河湖水污染生物生态综合治理与修复技术
1我国地表水污染现状
随着经济社会的快速发展，水污染不断加剧,已成为制约我国经济社会可持续发展的重大“瓶颈”问题。
目前我国七大江河流域均已受到不同程度的污染，特别是在全国138个城市河段中，流经繁华区域的绝大部分水体均污染严重，其中低于国家《地表水环境质量标准》V类水体的占38%。
2012全年共监测地表水五大水系88条河段，长2048.2公里，IV类、V类水质河长占监测总长度的4.3%;劣V类水质河长占监测总长度的42.1%。
河湖水体治理修复，是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。
2河湖水污染生态修复技术
目前，国内已广泛使用的河湖污染水体生态治理技术主要有五项：生物膜修复技术、人工湿地技术、生态浮岛技术、固定化生物酶技术以及曝气增氧技术。
生物膜修复技术核心在于微生物生境载体材料的选择。生物膜修复材料一般分为孔性材料、聚合物膜材料、有机/无机凝絮剂、光催化材料、氧化剂五大类，市面上常见的有仿水草式填料、辨带式填料、环状悬浮式填料、悬浮球状填料、复合式填料等。
人工湿地技术主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
生态浮岛技术是利用植物生态原理来降解水中的COD、氮、磷的含量。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果，同时浮岛植物也营造了水面的景观。
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。
固定化酶技术是用载体把酶约束在一定的区域中进行催化反应，使反应后的酶可以反复使用的一项技术。
曝气增氧是一种增加水中含氧量的方法，河湖曝气对水体复氧促进上下层水体的混合，使水体保持好氧状态，以提高水中的溶解氧含量，加速水体复氧过程，抑制底泥N、P的释放，防止水体黑臭现象的发生。恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河湖的水质。
3河湖治理关键技术
北京市水处理环保材料工程技术研究中心经过多年的技术研发和工程实践，已经形成6项河湖治理关键技术。
(1)碳纤维污水体净化技术
中心自主研发用于水生态修复的碳纤维材料，主要是生态碳纤维复合材料和高强度生物纤维草两种，他们具有高比表面积、强吸附能力等特点。经实验研究与工程运用证明与美国的阿科蔓生态基相比较该碳纤维材料具有更好的水处理效果和更低的成本优势。该材料是净化受污染水域、修复水环境生态的最佳选择，能够实现环境零污染与生物安全。
(2)碳纤维双层平板膜技术
工程中心通过产学研联合，研发HTH系列一体化设备，该设备是以膜生物反应器工艺为主体的新型污水处理设备。膜生物反应器最大的特点便是用膜组件代替传统工艺中的二沉池进行固液分离以得到澄清的出水。看似简单的一加一，其带来的效应却远远不止二。MBR具有以下明显优势：
污染物去除率高，出水水质好;
负荷变化适应强，耐冲击负荷;
污泥排放量小;
工艺流程短，系统设备简单紧凑，占地省;
易实现自动化控制，维护简单，节省人力;
系统启动速度快，水质可以很快达到处理要求。
(3)强化人工湿地技术
强化人工湿地技术主要包括功能强化、结构强化、填料强化、生物强化、过程强化五个环节。
1、功能强化，是指通过对湿地系统的物理作用、化学作用和生化反应的强化，提高湿地去除污染物的净化功能;
2、结构强化，是指湿地防渗、基质、腐殖、水生植物和水体等层次结构稳定性与预处理、床体、布水、根系和集水等系统结构动力学协同
性;3、填料强化，是指强化高炉渣、钢渣、无烟煤等13种经验填料与碳纤维生态草等高科技填料的混合吸附能力;4、生物强化，是指以芦苇等经验植物去污为基础，扩充浮水、挺水和沉水植物种类，强化根区微生物在好氧、兼氧、及厌氧条件下对污染物的降解及吸附能力5、净化过程强化，是指强化基质填料-水生植物-根区微生物净化过程，包括其厌氧、兼性和好氧三种净化及沉积、过滤、吸附、降解转化、硝化和反硝化作用。
(4)碳纤维生态浮岛技术
湖泊、河流等由于面积大等原因只能采用原位生态修复法来进行改善，利用一般工业或者生活污水采用的工艺不现实，所以选择生态浮岛工艺，在净化水质的同时也能起到景观的效果。由于植物吸收能力有限，再加上根系上微生物量和种类有限等原因，导致这种传统的浮床工艺处理效果受限。鉴于生物接触氧化工艺恰到好处能弥补这一点不足，工程中心提出采用人工浮岛+生物接触氧化的组合工艺处理河流、湖泊等微污染水体。本组合工艺有以下几点优点：
生物碳纤维具有高比表面积、吸附性能强、适应微生物生长及高强度等特点，完全解决了传统的生态浮岛存在的问题;
生物碳纤维材料的性状与水生植物的根系有很好的相似性，利用水生植物和纤维填料附着的生物膜，强化植物与微生物之间的协同作用，提高微生物对水体的净化效果;
生物碳纤维与床体的组合中放置于水中的纤维会受到水的牵引力，使得浮岛整体不容易移动，提高了浮岛的稳定性和牢固性。
(5)微生物挂膜菌剂BABRC-1
该产品能够同时处理污染水体中的有机物、氨氮及亚硝氮，并能显著提高碳纤维生物膜反应器的挂膜效率和污染物去除率，用于碳纤维水处理可以提高过滤系统挂膜效率，改善水体环境，降低生产成本。该产品是卓越的活性微生物和酶的混合体。在使用过程中，可以迅速分解有机物质，并且能够衍生出更多的有用的菌种，减少病原菌和寄生虫的生成。
(6)微纳米曝气
微纳米气泡技术有效解决了气泡在水体中的接触面积问题，由于微纳米气泡的表面积能有效增大，因此可以大大提高溶氧效率。同时，由于气泡的细小且具有良好的气浮性，可以在污水中长时间停留从而能够达到实现较好曝气效果的目的。
中心在河湖生物生态修复领域获得国家发明专利若干项，包括生态碳纤维材料、生物纤维草、生物碳纤维双层平板膜等技术专利。多次主持召开河湖生物生态修复科技成果鉴定会，并引来相关媒体的报道。
4工程运用
北京市水处理环保材料工程技术研究中心在总结多年的科学研究和工程经验的基础之上提出了河湖水污染综合生态治理思路。它主要包括源头强制性达标排放、河道排污口截污、河湖水生态修复、河湖断面水质净化四大部分。
源头强制性达标排放是针对排污源头企业废水、农村污水进行物化与生化处理，实现达标排放;要求COD和氨氮去除率为30-40%。相关的工程运用有企业污水处理厂稳定达标和水质提标、市政污水处理厂水质提标工程。
排污口截污针对入河生活排污口、工业排污口、养殖排污口和混合排污口不同水质特性采用生物滤池、人工湿地、碳纤维泛氧化塘、碳纤维一体化膜反应器等技术，实现清水入河，要求COD和氨氮去除率为10-20%。
河湖水生态修复通过底泥清理、投放微生物制剂、水生植被栽植与引入螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物，实现河湖水生态系统恢复，要求COD和氨氮去除率为10-20%。
典型工程有吉林四平人工湿地强化、辽宁锦州人工湿地强化、南京幸福河水生态修复，幸福河修复主要包括河流底质改造、沉水植物投放和水生动物投放，通过动物、植物和微生物的共同作用来重现清流。
河湖断面水质净化采用碳纤维浮岛进行原位-移动修复，实现河道水质达标回用和景观效益，要求COD和氨氮去除率40%以上。代表性的示范工程有：南京南湖东河生态浮岛示范工程、乌梁素海水质净化工程、博斯腾湖生态截污综合治理工程、大山池水质提标净化工程以及河北衡水湖湖泊淤泥清理工程等。
河湖水污染生态修复关键技术
(2015-02-21 20:44:48)
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分类：湖泊水库富营养化
生态修复
水资源的日益匮乏与水污染的不断加剧已成为制约我国社会经济可持续发展的重大“瓶颈”问题。河湖水污染生态修复是关键技术。河流、湖泊等地表水体是排放各种污水的汇集地，由于人类活动的加剧，污水排入增多，河湖的稀释净化作用已大为削弱，超出了河湖的自净界限，因而使污染物沉积在水中，造成河湖黑臭和水体富营养化。
一、河湖污染现状
（1）河流污染现状
目前我国十大流域都已经受到不同程度的污染。2012年长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为68.9%、20.9%和10.2%，如图2所示。主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和高锰酸盐指数。
（2）湖泊（水库）库污染现状
