城市水环境治理生物修复技术分析

发表时间:2020/3/17   来源:《城镇建设》2020年 1期   作者:曾敏
[导读] 城市水环境实际是城市当中的诸如湖泊、河流、地下水、实地等水体所建立的一个完整的水生生态环境体系

         摘要:城市水环境实际是城市当中的诸如湖泊、河流、地下水、实地等水体所建立的一个完整的水生生态环境体系,其在整个城市生态环境中,扮演着重要角色,发挥着关键作用。需要指出的是,城市水环境除了拥有与人类生存息息相关的各种功能,如防洪排涝、提供水源等,还具有调节城市局部气候、景观休闲及减轻热岛效应等作用,因而有助于城市环境的可持续发展。鉴于此,本文对城市水环境治理生物修复技术进行分析,以供参考。
         关键词:城市;水环境;生物修复技术
引言
         为了能够从根本上抑制或减缓水环境恶化情况,许多技术或工程被用到城市水生态环境修复当中,比如人工曝气、底部清淤及氧化剂使用等,但其效果比较有限,难以实现水污染治疗的标本兼治。因此,在整个城市水环境治理中,生物修复技术凭借其高效、实用等优点,成为了重要的水污染治理手段,同时还是今后水体整治技术发展的重要方向,有着广阔的应用前景。
1生态修复技术概述
         生态修复就是人类停止所有对生态系统造成破坏的活动,以此达到减轻生态压力及污染负荷的目的。生态系统就是借助自身调节外部环境的能力以及自组织能力,使其朝向更加有益、有序的方向发展与演进。也就是借助生态系统所具有的自我修复能力,且积极融入人工强化手段,逐步且有效地修复已经遭受破坏的生态系统。生物修复技术的主要形式有异位修复、原位修复,主要类型由生物反应器、生物堆肥、土地耕作、生物促生技术等。现阶段,生物修复技术在景观原位水体修复、城市河道水环境修复等领域中得到了广泛应用。
2生物修复技术的作用机理
         2.1微生物修复
         一般来说,城市污水废水的构成成分都相对复杂,其中有机物就是其主要的构成成分之一,如有机磷、有机汞等等。在对这一部分内容进行去除时,就可以采用到生物修复技术,即利用微生物(细胞壁)新陈代谢功能达到去除水中有机物的目的,进而改善水质环境情况。
         2.2动物修复
         针对城市水环境治理工作,有时结合水域实际情况特点,可以采取动物修复技术,主要包括鱼类、水蚤、螺、蚌等等。例如,利用水上养殖投放鱼类,可以抑制水中藻类繁殖过盛,缓解氮磷污染问题。在实际工作中,鲢鱼、鳙鱼等鱼类都是比较可靠的选择,因为它们主要的食物就是浮游动植物。
3生物修复技术在城市水环境治理中的应用
         3.1降解有机污染物
         生物强化技术是一项现代化技术,也是城市水环境治理中常使用的一种处理方法,主要是指将高效菌种投入到污水中,有效提高对污水的处理效率,随着时代的不断发展,这项技术被广泛的应用到污水治理中。一些专家对生物强化技术进行了深层次研究,将高效菌种加入到了活性污泥中,在不断注水的条件下,水力停留15小时,高效菌种投入比例为0.3%,与此同时,将活性污泥的SV30控制在30%时,活性污泥的处理系统能去除99%以上的挥发酚,满足相关排放标准中的要求。除此以外,与未投入高效菌种的处理系统相对比,投入后的系统对COD去除率呈明显上升的趋势。在现阶段,专家对生物强化技术的研究取得了一系列的成果,通过对废水进行抽样、筛选,获取了丙烯腈和总氰两种成分,利用相应的菌落对这两种物质进行降解,有效率可以达到98%和84%。
         3.2湖泊、河道的人工增氧技术
         河湖富营养化典型特征即为水体下层缺氧,而上层好氧;而对于一些河道出现黑臭情况,其根本原因就是水体缺氧。对此,借助专门的增氧设备,促进水体当中溶解氧的增加,有助于加速河、湖底泥及水体微生物对污染物的分解,提供充足的氧气给水体中的各种水生生物,这对生物多样性有利。而对于水体曝气复氧而言,其主要有2种形式,其一为移动式充氧平台,其二是固定式充氧站,不仅能充纯氧曝气,而且还能充空气。如果是湖泊,那么大多选用的是深层曝气。

