⑤底泥生物氧化
底泥耗氧是河涌黑臭的重要原因之一。投放微生物虽然能解决部分问题,但由于外源微生物很难进入自然生态系中,其作用也十分有限。只有激活土著微生物,改善河涌微生物区系,提高其生物多样性,建立良性生态平衡,并在河涌养护过程中不断强化土著微生物活性,保持其生态平衡,提高自净能力,才能从根本上解决河涌黑臭的污染问题。
黑臭河道的治理方法:
城市河流作为城市的命脉,不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能,而且还能调节温湿度、改善城市小气候,健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。城市“因水而生、因水而兴”,然而随着经济的快速发展和城市化的加快,我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出,甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此,解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。以下为黑臭水体治理方法:
1.物理方法:
①引水换水 用“以清释污”方法对污染水体进行稀释,可以使水体黑臭关键性水质指标总磷和有机物污染指标、高锰酸盐指数浓度等有所下降。但对于蓄水量较大的水域,补水量太小起不到净化效果,而提高补水量又造成水资源的大量浪费,费用高昂。所以“引水释污”只是起到一个“治标不治本”暂缓效果,对于富营养化严重的湖泊,采用“引水释污”不是一个长久之计。
②底泥疏浚 “清淤挖泥”可减少积存湖内的大量有机碳、氮、磷等营养物质,增大湖的蓄水量,是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径和措施。但是大规模清淤,可能会破坏湖泊原有的生物种群结构和生境,削弱其自净功能,对生态修复带来负面影响。
2.曝气复氧法:
曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果已被国内一些实验室试验及河流曝气中试所证实。其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质(H2S,FeS等还原物质)之间发生了氧化还原反应。对于长期处于缺氧状态的黑臭河流,要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程,水体曝气复氧有助于加快这一过程。由于河道曝气复氧具有效果好、投资与运行费用相对较低的特点,已成为一些发达国家如美国、德国、法国及中等发达国家与地区如韩国、香港等在中小型污染河流污染治理经常采用的方法。对于污染情况严重,污染长期排入的水体需配合生物方法及生态措施,因此,可做为辅助生物—生态修复的方法之一。
3.化学方法:
化学絮凝处理技术是一种通过投加化学药剂去除水层污染物以达到改善水质的污水处理技术。近年来,化学絮凝处理技术在强化城市污水一级处理的效果方面得到了越来越广泛的研究与应用,而随着水体污染形势的日趋严峻,对严重污染的水体如黑臭水体的治理,化学絮凝处理技术的快速和也显示其一定的优越性。但是由于化学絮凝处理的效果容易受水体环境变化的影响,且必须顾及化学药物对水生生物的毒性及生态系统的二次污染,这种技术的应用有很大的局限性。
4.生物方法:
Bacto-Zyme 1011系列生物复合酶 是一系列天然有机的、含多种酶类的复合产品,并结合非离子表面活性剂和其他天然成分的蛋白质及无机营养物合成的一种复合酶类净化剂。