2012年，62个国控重点湖泊（水库）中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的湖泊（水库）比例分别为61.3%、27.4%和11.3%，如表1所示。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。
表1 2012年重点湖泊（水库）水质状况（单位：个）
*指太湖、滇池和巢湖
除密云水库和班公错外，其他60个湖泊（水库）开展了营养状态监测。其中，4个为中度富营养状态，占6.7%；11个为轻度富营养状态，占18.3%；37个为中营养状态，占61.7%；8个为贫营养状态，占13.3%，如图3所示。
我国人均水资源占有总量少、供需矛盾突出、河湖污染、水生态系统脆弱等问题比较突出。因此，开展河湖水生态系统保护与修复，切实改善水环境和水生态系统现状是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。
二、我国河湖水污染治理
多年来，我国通过“水专项”及各种立项项目，实施了大量河湖治理工程，并相继制定了全面开展河湖深度治理的计划。已实施的河湖治理工程采用了多种技术方法：（1）采用截污、岸线整治、驳岸修筑、清淤、换水等市政（水利）工程方法的治理；（2）采用浅滩湿地、浮床湿地、沉水植被修复，漂浮植物抑藻等生态工程方法进行治理；（3）采用生态工程和环境工程组合方法进行综合治理；(4)采用生化-物化药剂、臭氧、超声波、纳米微气泡、生化过滤箱、高强磁场、沉水生物带（人工水草）、竹炭滤床、太阳能生物反应仓、等离子体反应器等新技术方法进行综合治理。然而，对污染较重的河湖，能达到好的治理效果，又能取得较好技术经济指标的工程很少。
生态-生物法是国外近年来发展很快的一种新技术，它是利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术，具有处理效果好、工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点。另外，这种处理技术不向水体投放药剂，不会形成二次污染，并且还可以与绿化环境及景观改善相结合，在治理区建设体闲和体育设施，创造人与自然相融合的优美环境。目前，国内已广泛使用的河湖污染水体生态治理技术主要有五项：生物膜修复技术、人工湿地技术、生态浮床技术、固定化生物酶技术以及曝气增氧技术。
生物膜修复技术是以天然材料(如卵石、砾石及天然河床等)或人工合成接触材料(如碳纤维、纤维等)为载体，使微生物群体呈膜状附着于载体表面上，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并加以同化，从而使污水得到净化。
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。
生态浮床技术是以可漂浮材料为基质或载体，将高等水生植物或陆生植物栽植到富营养化水域中，通过植物的根系吸收或吸附作用，削减水体中的氮、磷及有机污染物质，从而净化水质的生物防治法，同时通过收获植物的方法将水体中的富营养物质搬离水体，改善水质，创造良好的水环境。
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。这种技术应用于废水处理，有利于提高生物
反应器内微生物（尤其是特殊功能的微生物）的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
曝气增氧技术是根据河湖受到污染后缺氧的特点，利用自然跌水（瀑布、喷泉、假山等）或人工曝气对水体复氧，促进上下层水体的混合，使水体保持好氧状态，以提高水中的溶解氧含量，加速水体复氧过程，抑制底泥N、P的释放，防止水体黑臭现象的发生，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河湖水质。
三、河湖水污染生态修复解决方案
北京市水处理环保材料工程技术研究中心回顾了近年来我国河湖水系治理历程中所取得的成就，分析其存在的主要问题，结合发达国家对河湖水系治理的一些经验，对我国河湖水系的治理提出了自己的观点，同时在总结多年的科学研究和工程经验的基础之上提出了河湖水污染综合生态治理研究方案和工程方案，如图4所示。以期为彻底治理河湖水系的污染提供新的思路，同时也可供其他城市在治理城市水系污染时参考。
源头强制性达标排放是针对排污源头企业废水、农村污水进行物化与生化处理，实现达标排放，要求COD和氨氮去除率为10-20% 。
排污口截污针对入河生活排污口、工业排污口、养殖排污口和混合排污口不同水质特性采用生物滤池、人工湿地、碳纤维泛氧化塘、碳纤维一体化膜反应器等技术，实现清水入河，要求COD和氨氮去除率为20-30% 。
河湖水生态修复通过底泥清理、投放微生物制剂、水生植被栽植与引入螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物，实现河湖水生态系统恢复，要求COD和氨氮去除率为
10-20% 。
河湖断面水质净化采用碳纤维浮床进行原位-移动修复，实现河道水质达标回用和景观效益，要求COD和氨氮去除率40-60%以上。
四、河湖水生态修复关键技术
北京市水处理环保材料工程技术研究中心经过多年的技术研发和工程实践，形成了一套河湖治理与生态修复关键技术，内容见表2。在河湖生物生态修复领域获得国家发明专利若干项，包括生态碳纤维材料、生物纤维草、生物碳纤维双层平板膜等专利技术，见表3。
表2 河湖水污染治理关键技术
表3 生态修复相关国家发明专利
根据河湖的污染特性，本中心所提出的污染治理的生态修复技术隶属于水处理技术中的生物化学技术和膜技术范畴，但是和其他常见水污染处理工程中应用的技术相比，存在着以下一些不同点。第一，两者所处理的水体对象不同。生态修复技术所处理的是受到污染的河湖，属于微污染水体，COD100mg/L，氨氮10mg/L；而水污染处理工程所处理的水体通常为工业和生活废水，污染物浓度较高。第二，两者的做法不同。生态修复技术是对河湖水体的原位和移动修复，不需要任何设备；而工业和生活废水则需要进行集中处理，工程规模较大，设备较多。第三，两者的投资不同。生态修复技术的投资通常为600-900元/m3，远远低于水处理工程投资的
4000-10000元/m3。最后，两者在管理需求和运行费用方面也不相同。生态修复工程在投入使用后不需要额外的维护管理，运行费用低廉；而水处理工程在投入使用后则需要进行维护与管理，并且运行费用较高。各生态修复技术介绍如下。
（1）碳纤维污水净化技术
碳纤维污水净化技术方面主要科研成果有生态碳纤维和生物相容性纤维两项。他们具有高比表面积、强吸附能力等特点。经实验研究与工程运用证明，与美国的阿科蔓生态基相比较，该碳纤维材料具有更好的水处理效果和更低的成本优势。该材料是净化受污染水域、修复水环境生态的最佳选择，能够实现环境零污染与生物安全。
生态碳纤维材料是一种比表面积大、吸附和脱附性能强、与生物有良好兼容性的新型填料，由腈纶、丙纶和表面修饰后的活性碳纤维复合而成。它具有丰富的微孔结构，孔径分布范围广；比表面积很大，一般都在1000m2/g以上，具有较大的吸附容量；其微孔直接分布于纤维的表面，因而吸附质扩散的路径短、时间短，其吸附和再生的速率快，可在较温和条件下再生。针对其吸附容量大、吸附速率快、脱附速度快、灰分少、处理量大且使用时间长等优点，本单位将其用于水处理领域，由于体积密度小和吸脱层薄的原因，具备操作安全、不会造成蓄热和过热现象，也不易发生事故，且节能和经济，可用于多种类型废水（生活污水、养殖废水、印染废水、
养殖废水等）处理、中水回用、河湖净水处理，不仅净化效率高，而且处理量大，装置紧凑，占地面积小，设备投资少，经济效益显著。
生物相容性碳纤维是具有良好生物相容性的纤维状的碳材料，由其用途可进一步划分为生物医学材料与生物环境材料，在生物环境材料领域，生物碳纤维分为高强度生物碳纤维及生物活性碳纤维两类，因其在宿主与生物反应上具有优异的生物相容性、电、机械等综合特性被人们所瞩目。高强生物碳纤维是在生物碳纤维基础上，对其进行表面处理，增强生物相容性。碳纤维表面能低，与水的润湿性差，表面呈现出疏水性，经表面修饰处理后，碳纤维表面含氧官能团增加，表面能增加，与水的润湿性得到改善，接触角变小，表面呈现出亲水性。在污水处理过程中对污染物的吸附以及生物膜的负载都与生物碳纤维表面官能团的结构与组成密切相关，通过调整表面修饰方法和工艺参数，制备出润湿性好和微生物相容性高的生物碳纤维。