现阶段,在治理城市水环境当中,大多采用的是更加实用且高效的纯氧增氧曝气船。而于人工增氧是生物修复城市水环境的首选措施,在诸如水体富营养化治理,以及黑臭河道治理中,均得到广泛应用,效果理想。
         3.3土地处理技术
         这种技术并不是单一的处理办法,而是与植物处理技术、动物处理技术和生物浮床技术充分联合在一起的,利用土壤内植物根系的吸附作用、过滤作用和转化作用,将水环境当中的一些微生物质、有毒有害物质和化学有机物质进行过滤与转化,起到对污水的调控与净化作用。治理人员可以通过优化土壤当中的成分,提高土壤的渗透性,并通过调节渗透的速度,增强土壤当中植物对于有害物质的有机合成,更加快速地去除污染水当中的一些有机氯、有机氮肥和有机磷物质等。
         3.4生物膜处理技术
         这种技术与生物浮床修复技术具有一定的共性,都是利用生物自身的膜结构,形成一种具有吸附作用的网格。但是,与生物浮床修复技术不同的是,生物膜修复方法不仅可以在网格的表面形成一种载体结构,还可以通过摄取附着在膜结构上面的微生物质进行降解,为水生植物与水生动物提供生长所需氧气和营养物质,完成对水质的净化。从实践来看,这种技术非常适用于城市小范围水体污染物质的处理,效率非常高。
         3.5投菌法
         在城市水体治理中,通过微生物处理技术的运用,可以对污染物进行降解,但是,在不同污染物处理中,应该注意处理方法的差异性。对于投菌法而言,通常会针对不同污染物的性质,选择出相对高效的菌种进行降解,将其投放在水体中时,可以提升污染处理的有效性,以实现水体净化的目的。通过对水体微生物菌群的分析可以发现,其通常包括光合细菌、硝化细菌、放线菌等,这些菌体对水体污染的处理是十分有效性。
         3.6水生植被恢复技术
         水生植被环境生态功能强大,比如挺水植物,其除了可以减少风浪搅动之外,还有助于水体悬浮物的沉淀,对底泥营养盐进行吸收,氧化河湖中的底泥。再比如沉水植物,其乃是整个洁净好氧水生生态系统当中的重要构成,其能够以一种直接方式,对水体当中的营养盐进行吸收,预防上层水动力搅动而影响下层水体,实现底泥表层相应溶解氧的增加,最终达到有效控制底泥营养盐向水体中释放情况。
         3.7人工湿地技术
         首先,人工湿地技术可以在工厂附近形成一片人工水域,集中对石油化工企业、造纸企业、金属冶炼企业、纺织印染企业造成的高活性化学物质的生产废水进行集中的无害化处理。其次,这种技术有利于一体化操作,适用于大型水体的水质改善。也就是说,这种生物技术与物理沉降方法、化学催化方法结合在一起,可以显著的降低水环境当中的悬浮颗粒物质。治理人员可以在湿地表面种植一些芦苇等水生植物,利用人工湿地土壤面积的吸附作用与沉降作用,去除化工废水当中的一些污染物质。最后,人工湿地系统具有明显的降解功能。可以有效地处理化工废水当中的氮磷成分。
结束语
         随着我国城市化进程的加快,城市的人口规模不断扩大,给城市的水环境带来了显著的压力。一些工厂不经集中化的无害处理,就将污水排入城市河流当中,会造成城市河流的显著污染。城市中大量居民的生活污水,也会造成城市水环境的恶化。应用生物修复技术,可以显著改善城市、河流、湖泊以及其他小面积水域的水环境。
参考文献
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