污水生态净化技术的研究与应用
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污水处理厂尾水生态处理及综合利用技术研究摘要:随着人们生活水平的提高,对环境污染要求不断提高。
近年来,污水处理厂尾水中仍存在较多的难生物降解污染物质,直接排入水体将对环境敏感或生态脆弱地区水生态环境造成严重影响。
因此,为了去除污水处理厂尾水中的难降解污染物质,本文通过对新型电化学深度处理技术进行实验研究,实现难降解污染物质的去除,以此找到更好的污水处理厂尾水深度处理方式,为污水处理厂的进一步发展,提供重要的技术支持。
关键词:污水处理厂;尾水;电化学深度处理技术引言近年来,随社会经济飞速发展和城镇建设进程的不断推进,城市中污水的产量随之增加,需要更加经济、高效的污水处理系统来应对日益严峻的污水处理问题。
一般而言,集中式污水处理厂是污水排入受纳水体的最后一道保障,为从根源上控制污染,深入研究污水深度净化技术具有重要意义。
传统的深度处理措施工程建设费用和运行维护费用均较高,国内污水处理厂的深度处理设施在建成之后,多因后期资金的缺乏导致运行维护困难而成为了摆设。
人工湿地污水深度处理具有成本低,处理规模大,生态效益显著等优势,成为近年来的研究热点。
1污水处理厂尾水分析污水处理厂尾水具有排放量大且集中的特点,目前多数污水处理厂尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,达标后直接排入地表水体,但一级A排放标准劣于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中V类水质标准,在河湖水质敏感、河道生态脆弱的区域,对环境的质量就会造成严重影响。
因此,加强污水处理厂尾水处理,实施提标已成为改善水环境质量、保障水生态系统的重要举措。
2污水处理厂尾水生态处理及综合利用技术2.1湿地设计原理构建湿地的本质是对日益损失和被破坏的自然湿地的一种生态补偿措施。
尽可能地恢复和营建足够大面积的湿地,保护湿地生态循环系统和缓冲带,是对湿地水域环境和陆域环境完整性的保护,避免因湿地环境被分割导致区域生态环境衰退,减缓城市发展对湿地环境造成的不利影响。
污水治理的研究性学习报告一、研究背景随着城市化进程的加快和工业化的发展,污水排放成为了一个严重的环境问题。
大量的污水不仅对水质造成了污染,还对生态系统和人类健康造成了威胁。
因此,开展污水治理研究是十分必要的。
二、研究目的本研究的目的是探究污水治理的技术手段,分析其对环境的影响,为我国的污水治理工作提供参考和指导。
三、研究方法本研究主要采用文献研究法和实地考察相结合的方法。
通过收集各种相关文献资料,了解了国内外污水治理的最新技术和方法,同时还进行了实地调查,考察了我国一些污水处理厂的情况。
四、研究结果(一)污水治理的技术手段1.生物处理技术:包括活性污泥法、固定化生物膜法等。
这些技术通过生物菌群对有机物进行降解,从而使污水达到排放标准。
2.物理化学处理技术:包括沉淀、过滤、氧化等。
这些技术通过物理和化学反应的手段将污水中的悬浮物和有机物去除。
3.高级氧化技术:包括臭氧氧化、紫外光氧化等。
这些技术通过强氧化剂的作用,将有机物进行高度降解,达到净化污水的效果。
(二)污水治理对环境的影响1.减少水体污染:通过污水治理,能够有效地减少水体受到的污染,保护水资源的安全。
2.改善生态环境:污水处理后的水质得到了改善,可以提供良好的生态环境,促进水生态系统的恢复。
3.保护人类健康:经过污水处理后的水质达到一定的排放标准,能够保护人类的健康。
五、研究结论本研究通过系统地研究了污水治理的技术手段和对环境的影响,得出了以下结论:1.污水治理是十分必要的,对于保护环境和人类健康起到了重要的作用。
2.生物处理技术是目前常用的一种污水治理技术,但还需要进一步提高其效率和稳定性。
3.物理化学处理技术和高级氧化技术在特定的情况下可以作为辅助手段来提高污水处理的效果。
4.污水治理对水体污染的减少和生态环境的改善具有显著的效果。
5.污水治理还需要不断进行技术创新和工程实践,以适应不同地区的需求。
六、研究展望在未来的研究中,可以进一步探讨以下几个方面:1.开发更加高效和经济的污水处理技术,提高处理效果,并降低治理成本。
·85生态化农村污水处理技术应用及研究进展文_许征宇 李书卷 余进 无锡金鹏环保科技有限公司摘要:分析了各种农村生活污水生态处理工艺以及实例应用效果,为现有农村生活污水的生态化处理提供参考。