中心联合国家碳纤维工程中心对生物碳纤维进行二次表面活性处理，模拟天然水草形态加工而成并编织成环状生物草，使其具有极高的吸附性和生物亲和性，经太阳光照射后，吸引微生物菌群并在其表面形成粘着性活性生物膜。这些微生物以有机污染物为能量来源，通过自身的新陈代谢作用降解水体中的有机污染物。
（2）生物碳纤维生态浮床技术
湖泊、河流等由于面积大等原因，利用一般工业或者生活污水采用的工艺具有一定的难度，而生态浮床工艺不仅具备较高的污水处理效率，在净化水质的同时也能起到景观的效果。其净化污水的机理为：①水生植物能吸收污水中的N、P等有机物作为营养物质用于自身的合成；
②水生植物的发达根系能分泌促进有机物降解的物质；③水生植物能遮蔽阳光，能抑制藻类的生长；④水生植物发达根系表面附着大量微生物能降解污染物。但是，由于植物吸收能力有限，再加上根系上微生物量和种类有限等原因，导致这种传统的浮床工艺处理效果受限。
针对以上不足，围绕生物碳纤维材料，中心提出采用人工浮床+生物接触氧化的组合工艺处理河流、湖泊等微污染水体，将生物碳纤维与植物相结合，形成了生物碳纤维浮床技术，由浮床框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物、生物碳纤维材料五个部分组成。
本组合工艺具有以下几点优点：
①生物纤维材料具有高比表面积，吸附性能强，适应微生物生长及高强度等特点，完全
解决了传统的生态浮床存在的问题；
②生物纤维材料的性状与水生植物的根系有很好的相似性，利用水生植物和纤维填料附着的生物膜，强化植物与微生物之间的协同作用，提高了微生物对水体的净化效果；
③生物纤维与床体的组合中放置于水中的纤维会受到水的牵引力，使得浮床整体不容易移动，提高了浮床的稳定性和牢固性。
基于中心的生物碳纤维浮床技术，根据水生植物载体材料的差异，中心提出了4种用于污水处理的生物碳纤维浮床组件，它们分别如下图所示：
（3）生物碳纤维双层平板膜技术
生物碳纤维双层过滤平板膜是由设置在衬板一侧的生物碳纤维复合材料（比表面积大于1000m2/g）和设置在生物碳纤维复合材料远离衬板的一侧的过滤膜组成的平板膜组件。该平板膜中的生物活性碳纤维是以聚丙烯腈纤维、粘胶纤维或沥青纤维作为碳纤维原料，经逐渐升温进行预氧化处理，形成预氧丝，并在氮气气氛下，逐渐升温，以水蒸气作为活化剂，进行炭化及活化处理制备而成。在使用前，对上述活性碳纤维经过氧化氢和氨水溶液进行两次表面处理。最终制得由芯层（生物活性碳纤维）和包裹在芯层的外周的外层（丙纶纤维网眼布构成）组成的生物碳纤维双层过滤平板膜。
生物碳纤维双层平板膜组件，将过滤膜与生物活性炭纤维复合材料合理地结合在一起，对污水先经过滤膜过滤，再经生态碳纤维复合材料进一步吸附净化，提高了清水的纯度和洁净度并提高了平板膜组件的耐污性和膜通量及使用寿命。
工程中心在碳纤维双层平板膜技术的基础上研发了生物碳纤维+膜组件一体化反应器，它是将高效能的生物碳纤维作为填料的接触氧化池与碳纤维双层平板膜生物反应器串联进行处理废水的一体化反应器。这种反应器具有高强度处理效率，兼有生物接触氧化池和膜生物反应器的优点，而且接触氧化池中挂膜材料采用极具高效性能的生物碳纤维，使得生物接触氧化效果大大提高，能高效去除绝大多数污染物；并且这种一体化反应器运行成本低，生物碳纤维生物接触氧化处理之后出水，使得膜生物反应器负荷压力小，减少膜污染，延长膜更换周期，大大降低污水处理运行成本。
（4）强化人工湿地技术
本中心在湿地研究方面建立了专门的人工生态湿地实验室，对人工湿地运行的众多基本参数进行了研究，并进行了中试试验，取得了很大的成果，并以此为基础，开发出了一系列污水处理新工艺、新方法，提出了许多新的理论，获得相关专利两项。
目前，环境中心已完成了工程项目十余项，并将生态湿地成功推广到了东北、西北等高纬度高寒地带，这在国内属于首创，为整个生态湿地在我国的推广做出了巨大的贡献。强化人工湿地分为串联床强化湿地、滤坝强化湿地、净化床强化湿地、潮汐流强化湿地和组合型强化湿地，由防渗层、基质层、腐殖层、水生植物层和水体层组成，包括预处理系统（格栅、沉砂池、沉淀
池、稳定塘等）、床体系统、布水系统、根系净化系统和集水系统，通过化学作用、物理作用和生化反应，去除悬浮固体物、BOD、COD、氨氮等各种污染物。
强化人工湿地特点概括为：①工艺简单,不需要复杂的操作，易于维护；②湿地处理工艺有效可靠，对COD、BOD5的去除率可达90%以上，一般处理出水COD<15mg/L，BOD5<4mg/L，SS<10mg/L，对氮、磷的去除能力强（对TN和TP的去除率分别可达85%和95%），有效的控制和防止水体的富营养化；③湿地处理系统构筑物、处理设备少，建设投资少，运行费用低。处理每立方污水的投资500-1000元（常规投资2000-300元）运行费为0.04元/m3*d（常规1-20元），每立方污水处理所需的用地面积为0.5-1m2 （常规4-40m2）；④强化湿地在北方冬季气温低的环境下正常、稳定的运行，不出现堵塞现象，也可以进行反冲洗。
（5）微生物挂膜菌剂BABRC-1
碳纤维微生物挂膜菌剂BABRC-1含有异养硝化细菌，好氧反硝化细菌，芽孢杆菌和光合细菌，能够同时处理污染水体中的有机物、氨氮及亚硝氮，并能显著提高碳纤维生物膜反应器的挂膜效率和污染物去除率，用于碳纤维水处理可以提高过滤系统挂膜效率，改善水体环境，降低生产成本。该产品是卓越的活性微生物和酶的混合体，包括杆菌等多种微生物以及脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等生物酶。在使用过程中，可以迅速分解有机物质，并且能够衍生出更多的有用的菌种，减少病原菌和寄生虫的生成。用于碳纤维水处理，可以改善河湖水体环境，降低产品的生产成本。
（6）微纳米气泡发生装置
目前，我国通常采用的曝气设备，难以产生微纳的细小气泡，溶氧率低、能耗高。而微
纳米气泡装置能够生产直径在50微米和数十纳米(nm)的微小气泡，可快速地溶解于水体中，溶氧效率提高。该技术作为一种新型水体曝气技术，在水治理中的市场前景极为广阔。微纳米气泡发生装置主要由发生装置、微纳米头及连接管件组成。通过水泵加压，由曝气头内部的曝气石高速旋转，在离心作用下，使其内部形成负压区，空气通过进气口进入负压区，在容器内部分成周边液体带和中心气体带。由高速旋转的气石出气部将空气均匀切割成直径5～30μm的微纳米气泡。由于气泡细小，不受空气在水中溶解度的影响，不受温度、压力等外部条件限制，可以在污水中长时间停留，具有良好的气浮效果。
五、河湖水污染生态修复工程案例
（1）源头强制性达标排放工程案例
（2）排污口截污工程案例
（3）河湖水生态修复工程案例（4）河湖断面水质净化工程案例
六、结语
北京市水处理环保材料工程技术研究中心通过7年的努力，相继研发了生态碳纤维、生物相容性碳纤维、碳纤维双层平板过滤膜这三种孔隙的吸附材料及其挂膜菌剂。以材料的研发为核心，还研制了基于材料的多种污水处理反应器和装备，并形成了多套碳纤维水质净化与污水处理技术体系，在河湖水污染生态修复领域得到了广泛的应用，并取得了显著的成绩。
在未来，希望通过我们的努力，以将研发装备与工艺应用实现工程化为目的，以装备与工艺应用实现产业化为目标，进一步研发碳纤维材料，将具有特定活性的生物酶通过表征测定，固定在生物碳纤维上，用于高效专性处理特定污染水体，解决国内河湖水污染生态修复存在的难题，改善水生态环境，促进我国可持续发展与控污减排，为我国污水资源化提供技术支持。
清华大学：城市水环境整治水体修复技术的发展与实践 清华大学环境学院刘翔 我国城市河流有90%左右受到污染，出现水体滞流、多处于厌氧状态、复氧能力差、淤积严重、透明度低、甚至发生黑臭等现象。由于城市水体污染负荷远远超过城市有限受纳水 —N等污染物严重超标，水生生态系统结构体的环境容量和自净能力，导致河水中COD、NH 3 破坏，生物多样性锐减，城市水体的生态功能和使用功能日益衰退，水体修复和水生态功能恢复的难度明显加大，城市河流水环境生态系统处于失衡状态。同时，城市污水中氮磷污染物未经有效去除，又成为城市水体发生富营养化的重要诱因，造成水体生态功能的衰退甚至丧失，水生生态环境的破坏已经成为城市生态文明建设的主要障碍。“有水皆污”、“河道黑臭”已经成为许多城市面临亟待解决的环境顽疾。城市水环境综合整治和水体修复技术是破解上述难题的有效方法，国家重大水专项城市主题在“十一五”期间重点针对城市水体修复技术开展了研究集成和示范应用，突破了44项关键技术，建立了25项示范工程，取得了良好的效果，为我国水体修复积累了技术集成方案和工程实践经验。 1城市水体修复的科学原理与技术思路 城市水体修复技术是指根据生态学和环境学的原理，综合运用水生生物和微生物的方法，使污染水体得到改善或恢复所采用的技术。其特点是充分发挥现有水环境工程的作用，综合利用流域内的湿地、滩涂、水塘、堤坡及水生生物等自然资源及人工合成材料，对城市水域自恢复能力和自净能力进行强化恢复或提升。 生态修复是相对于生态破坏而言的，生态破坏就是生态系统结构和功能的破坏，因而生态修复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系，就是重建受损生态系统的功能以及相关的物理、化学和生物特性。其本质是恢复系统的必要功能并使系统达到自我维持的状态。修复的目的就是要再现一个自然的、能自我调节的生态系统，使它与它所在的生态景观形成一个完整的统一体。但要将一个受损的生态系统的结构与功能恢复到受损前的水平是一项艰巨、困难和漫长的工作。从一定意义上讲，修复又可定义为使受损的生态系统的结构与功能最大限度地接近受损前的水平。就是针对具体受损的生态系统，找出目前环境条件的限制性因素，根据生态工程学原理，对该系统实施种群组建或重建，恢复其原有的生物多样性，使其达到具备自我维持与自我调节的能力。因此，要从生态、社会需求出发，实现
第十章专项规划 第二节水生态环境保护与修复规划 摘要：本文通过对一些有关水生态环境保护和修复方面论文的阅读，理解，整理出水生态环境保护修复的目的、原则、内容和方法等。以及如何合理的制定完整的水生态环境修复规划。并简单列出修复水生态环境的规划措施及水源净化方法。 关键词：水生态环境河流环境保护修复规划治理 一、水生态环境保护与修复规划概述： 生态环境保护是关系到我国社会经济持续健康发展的战略问题，而水资源是生态环境系统中最重要、最活跃的因子，可以说，水资源数量的多少和质量的优劣直接影响到生态环境系统的质量。然而随着经济社会的高速发展和人口的快速增长,水生态环境承受越来越大的压力。一些地方出现河道断流、湿地消失、江河湖泊水污染和富营养化、大面积的水体被覆盖, 河道被硬化、渠化, 人工与自然的比例不协调, 河流原有生态系统被破坏, 河流自净能力丧失等问题,导致城市居民生活环境质量下降，制约了区域经济社会的可持续发展。开展水生态环境的保护与修复, 维护江河湖泊的健康生命, 实现人与自然和谐相处, 已得到全世界的广泛关注。世界上许多国家对破坏河流自然环境状态的河流整治工程进行了反思, 并逐步对已改造的河流进行了回归自然状态的再改造。 水生态环境保护与修复的基本内容有两项, 即保护水生态环境和修复水生态系统。保护和修复同步进行, 保护推动修复, 修复促进保护。其一, 保护水生态环境就是对水体及涉水部分进行保护, 包括保护水量水质, 防治水污染, 使其质量不再下降。同时保护水系和河流的自然形态, 保护水中生物及其多样性, 保护水生物群落结构, 保护本地历史物种、特有物种、珍稀濒危物种, 保护生物栖息地。此外, 还要注意保护水文化。其二, 对已经退化或受到损害的水生态环境采取工程技术措施进行修复, 遏制退化趋势, 使其转向良性循环。水生态环境保护和修复的工程技术措施应是综合性的, 可利用现有的或建设湿地保护区、水土保持、水污染防治(控制点源和非点源等) 、清除内污染源(受污染的淤泥二次释放, 还有藻类和其他水生物残体等) 、相机以水工程科学调度调水释污、河道整治、水系调整、建设江河湖泊生态护坡护岸工程、滨水生态隔离带工程(包括滨水景观绿化带) 、河道曝气、前置库等各项工程技术措施, 进行合理选配。目的是要起到削减污染物产生量和进入水体量、提高水体自净能力的作用, 增加水环境容量,改善水质, 使水生态环境进入良性循环。同时要有相应的保障措施配套, 确保工程技术措施的全面实施, 发挥其最大的水生态环境保护与修复效果。【1】 1、水生态环境保护与修复的原则。 水利部《关于水生态系统保护与修复的若干意见》提出的基本原则包括: 遵循自然规律原则、经济社会现实可行原则、保护与修复长期性原则、保持水生态环境的完整性和多样性原则【2】。 (1) 遵循自然规律是水生态环境保护与修复的关键。健康江河湖泊应该是生态功能与开发利用功能和谐统一的, 既有良好的生态, 又能够合理利用, 造福人民。维护江河湖泊的健康, 既要维持其良好的生态环境, 又要可持续开发利用其使用功能, 为区域经济发展提供可靠支撑。生态环境的各种要素相互依存、互相作用、相互制约、互为因果。要树立与江河湖泊和谐共处观念, 处理好人与环境的关系, 特别是人与水的关系。国内一些湖泊的治理经验表明, 要慎重采取换水和清淤的措施来改善水生态环境, 否则, 都极有可能带来意想不到的严重后果, 要深化对江河湖泊的自然生态规律的研究, 充分利用自然生态系统的自我修复
微生物技术在水体污染治理的应用现状 李嘉靓 (西南大学动物科技学院水产养殖一班，222014328220240) 摘要：如今全球性水体环境污染日益严峻，水体微生物修复的研究已成为学术界广泛关注的热点问题，正处于相当活跃的发展时期。本文介绍了微生物在在水体污染治理过程中的应用现状，并对微生物在水体环境保护中的优势和缺点进行了讨论。 关键词：微生物技术水体环境污染治理应用现状 The application of the microbial technology in the water body pollution treatment Li Jialiang (aquaculture, veterinary science college, Southwest University2220143282202400) Abstract: Now, global aquatic environment pollution is becoming more and more serious, the research on microbial technology in the water body pollution treatment has become a hot issue in the academic community. This paper introduce the microorganism in all aspects the water body pollution manages applied present condition in the process. Combined to carried on the discussion to the microorganism in the advantage and the disadvantage in the environmental protection trend. Key words: microbial technology aquatic environment pollution treatment application 随着经济的发展和社会的进步，人类不断的向水体中排放污染物，造成了全球性的水体环境破坏和污染，现在治理环境污染的方法很多。其中物理化学方法虽可清除部分污染物，但效率普遍较低，且易造成二次污染。而生物技术和基因工程正突飞猛进地发展，研发高效率、低能耗、易普及的特种生物和特殊工艺已成为环境治理技术的热点。目前世界上广泛应用的生物技术主要指微生物技术，本文就近年来发展的微生物技术对水体环境治理进行一些的概述。 1.微生物技术在水体污染治理方面的应用 1.1水体修复技术 水体修复包括原位修复和异位修复。原位是指在原有水体进行修复。原位修复要投加物质：(1)投加菌种，这些菌种可以利用水体中的有机物从而降低水体污染，从而对水体恢复能力和自净能力的一种强化。(2)投加营养盐，这些营养物激活剂可以提高微生物的代谢能力，从而强化水体修复。异位指将水体移到反应器处理后再送回河道。异位修复有调控和优化处理的特点，但这种运输可能会增加费用，导致修复成本提高。目前，大多水体修复采取的是原位修复，而异位修复多用在污染特别严重的黑臭河水的净化处理上。 河流对于外来的污染物有一定的自净作用，这种自净作用主要是通过河流中的土著微生物的降解作用来实现的，当然微生物的降解能力是有限的，当外界的污染物来源太多超过了微生物的降解能力，河流的水质就会变差，甚至变成黑臭河流，微生物也不适合这种环境下生存，会导致微生物活性降低，严重的会导致微生物群落大量消失，这就更加不利河流的自我恢复。面对这种情况，在工程技术上一般采用两条途径来改善污染现状，一是向水
六大生态修复技术汇总 水环境生态修复六大技术汇总 1人工增氧技术 1)概念：通过一定的增氧设备来增加水体溶解氧，加速河道水体和底泥微生物对污染物的分解。一般采用固定式充氧设备(如水车增氧机、提升增氧机、微孔曝气等)和移动式充氧设备(如增氧曝气船)，可以充空气，也可以进行纯氧曝气。 2)优缺点：为好氧微生物及以藻类为食的一些原生动物提供了良好的生长条件，有助于好氧生物区系的出现并不断发展，增加了河道生物多样性。但需要提供动力，对相对封闭的水体难以充分发挥作用。