关键词:农村污水;生态化;污水处理Application and Research Progress of Ecological Rural Sewage Treatment TechnologyXU Zheng-yu LI Shu-juan YU Jin[ Abstract ] Analyzes various rural domestic sewage ecological treatment processes and their application effects, and provides references for the existing rural domestic sewage ecological treatment.[ Key words ] rural sewage;ecological;sewage treatment1 农村污水的特点农村污水污染物主要来自餐饮、家庭清洁、冲厕、洗浴等产生的生活污水。
农村生活污水污染物浓度相对较低,主要污染物为有机污染物、悬浮物、氮、磷等。
具有量小分散、收集难度大、排放时间集中、污染物组分较简单,有毒有害物质少,可生化降解性好等特点。
2 生态化处理技术2.1 生物型处理系统生物型处理技术主要包括膜生物反应器、生物接触氧化等几种形式。
膜生物反应器(MBR)的工作流程是污水先经调节池进入缺氧池,与膜池内的硝化液掺混进行生物脱氮再进入膜池。
膜池内置有膜组件可以提高活性污泥的浓度以去除污水中的大部分污染物。
同时,在膜池投加药剂进行化学除磷。
生物接触氧化工艺是我国农村污水处理中比较常用的一种工艺。
生物接触氧化法工作原理是在池内设置填料可附着生长一层生物膜,池底曝气以提供微生物所需氧气,并使池内污水处于流动状态与填料充分接触,以生物膜吸附废水中的有机物,利用微生物的新陈代谢对污水进行净化。
污水处理技术的研究和应用一、绪论随着城市化进程的加快,人们生活和生产所产生的废水不断增加,如果不加处理排放到环境中,会给生态环境带来巨大的危害。
而污水处理技术作为保护环境的关键技术之一,已经成为近年来环保领域的热点和难点。
本文将着重探讨污水处理技术的研究和应用。
二、污水的处理方法1.生物法生物法是目前应用比较广泛的污水处理方法之一,其原理是将污水经过生物处理系统,使污水中的有机物质通过微生物的作用被分解成较为稳定的无机物质。
通过污水处理设施内的微生物呼吸作用和代谢过程,使有机物得到生化分解并将有机物转化为无机物,达到净化水质的目的。
生物法的优点是操作简便,处理效果好,能达到国家标准要求,并且赤潮等其他问题减少,所以受到广泛关注和应用。
2.物理化学法物理化学法是指采用物理力学手段或化学反应方法来除去污水中的各类污染物,如悬浮物,重金属,化学物质等。
市面上常用的物理化学处理方法包括絮凝、沉淀和吸附等,可以使水中的污染物达到更严格的排放标准。
但是由于其成本较高,以及数据不一致等问题,未被大量应用。
3.化学法化学法是采用化学方法来处理污水中的有机物和肥料,可以使水中的COD、BOD5等污染物降低到一定的级别。
化学法的处理效果可达到优良水质要求,且常被用于特殊领域的特定处理,如处理某些工业中的污水等。
三、处理设备与操作流程1.处理设备常见的处理设备有生物反应器、吸附器、膜分离器等,通过设备的选择和组合可以让不同的处理方式协同达到更好的处理效果。
2.处理流程由于不同的处理方法,流程也略有差异,不过根据近年来研究和实践经验得出来的计划,一般可以分为以下几个步骤:生物法处理流程:格栅-沉砂池-缺氧池-好氧池-二沉池-紫外灯杀菌器物理化学法处理流程:挑水机-格栅-配药池-投药池-混合反应器-过滤器-杀菌器化学法处理流程:粗格栅-中间池-厌氧池-缺氧池-好氧池-联系反应器-过滤器-杀菌器四、技术的发展趋势1. 绿色化目前很多国家和地区都在提倡绿色发展理念,污水处理技术也不例外。
污水处理中的生态滤池技术的创新与发展随着人口的增加和城市化进程的加快,污水排放量也日益增加。
污水处理成为了保护环境和人类健康的重要任务之一。
传统的污水处理方法存在着各种问题,如高能耗、化学药剂残留和处理效率低等。
为了寻求一种更加环保、经济和高效的处理技术,生态滤池技术应运而生。
本文将重点探讨生态滤池技术在污水处理中的创新和发展。
一、生态滤池技术的原理及作用生态滤池技术是一种仿生工程技术,通过模拟自然湿地的生态系统运作原理,将污水在滤池中通过生物降解、物理吸附等方式进行净化。
生态滤池的系统由底床、滤层、植物和微生物共同构成。