2复合生态滤床技术 1)概念：复合生态滤床是一种特殊人工湿地，是20世纪70年代兴起的污水生态治理技术。复合生态滤床是由集水管、布水管、动力设备、生物填料、水生植物及复合微生物等 共同组成。 2)优缺点：建设和运行费用低，能耗少，维护方便，具有一定的景观作用。容易造成堵塞，后期需要人力长期管护。 3生物膜净化技术 1)概念：生物膜净化技术是利用一种全新的织物型生物膜载体，使用经培养驯化的高效微生物和微型生物，附着在填料或载体上繁殖。 2)优缺点：抗污水和
化学物的侵蚀，保证微生物的繁殖力并提高其代谢率。吸附、分解氧化有机污染物、藻类、氮磷等营养物，使河道水体得到净化。投资较高、单位处理效率较低。 4水生植物修复技术 1)概念：通过种植水生植物，利用其对污染物的吸收、降解作用，达到水质净化的效果。水生植物生长过程中，需要吸收大量的氮、磷等营养元素，以及水中的营养物质，通过富集作用去除水中的营养盐。 2)优缺点：建设和运行费用低，可结合景观设计打造优美的植物景观。周期较长、需要配合其他工程技术使用。 5底泥生物氧化技术 城市水环境是一个开放的系统，其水体或流动、或受潮汐影响、或间歇性换水，而底泥是河道多年污染的积累，是河道黑臭和富营养化的重要原因。
附件2 水污染防治技术成果报告 （格式及填写说明） 技术提供单位：（单位全称，并加盖公章） 联系人：电话： 邮箱： 技术类型：（参照附件1） 请注意申报技术成果应立足于科技成果转化，一是要突出关键技术单元，核心装备、材料等具体成果，而不是成套工艺等笼统的技术大类。二是技术成果知识产权明晰，已经通过工程示范或用户使用等方式得到应用。三是技术成果应处于国内领先地位，并且技术路线成熟。四是技术内容和数据要前后一致，保证可核查、可验证。 一、技术名称 填写说明： 1．技术名称不宜太宽泛或包含太多节点或工艺单元，应适当推荐高度集成的工艺技术，便于成果推广；也不宜太窄或者太小，这样产业化价值和推广潜力不大。 2．技术名称要明确、具体、针对性强，能充分体现技术内容特点，不能过于笼统。 3．不含英文缩写。 二、适用行业 填写说明：标明技术所属行业，多个行业用逗号分隔。 三、技术提供方 填写说明：根据知识产权归属，提供技术提供方单位全称。 1．多家单位联合开发的，需同时注明。 2．取得专利等知识产权的，可注明专利号。 3．如为国家/省级科技计划项目成果，注明项目课题来源。 4．有多家单位参与技术研发的，需进行判断后选择有代表性的单位列举其名称。 5．重点关注国内知识产权技术，对国外引进的技术要求已实现国产化。 四、适用范围 填写说明： 1．介绍技术适用的领域。 2．介绍技术使用中的特定条件限制，如运行规模，对物料性质的限定，与上下游技术间的特定匹配关系，产品技术使用环境要求，适用的污水，特定的地理条件、原料来源限制等。 五、技术内容（限200字内） 填写说明：对技术的基本原理进行介绍，主要侧重技术的创新性，解决的关键问题及如何实现水污染防治等内容。 六、水污染防治效果（限200字内） 填写说明： 1．重点说明该技术的水污染防治效果，技术指标明确，便于考核； 2．相对值需说明比较基准或对比技术。 3．可以适当提供数据范围，但应注意与申报表中数据保持一致。 4．数据保留整数即可。英文及缩写需有中文解释及全称，注意单位及符号的使用规范。 七、技术示范情况（限250字内）
水生态系统保护与修复的工作计划 水生态系统保护和修复工作是一项长期而艰巨的任务，2015年是实施水生态保护和修复工作的关键之年，也是水利改革发展不断深入、传统水利向现代水利和可持续发展水利加快转变的关键时期，我们将坚定不移地贯彻上级部署，科学谋划，积极推进，确保取得阶段性效果。 一、工作思路 贯彻落实科学发展观，遵循可持续发展理念，通过水资源的科学控制最大限度地减少地下水资源的开采，通过水资源的合理配置有效遏止局部水生态系统失衡趋势，通过水资源的节约保护创建水生态系统规范管理体系，打造“碧水蓝天、魅力”，优化发展环境，切实改善民生，促进经济社会的可持续发展。 二、工作重点 （一）有效控制地下水开采，实现水资源的可持续利用 按照“优先使用再生水，充分利用地表水，有效保护地下水”的原则，按区域、分步骤，科学关闭自备井，在2012年已关闭10眼的基础上，今年再关闭8眼自备井，实现全部关闭。并对全县地热井规范管理，切实控制地下水开采，实现水资源的可持续利用。 （二）合理利用地上水，发挥水资源的最大效益 突出抓好四项工程建设： 1、地表水厂及管网体系建设工程。充分利用南水北调工程的有利时机，投资9644万元建设一座日供水能力为2万立方日的地表水厂及配套管
网，该工程已完成初步设计，正在进行立项等前期准备工作，预计今年5月份可以开工建设，2014年底投入使用，实现水资源的最优配置，减少地下水的开采，切实增强公共供水能力。 2、环城水系引黄供水工程。投资1500余万元，新建扬水站2座，节制闸10座，主体工程已基本完工，2015年可投入使用。年引黄河水800余万立方米，可有效补充地下水，减少地下水的农田灌溉。 3、渠道治理工程。自2015年开始，利用2-3年时间，投资1800万元对西清临干渠等主干渠进行治理，提高渠道利用系数。 4、尖冢灌区改造工程。尖冢灌区是卫运河流域最大的灌区，灌区面积45万亩，由于建设时间早，设备老化，计划投资1600万元，进行设备维修改造和闸涵建设，工程实施后灌区内渠系水利用系数提高到0.55，进一步扩大和改善灌溉面积，节约地下淡水资源。 （三）发展节水型农业，创造水利工程的整体效益 从水生态承载力出发，积极调整产业机构，大力发展循环经济、绿色经济，以良好的生态环境，谋求更持续的经济发展。2015-2015年每年投资2000万元实施现代农业粮食产业项目，2015年实施老官寨镇21个村的节水改造，铺设地下管道347.9千米，利用现有的机井发展管灌面积3.78万亩，有效地减少地下水开采。 （四）建设生态环境工程，创建美丽和谐 2015年，我县利用引黄工程在县城新区建设的北湖、玉河两处大型的水生态公园将开始蓄水开放，切实改善县城生态环境；同时建设的“环城水系”工程，可使县城东西南北四条渠道24公里常年蓄水100万方，环城水
北华大学 化学与生物学院 生物技术在环境污染治理中的应用研究进展 班级：生物10级2班17号 姓名：齐爽 指导教师：徐镜羚
生物技术在环境污染治理中的应用研究进展 摘要:日益严重的环境污染问题成为制约经济和社会发展的重要障碍。如何解决环境问题,是摆在政府与科技工作者面前的重要课题。随着环境生物技术的迅猛发展,生物技术在治理环境污染中的应用也越来越广泛。文章重点介绍了生物技术在环境污染治理中的应用。 1 前言由现代生物技术和环境工程技术相结合的环境生物技术,是20世纪80年代诞生于欧美地区[1]。环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点领域,它已在环境治理上发挥着重要的作用. 环境生物技术产生、发展及演变与一系列的环境污染问题有着密切的联系.近年来,随着细胞融合技术、基因工程技术、分子生物技术等的发展,环境生物技术得到了进一步的发展[2]。因此生物技术在环境领域的应用有着深远的发展前景,特别是对于寻求用低成本解决环境问题的发展中国家具有极大潜力。 2 环境生物技术的产生和发展环境生物技术是一门现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科,主要由生物技术、工程学、环境学和生态学组成,涉及多种学科,它的产生和发展反映了科学研究的最新成果,同时也体现了工程科学开拓出来的新技术和新工艺,代表了环境工程技术的发展方向[3]。在环境工程研究领域,一般将19 世纪末生物滤池的出现和1914年w. T. Locket t 和E. Arden
发明“活性污泥法”作为环境生物技术的开端。20世纪50～60 年代,随着工农业的快速发展所带来的环境污染,尤其是水污染的加剧,直接刺激和促进了环境生物技术的发展;70 代,Chakrabaty 等人成功构建了含有多种降解质粒的“超级细菌”,为80 年代环境生物技术的发展奠定了基础;1981 年,欧洲生物技术联盟(EFB) 首次将环境生物技术用于设立环境生物技术专门机的名称,并将控制污染的生物技术概称为环境生物技术;1983年,美国在西雅图召开了首届“利用基因控制污染”的环境生物技术专题会议。进入90年代以后,环境生物技术更是引起了更多的注意并得到了充分的发展。1994年美国生物工业组织(BIO) 和白宫国家科学技术委员会共同组织的可持续环境中生物技术大会上提出了基因工程微生物、优选微生物和生物传感技术中可利用菌类等3大最新发展技术领域;1995 年,美国国家科学和技术委员会发表的为《2l 世纪生物技术新方向》的蓝皮报告中将环境保护和环境生物技术列在了很重要的地位;1996 年在美国和2000 年在日本召开的两届国际环境生物技术大会上,也都充分展现了界各国对环境保护和环境生物技术研究的重视[4.5]。 3 环境生物技术的研究内容与特点国外学者认为生物技术中的三个部分属于环境生物技术范畴:一是在环境中应用的生物技术,二是涉及到环境中的某些可看作为一个生物反应器部分的生物技术,三是作用于一些必定要进入环境的材料的生物技术。从国内外的研究可以发现,目前环境生物技术的主要研究内容包括四个方面:降解污染物的工程菌和抗污染型转基因植物的相关研究;环境友好
边坡生态修复的新技术 土壤生物工程———边坡生态修复的新技术，土壤生物工程是一项建立在可靠的土壤工程基础上的生物工程，即采用存活植物及其他辅助材料来构筑各类边坡（山地斜坡、江河湖库堤岸、海岸坡岸等）结构，实现稳定边坡，减少水土流失和改善栖息地生境等功能的集成工程技术。利用植物稳定边坡的方法自古就有，近20年来又在欧美风靡一时，成为边坡稳定、侵蚀控制和生境修复的重要工程手段。 土壤生物工程的生态修复作用与效果，已经越来越为人们所认识。现代土壤生物工程要求运用生态学的原理，对实际的植物和土壤系统作出周密的考察和设计，利用植物对土壤结构的强化，对表层土壤颗粒运动的限制，以及对边坡生态系统的改善等作用，不仅能够稳定边坡和控制水土流失，还能确保边坡植被水平和垂直结构合理，生态系统演替有序和景观优美。同传统的工程技术相比，土壤生物工程的技术、生态、经济和美学优势是显而易见的。当然，土壤生物工程不能完全替代传统的工程技术，在工程实际中通常是两者联合使用、相互完善。 土壤生物工程的原理 与其他工程不同，土壤生物工程采用有生命力植物的根、茎（枝）或整体作为结构的主体元素，把它们按一定的方式、方向和排列插扦、种植或掩埋在边坡的不同位置；在植物群落生长和建群过程中加固和稳定边坡，控制水土流失和实现生态修复。 众多研究表明：植物能降低土壤空隙的压力，吸收土壤水分；同时植物根系能提高土壤的剪切力，增强土体的黏附力，从而使土壤结构趋于坚固和稳定。边坡植物可以截留降雨，延滞径流，调节土壤湿度，减少风力对土壤表面的影响；还可以通过拦截、蒸发蒸腾和存储等方式来促进土壤水循环，促进土壤发育和表层活土的形成，调节近地面温度和湿度以促进植物生长，提供并改善多种生境，恢复边坡的生态功能和生物多样性。 土壤生物工程的基本技术 土壤生物工程要求使用大量的可以迅速生长新根的木本植物，最常用的木本灌木和乔木是：柳、杨类、山茱萸类、或其他当地物种。除了要求迅速生根之外，用于河道坡岸的植物，特别是在水位线附近的植物还必须有良好的耐水性能。土壤生物工程的种植技术比较简单，主要有3种形式： （1）单枝扦插：直接扦插能够成活并生长根系的乔灌木枝干（如柳枝条等）。其工程特点为工作量小，成本低，有广泛的适应性，经常与柴笼和灌丛垫联合使用。 （2）捆栽：也叫柴笼，将枝条捆扎成一束，通常按等高线水平浅埋入岸坡高水位以上的位置。其工程特点为施工简单，造型容易，多用于坡度较缓的边坡水土流失控制。柴笼生长成型后具有很好的景观效果。 （3）层栽：也称灌丛垫，植物枝条的结构是交互成层或成排形状，枝条组成篱
矿山生态修复的是什么内容 矿产资源是非常重要的非可再生自然资源，它既是人类社会赖以生存和发展不可或缺的物质基础，也是经济社会可持续发展战略实施的资源保障。我国是世界上为数不多、矿产资源种类较齐全的国家之一。随着经济、社会的发展，我国已成为矿产品生产和消费大国，煤炭、钢铁、有色金属、水泥等产量和消费量均居世界第一。在促进经济发展的同时，矿产资源的开发利用也造成了严重的生态破坏和环境污染，成为制约我国经济、社会长远发展的重要因素。 人类已经清楚地认识到经济与环境的协调发展是整个社会发展的基础，生态环境状态已经成为衡量社会经济发展的重要标志。矿产资源开发过程中的污染治理、土地复垦和生态修复是摆在我们面前的一个重大难题。 土地复垦和生态修复是解决矿山环境保护和综合治理的有效途径。近年来，我国矿山生态修复研究发展迅速，矿区土地的生态复垦工作也逐步开展起来。为避免和减少对环境的破坏，应依据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素，制定和调整相应的复垦和生态修复方案，做到采矿与生态修复的一体化、同步化，最终实现矿山生态功能的修复。 一、是什么？ 到底什么是生态功能修复呢?环境保护部南京环境科学研究所所长高吉喜认为，生态修复一定要从简单的复绿过渡到生态功能修复，总体上应该重新建立一个完整功能性的生态系统。但是，恢复生态系统功能，决不仅仅是植被的恢复。所以，生态功能修复一定要强调已经破坏或者退化生态系统功能的整体提升。 矿山生态修复也绝不是自然生态系统的修复，还要考虑到与自然生态系统相匹配的经济、社会系统的修复，这两个系统一定是互相关联、不可分割的。 我国现在的生态修复范围比较大，不能刻意、盲目追求特定的修复状态，必须要根据矿山所处的区域、位置以及生态适宜性来设定生态修复的目标。 那么，生态功能修复的目标是什么？首先，要考虑生态适宜的情况下进行怎样的稳定修复；其次，修复以后能否达到比较好的生态系统结构；最后，我们的终极目的是要达到比较好的生态功能，比如水源涵养功能、水土保持功能、游憩娱乐等。
湖泊治理解决方案 河道污染是区域人口、经济、社会发展到一定阶段后造成的，污染治理的根本性措施是污染源的治理。因此，世界各国均把污水截流、废水达标排放和控制排污总量作为河道整治的首要措施。然而，由于难以根除的面源污染及内源污染，即使在污水排放得到有效控制的情况下，河道污染及其富营养化问题仍然十分突出。为此，各地在河道治理中，把污染源治理和强化水体的自净能力同时作为河道修复的重要目标。纵观国内外河道治理现状，以下几种方法较为引人关注： 1、引流冲污和综合调水 引流冲污实质上是对水体污染物和浮游藻类的稀释扩散，就局部而言常被视为解决水体富营养化相对简单、易行和代价较低的办法。如杭州西湖自钱塘江引水后对延缓水体富营养化发挥了一定的作用。但从整体出发，这种办法实为污染转移，有以邻为壑之嫌；综合调水不同于引流冲污，主要解决水资源的再分配，利用一定的水利设施合理调活河网水系，达到“以动制静、以清稀污、以丰补枯、改善水质”的目的，尤其对提高水体的自净能力能发挥较好的作用。 2、曝气复氧 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 S，FeS等还原物质）之间发生了氧化还原反应。对于长期处于缺是进入水体的溶解氧与黑臭物质（H 2 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、英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。 3、底泥疏浚 在污染源控制达到一定程度以后，底泥则成为水体污染的主要来源。因此清淤疏浚通常被认为是消除内源污染的重要措施。然而，疏浚技术通常是决定疏浚效果好坏的关键。从最早的人工挖泥到现在的精确水下吸泥，疏浚过程对环境的影响正在变得越来越小。疏浚作为水利工程和航道工程措施有重要效用，但作为水质治理目前还存在一些难于克服的问题，如一定程度上引起上覆水污染物浓度增加，疏浚后淤泥以其量大、污染物成分复杂、含水量高而难以处理等等。 4、化学絮凝处理 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高效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，一般作为临时应急措施使用。 5、生物-生态修复技术