污水首先进入底床,通过植物根系的气候反射和微生物的降解作用,去除水中的悬浮物和污染物。
然后,经过滤层的过滤和吸附作用,进一步净化水质。
最后,净化后的水再次流入自然水体中。
生态滤池技术在污水处理中起到了净化水质、保护生态环境的作用。
二、生态滤池技术的创新点1.多元化的滤材选择生态滤池中的滤材选择是关键因素之一,不同滤材具有不同的处理效果。
传统的滤材主要包括砂石和颗粒活性炭等,但随着技术的发展,新型滤材的应用也日趋广泛。
例如,陶粒滤材、生物降解滤材等都被引入生态滤池技术中,不仅提高了污水处理的效率,还有利于资源的循环利用。
2.微生物技术的应用微生物在生态滤池中扮演着重要的角色,其降解有机物和净化水质的作用不可忽视。
近年来,利用基因工程和生物技术的手段,对微生物的种类和功能进行改良和增强,从而增加了生态滤池的处理效果和抗污性。
3.智能化控制系统的引入随着物联网和大数据技术的发展,智能化控制系统逐渐应用于生态滤池技术中。
通过传感器和监测设备的安装,实时监测和控制滤池内水质和环境参数,并根据实时数据进行智能化调控,进一步提高了生态滤池的自动化水平和处理效果。
三、生态滤池技术的发展前景生态滤池技术在污水处理领域具有广阔的应用前景。
首先,生态滤池技术相对于传统的污水处理工艺更加环保和节能,减少了对化学药剂的依赖,降低了能耗。
污水生态处理污水生态处理是一种利用生态系统来净化废水的处理方法,它的工作原理是将污水通过自然的生态系统,如湿地芦苇等,进行过滤和净化,从而达到清洁的水质。
与传统的化学法、生物法等传统污水处理方法相比,污水生态处理有着许多优势。
本文将详细介绍污水生态处理的工作原理、优点以及发展前景,并对该技术的应用前景进行展望。
一、污水生态处理的工作原理污水生态处理可以被视为一种生物化学反应的过程,该过程涉及着诸多的生态环境因素。
在自然生态系统中,其微观环境不断变化,而这些变化又进一步驱动生物生长和代谢,从而提供了给污水净化一种更加优秀的手段。
这种手段包含着以下的四个重要部分:1. 污水的物理治疗污水生态处理的第一步是物理污染的利用。
在这一步骤中,广大的化学物质和有机物质在生态环境中沉积下来,这使得废水中的各种污染物质被进一步分离以便进行后续的净化工作。
2. 化学反应的发生在生态环境中,化学情况的改变主要通过微生物的代谢途径来实现。
这些微生物的次生代谢作用使得水中的氮、磷、硫等元素得到了进一步的转化与降解,从而降低了水中的化学污染物质含量。
同时,这些化学反应还能产生更多的微生物生物质,进一步促进微生物群落的构建。
3. 微生物治疗生态剖面的第三部分是微生物治疗。
这里所指的微生物就是细菌、菌丝体和纤维状微生物等。
这些微生物会有效分解氨,氮、硫、磷等物质以及残留的有机物,从而提高废水的净化效果。
此外,这些微生物还能分泌多种多样的生物黏液,在废水中形成一层生物膜,增加了净化的效率。
4. 生态修复在污水生态处理的最后阶段,生态系统通过自我调整进行生态修复。
这种修复可以通过增加氧气浓度、改变植被等方式进行,从而达到进一步降低水中有害物质的效果。
此外,生态修复还能增加生态系统的稳定性,从而提高生态系统对外部因素的适应能力。
二、污水生态处理的优势相比于传统的污水处理方式,污水生态处理具有以下几个优点:1. 高效而相对廉价污水生态处理的设备可大可小,投入资金相较于化学或生物处理的设备少得多。
生态环境保护工程中污水处理技术应用摘要:随着经济的发展,我国的生态环境保护工程建设也有了改善。
为科学进行污水处理规划,促进生态环境保护工程项目的有序推进,针对某生态环境保护工程污水处理工艺及参数设计,分析了生态环境保护工程污水处理原则、任务及污水处理基本工艺,进行污水处理相关参数计算,采取水解酸化+SBR处理技术,获得了良好的污水处理效果,保障了污水处理效率和效益,值得应用和推广普及。
关键词:生态环境保护工程;污水处理技术;应用引言现如今,我国经济发展十分迅速,随着国内生态环境保护工程的实施,使得各种先进污水处理技术在污水处理厂中得到了广泛的应用。
不仅使得污水处理效果得到有效的提高,还有效避免了污水过度排放对生态环境造成的不利影响。
以某污水处理厂为例,对其污水处理技术展开探究。
首先详细分析了生态环境保护工程中的污水处理技术的具体应用,接着对污水处理技术工艺及参数设计展开全面分析,以此取得良好的污水处理成效,旨在能够供相关工程借鉴。
1污水处理在生态环境保护工程中的重要价值随着生态文明建设持续深入,加快生态环境保护工程进程,系统、全面地提高生态保护措施,切实改善生态生存环境,将是现代化发展的重点。