河湖水污染生物生态综合治理与修复技术 1我国地表水污染现状 随着经济社会的快速发展，水污染不断加剧,已成为制约我国经济社会可持续发展的重大“瓶颈”问题。 目前我国七大江河流域均已受到不同程度的污染，特别是在全国138个城市河段中，流经繁华区域的绝大部分水体均污染严重，其中低于国家《地表水环境质量标准》V类水体的占38%。 2012全年共监测地表水五大水系88条河段，长2048.2公里，IV类、V类水质河长占监测总长度的4.3%;劣V类水质河长占监测总长度的42.1%。 河湖水体治理修复，是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。 2河湖水污染生态修复技术 目前，国内已广泛使用的河湖污染水体生态治理技术主要有五项：生物膜修复技术、人工湿地技术、生态浮岛技术、固定化生物酶技术以及曝气增氧技术。 生物膜修复技术核心在于微生物生境载体材料的选择。生物膜修复材料一般分为孔性材料、聚合物膜材料、有机/无机凝絮剂、光催化材料、氧化剂五大类，市面上常见的有仿水草式填料、辨带式填料、环状悬浮式填料、悬浮球状填料、复合式填料等。 人工湿地技术主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。 生态浮岛技术是利用植物生态原理来降解水中的COD、氮、磷的含量。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果，同时浮岛植物也营造了水面的景观。 固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。 固定化酶技术是用载体把酶约束在一定的区域中进行催化反应，使反应后的酶可以反复使用的一项技术。
冶金工业废水处理技术 冶金工业产品繁多，生产流程各成系列，排放出大量废水，是污染环境的主要废水之一。冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类，主要有：冷却水，酸洗废水，除尘和煤气、烟气洗涤废水，冲渣废水以及由生产工艺中凝结、分离或溢出的废水等。 冷却水的处理 冷却水在冶金废水中所占的比例最大。钢铁厂的冷却水约占全部废水的70％。冷却水分间接冷却水和直接冷却水。间接冷却水，如高炉炉体、热风炉、热风阀、炼钢平炉、转炉和其他冶金炉炉套的冷却水，使用后水温升高，未受其他污染，冷却后，可循环使用。若采用汽化冷却工艺,则用水量可显著减少,部分热能可回收利用。直接冷却水，如轧钢机轧辊和辊道冷却水、金属铸锭冷却水等，因与产品接触，使用后不仅水温升高，水中还含有油、氧化铁皮和其他物质，如果外排，会对水体造成淤积和热污染，浮油会危害水生生物。处理方法是先经粗颗粒沉淀池或水力旋流器，除去粒度在100微米以上的颗粒,然后把废水送入沉淀，除去悬浮颗粒；为提高沉淀效果，可投加混凝剂和助凝剂；水中浮油可用刮板清除。废水经净化和降温后可循环使用。冷轧车间的直接冷却水，含有乳化油，必须先用化学混凝法、加热法或调节pH值等方法，破坏乳化油，然后进行上浮分离，或直接用超过滤法分离。所收集的废油可以再生，作燃料用。 酸洗废水的处理 轧钢等金属加工厂都产生酸洗废水，包括废酸和工件冲洗水。酸洗每吨钢材要排出1～2米废水,其中含有游离酸和金属离子等。如钢铁酸洗废水含大量铁离子和少量锌、铬、铅等金属离子。少量酸洗废水,可进行中和处理并回收铁盐;较大量的则可用冷冻法、喷雾燃烧法、隔膜渗析法等方法回收酸和铁盐或分离回收氧化铁。若采用中性电解工艺除氧化铁皮，就不会出酸洗废水。但电解液须经过滤或磁分离法处理，才能循环使用。 洗涤水的处理 冶金工厂的除尘废水和煤气、烟气洗涤水，主要是高炉煤气洗涤水、平炉和转炉烟气洗涤水、
水资源保护与水生态修复规划 # 水资源保护规划 水资源保护规划范围为网湖湖区。网湖湖区由富水下游大片低洼湖泊群组成，是阳新县境内最大的湖泊，主要包含网湖（主湖）、良荐上湖、赛桥南湖、下司湖、下木桥湖、赛桥湖、新湖、后背屋湖、门前屋湖、碧山湖、桥东上湖、伍家湖等##个子湖、以及莲花湖群#个子湖。网湖流域多年平均降雨量####mm，多年平均径流深###mm，属长江中游下段南岸一级水功能区——网湖保留区，目标水质为Ⅲ类。良荐河发源于阳新县黄土塘，自西北向东南流过潘桥镇，经过良荐上湖、赛桥南湖、下司湖后进入网湖，良荐河总集雨面积###.#km#；良荐河虽不在本次规划湖区范围内，但由于其河水最终流入网湖，对网湖进行水资源保护，就必然离不开对其主要入湖河流的水资源保护，因此良荐河流域纳入本次水资源保护范围内。竹林河、芦家坝河同理一并纳入本次水资源保护范围内。 网湖湖区地貌上属于泥沙沉积形成的内陆湖泊，南面为石灰质构造的低山，并沿湖岸分布，北面为砂页岩、砾岩、第四十纪红土，由山地侵蚀堆积形成的丘陵岗地，按长条形土岗和宽窄不等的沟坳相间排列，形成南北高、东西低的峡状湖区。 #.#水资源保护现状
（#）网湖湖区围垦情况 网湖是阳新县境内最大的湖泊，解放初期，当水位为##.#m 时，湖泊总面积为##.#km#，湖泊容积为#.##亿m#。上世纪##年代后在围垦良荐湖、赛桥湖（上片）的基础上，对大网湖（包括子湖）进行了围垦，从明港口至祝家庄修筑围堤。将良荐湖、赛桥南湖、下司湖等子湖与大网湖分开。到##年代末期，网湖水位为##m时，仅有湖泊面积##.#km#，湖泊容积为#.##亿m#。网湖湖区的围垦总面积为##.#km#，其中包含半壁山农场。围垦的面积中农田占##.#%、围养水面占##.#%、精养鱼池占#%、其他占##%。 （#）水环境质量现状 随着经济社会的发展和人口的不断增加，工业废水和生活污水排放量逐年增加，网湖湖区的水污染问题已经十分突出，水生态环境有恶化趋势，特别是城区莲花湖，水质为劣Ⅴ类。 ####年#月##日，阳新县水利局委托阳新县环境监测站对网湖、莲花湖、石灰赛湖、大泉湖、马蹄湖水质进行抽样监测，具体指标见表#-#。根据《地表水环境质量标准》（GB####-####），地表水分类指标限值见表#-#。网湖、马蹄湖水质均达到国家Ⅲ类地表水;石灰赛湖总磷达到#.### mg/l，实际达到国家地表水Ⅳ类标准；大泉湖总磷达到#.### mg/l，大泉湖实际达到国家地表水Ⅴ类标准;莲花湖中心总磷达到#.###mg/l，超出V类水标准
生物技术与水污染的防治 姓名：文飞学院：生命科学学院专业：生物工程学号：2013316047 摘要：就饮用水中的有机物去除和控制而言，生物稳定性和净水工艺衡量和影响它的两个重要因素。试图以饮用水中的有机物为研究对象，从生物稳定性和净水工艺两个角度，对有机物的衡量指标、去除机制及规律展开论述。 关键词：生物有机物细菌水污染 前言：随着社会经济的高速发展与城市化进程的加速，水资源危机已经成为继石油危机之后人类所面临的第二大危机。目前在我国，随着工业，特别是有机化工、石油化工、医药、农药、杀虫剂及除草剂等生产工业的迅速发展，有机化合物的产量和种类不断增加，各种生产废水和生活污水未达到排放标准就直接进入水体，水源水质污染问题日趋严重。然而，现有条件下的水厂广泛使用的传统制水工艺已很难达到日益提高的水质标准的要求，饮用水的安全性因而引起人们的普遍关注。 一、有机物的来源、危害与生物稳定性的提出 我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家，水资源总量居世界第六位，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位，已被联合国列为13个贫水国家之一。 多年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序，其结果为:海河、淮河、黄河、松花江、长江，其中，辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状，符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占32.2%（河段统计），符合Ⅲ类标准的占28.9%，属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占38.9%，如果将Ⅲ类标准也作为污染统计，则我国河流长度有67.8%被污染，约占监测河流长度的2/3，可见我国地表水资源污染非常严重。从来源来看，水源水中的有机物的来源可分为两
水污染处理技术(概述)
一、绪论 1、水循环：①自然循环②社会循环 2、天然水杂质：悬浮物胶体溶解物 3、水体污染：排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体环境容量，导致水体的物理、化学及微生物特性发生变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体功能及在经济发展和人民生活中的作用。 4、水污染可分为：自然污染人为污染 5、氧垂曲线定义：在河流受到大量有机物污染时，由于有机物这种氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线。 6、氧垂曲线的作用：①废水排入河流后溶解氧的变化情况②最缺氧点距离受污点的位置及其溶解氧含量 7、水体污染源分为：工业污染源生活污染源其他污染源 8、污染类型：病原体污染耗氧物质污染植物营养物质污染石油污染热污染放射性污染有毒化学物质污染酸碱盐污染 9、废水的水质指标： ①物理指标温度、色度、臭味、固体物 ②化学指标 COD、BOD5、P H值、汞 ③生物指标细菌总数、大肠菌群数 10、水污染控制基本方法：物理处理法化学处理法物理化学处理法生物处理法 11、凯氏氮：有机氮和氨氮的总称
12、总固体量：TS 悬浮物：SS 溶解性固体：DS 挥发性固体：VSS 非挥发性固体：NVSS 二、物理处理法 1、定义：借助物理作用分离和除去污水中不溶性悬浮物体或固体的方法 2、特点：简单易行、效果良好、费用较低 —、均和调节 1、调节池作用：调节水量调节水质 二、①筛滤作用：去除污水中较大的漂浮物和悬浮物减轻后续处理构筑物的处理负荷 防止堵塞水泵或管路回收有用物质 ②格栅：-、按清理方式来分类：人工清理格栅机械格栅 =、按格栅规格分类：粗格栅：50—100毫米中格栅：10—40 毫米细格栅3—10毫米 三、栅渣、筛余物处理：填埋焚烧 四、①沉淀定义：溶液中难溶解的固体物质从溶液中析出或从溶液中析出的难 溶解的固体物质 ②沉淀作用：作为化学处理与生物处理的预处理用于化学处理或生物处 理后，分离化学沉淀物、分离活性污泥污泥的浓缩脱 水灌溉农田前作灌前处理 ③沉淀类型：自由沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀压缩沉淀 ④过滤率（表面负荷率）：沉淀池进水量与沉淀池平面面积的比值
浙江水利水电学院 课题名称：水生态保护与修复 作者：薛子学号：2016b18022学院：水利与环境工程 专业：水利水电工程 老师：白福青 2017年 1 月 5日
河道景观设计的基本方法 城市河流往往是孕育城市文明的摇篮，城市河流最初的形式是城市边上自然的过境河。后来由于防御、运输、用水、防洪等需要，逐渐出现了护城河(壕)、运河、引水河渠和排洪河道等城市河流。到了近代，城市的快速发展导致城市河流出现了诸多问题：城市硬化面积的高速扩张使得城市河道排洪压力越来越大，而城市有限的土地又让河道面积越来越小，工业污水和生活污水的大量排入加剧了城市河道的污染。设计逐渐从以水利治水为主转向景观绿化、水利建设、防污治污等全方面的综合治理。 目前河道景观设计中的局限性特征 1自然景物：如水面的波纹、岸旁的芦苇、河岸上的树木、浮动的渔舟、闲适的小鸟、和煦的阳光等，有树、草、鱼、鸟及水、土、石等自然景物的河流景观，只有这样我们才可以称之为河道景观，而怎样保护它们，确保后人能够合理的应用，是当今设计师需要认真分析的问题。 2人造景物：目前我国大多数的河流景观设计往往侧重于构成景观的“硬质景观”(如堤防、护岸、沿河的建筑、桥梁等景观构筑)，而忽视了绿地林荫一类的“软质景观”的规划设计，而软质景观却更适合大众所需要的充满生活气息的环境。如何减少“硬质景观”，增加“软质景观”是目前河道景观设计中要解决的又一重大问题。 3人与文化：河道景观应该是一种综合体，不但有物质上的，还应该有人文性质的。我们所讲述的景观设计是为人而提供的，而我们的活动又离不开自然以及文化的特征，而目前的设计通常没有注意到这个特征，而且和河道有着密切关联的一些历史要素也应该放到设计中。
生物强化技术及其在水污染治理中的应用邱晨涛 发表时间：2018-12-18T10:24:12.123Z 来源：《防护工程》2018年第26期作者：邱晨涛 [导读] 随着我国工业发展不断壮大，工业废水的排量逐渐增加，现阶段，工业废水已经成为了我国受污染水的主要组成部分江苏南京 210000 摘要：随着我国工业发展不断壮大，工业废水的排量逐渐增加，现阶段，工业废水已经成为了我国受污染水的主要组成部分。本文从含义以及实际应用情况两个方面入手，对生物强化技术在水污染治理当中的应用进行了分析以及探讨，并且给出了笔者自己的看法。 关键词：生物强化技术；水污染治理；应用情况 化工行业是我国重要的生产行业，随着我国经济的飞速发展，化工行业的发展也已经进入了一个新的阶段，各种化工厂在我国层出不穷，给人们的生活带来方便的同时，也在一定程度上造成了环境的污染，产生了大量的工业废水。同时也产生了很多难以降解的污染物，这对人们的身体健康会有很大影响。传统的生物处理方式已经很难起到效果，必须对其处理方式进行创新，要借助先进的生物技术以及降解方法，这样才能够有效的起到污染处理的效果。生物强化技术与传统的污水处理技术有很大的区别，无论是在方式方法上还是在实际操作的过程中，其区别都是非常明显的[1]。生物强化技术可以在一定程度上增加生物处理系统的稳定性，在未来的发展过程中，此项技术一定会得到更加广泛的推广以及应用。 一、生物强化技术的简介 （一）生物强化技术的含义 对于生物强化技术来说，诞生时间相对较晚，大概是在上世纪的90年代中期，也被称为污水投菌法，这种方法在现阶段的实际污水处理当中已经有较为广泛的应用，但是对于我国来说，还并没有全面的投入使用，仅仅是在局部地区有一定程度的应用，还远远没有形成规模。通常情况下，生物强化技术所指的是利用一定的渠道将有特定功能的微生物引入到传统的生物处理体系当中，使其互相融合，从而在一定程度上提高上提高了微生物的浓度。当微生物的浓度达到一定程度之后其分解作用就可以得到充分的发挥，从而使一些难以降解的有机物被降解。当其对污水进行净化处理的时候，可以提升自然菌落的浓度，从而增强自然菌落的整体生存能力，这时后期新陈代谢能力就会得到有效的提升，从而也就达到了净化水质的目的。此项技术在实际应用的过程中成本较低，并且净化效果较为理想[2]。 （二）生物强化技术的主要优点体现 将生物强化技术在污水处理当中进行应用的时候，其优点主要体现在以下几个方面。首先，此项技术的操作成本相对较低，具有很明显的经济优势，在使用微生物选育技术的时候，不仅能够有效的防止自然菌群的退化，而且在实际操作的过程，其步骤也相对简单，并不需要反复的实验以及菌群的重加，这也就在很大程度上降低了整体操作的成本。其次，此项技术的适用范围相对较广，并且有较高的处理效率。生物强化技术的应用对于我国工程污水处理有非常明显的效果，随着此项技术的不断深入研究，生物强化技术保证了微生物自然菌落在高浓度的污水当中也能够为维持较为强大的活性，从而使污染物不会发生转移，这也就使其不会对水源造成二次污染，这在技术水平上是一次新的提升。此外，生物强化技术的应用周期相对较短，并不需要太长的时间就能够达到废水净化的效果，由于其处理时间消耗的相对较少，所以其处理效率也就变得更高。 二、现阶段我国生物强化技术的应用工艺 （一）直接作用 在对微生物进行筛选以及诱变的时候，会较为有效的获取到新陈代谢能力较强的微生物，这些微生物通常会具有较强的复制能力，利用这些微生物可以有效的起到分解污水当中污染物的作用。同时，直接作用也是现阶段最为普遍的一种应用方法，工作人员将得到的目标物，即碳源，将其与能量较高的降解微生物一起投入水中，这些微生物就会以游离的状态分布在水中，从而起到降解污染物的效果[3]。 （二）共代谢的作用 当生物强化技术对污水进行直接处理的时候，会有一些微生物不能够被完全的降解，这与其自身的结构有很大的关系。由于水中还存在着其它的底物，这时候还可以向水中加入微生物，从而使这些污染物的化学机构发生一定的改变，当其化学机构发生改变之后，在对其进行降解处理就会相对容易一些。相关工作人员还可以选择在其中投入一些辅助的营养物质，从而使其反应的速度得到提升，促进整体降解的效率。通常，可以向污水当中添加酚、氨、乙烷以及乙酸等等，从而使水中污染物的结构发生一定的改变，提高整体的降解效率。 三、生物强化技术在水污染治理过程中的应用效果评价 当生物强化技术在水污染当中进行应用之后，明显的提高了去除的效果。生物强化技术主要是对污染物进行降解，并且可以通过添加一些营养物来提升整体降解的速率，这在传统的生物系统应用过程中是很难做到的。同时，使用生物强化技术对水污染进行处理的时候，也在很大程度上改善了污泥的性能，可以较为有效的在污泥处理的过程中解决污泥膨胀的难题，从而提升了污泥的沉降性能，这也就减少了污泥的产量。最后，生物强化技术还增强了系统的整体稳定性。经过研究之后发现，如果只是单纯的用活性污泥驯化的方式来进行脱泥处理，很难达到理想的效果。 结束语 只有充分的了解生物强化技术的内容以及优势之后，才能够对其进行精准的把握，更加有效的对污水进行处理，从而保证了生态环境的稳定以及人们的用水安全。 参考文献 [1]熊贵琍,陈瑾,叶文衍.生物强化技术及其在水污染治理中的应用[J].环境科学与管理,2013,7(4):82-86. [2]程悦.三菌株及其生物强化技术在水污染治理中的应用现状[J].山东工业技术,2017,22(3):4. [3]栾晓丽,曲媛媛.浅谈生物强化技术及其在水污染治理中的应用[J].资源节约与环保,2016,5(2):38-39.