在现代城市经济发展下,若是无法及时处理污水问题,实现绿色排放,将会对水源造成一定的破坏,将严重影响到居民生产生活,也会对环境造成一定的污染破坏。
因此,在城市建设进程中将污水处理能力建设纳入环境保护工程之中,加大对污水处理体系建设,实现污水有效处理,强化污水净化能力,全面提升污水运行机制,进一步发挥水源资源的整合力度,将是未来城市实现可持续绿色发展的关键。
在此过程中,需要不断优化污水处理机制,逐步加强污水处理体系构建,切实推动环境保护工程深入开展,确保我国生态文明建设的落实,在构建现代化经济发展中起着重要的支撑作用。
2生态环境保护工程中其他污水处理技术的应用2.1MBR膜生物反应技术及处理工艺该技术是污水处理过程中的重要工艺,它能够实现对混合物进行有效处理,通过借助膜为介质,实现对污水的过滤和处理,以此达到净化的效果。
水质净化的研究和应用水是我们生存不可或缺的资源,但是随着人口的增加和工业化的不断发展,水资源的污染问题日益严重。
如果不能有效地解决水质污染问题,不仅会威胁到人类的健康和生存环境,还会对生态环境产生巨大的危害。
因此,水质净化的研究和应用变得越来越重要。
一、现状分析目前,我国水质污染问题非常严重。
据统计,我国超过60%的地下水、35%的河流水源、75%的湖泊和50%的水库已经受到了不同程度的污染。
尤其是在城市,水污染问题非常突出。
例如,大量的化工厂、石化厂和居民排污是城市水质污染的主要原因之一,这直接影响了城市市民的健康和生活品质。
二、研究进展为了解决水质污染问题,人们不断研究开发新的水质净化技术。
目前,水质净化技术主要分为物理、化学和生物三种类型。
1、物理净化技术物理净化技术是一种通过物理方法来去除水中污染物质的技术。
常见的包括过滤、沉淀、气浮、吸附、膜分离等。
过滤是最常用的一种物理净化技术,原理是将污水通过过滤器,利用滤网、滤沙等物质来进行分离污染物质。
气浮则是通过水中充气,使污染物质分离并上浮,再被除去的方法。
吸附也是通过吸附剂来吸附、去除水中的污染物。
而膜分离技术则是用高效膜分离器, 将水中的杂质进行无机分离,这种技术不但高效、安全,而光照下还有消毒效果。
2、化学净化技术化学净化技术是一种依靠化学反应去除水中污染物的技术。
通常包括氧化、还原、沉淀等不同的化学过程。
氧化技术被广泛应用于污水处理,常见的是利用氯气或臭氧对污水中的有机物进行氧化。
还原技术则是将污染物质还原为其相对无害的状态。
而沉淀即是利用化学反应控制水中溶液中的固体,使其凝聚成固体,再分离出来。
化学处理可以做到去除通常物理处理不了的污染物,所以常常与物理处理技术相结合使用。
3、生物净化技术生物净化技术是一种通过生物作用来去除水中污染物的技术,通过建立一些微生物、再生植物等,在生物体内控制水质。
生物净化技术包括厌氧、好氧、生物膜等不同的生化过程。
协同等多种过程,达到消除污染物。
这些过程通常发生在系统内部,且与系统的物质循环和能量流动紧密联系。
2.2 主要特点污水生态净化技术与常规技术相比有如下几个特点:①在消除污染物时一般存在一个特定的生态系统;②污染物参加生态系统的物质循环;③根据生态系统中能量流动与物质循环再生原理,在消除污染的同时实现系统本身废物产生与能源消耗达到最小;④对生态质量的改善及评价的综合性极强;⑤达到环境效益同时可获得社会经济效益;⑥投资低、操作简单、维护和运行费用低,建设投资仅为常规处理技术的1/2~1/3,运行费用仅为常规处理技术的1/5~1/10;⑦不投放药剂,不会形成二次污染;⑧能持续性利用。
2.3 分类污水生态净化技术主要分为[2,4]人工湿地、稳定塘、土地处理、水生养殖技术等。
特别人工湿地技术近几年来被广为运用,成为污水生态净化的先锋技术[3]。
3 污水生态净化技术体系3.1 人工湿地技术人工湿地是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石、砂等)混合组成填料床,在床体的表面种植处理性能好、成活率高的植物如芦苇,污水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动(潜流式)或在床体表面流动(表面流式),形成一个独特的生态环境。
经过系统内各环节的“新陈代谢”对水中污染物转化分解。
不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地截留被微生物利用;可溶性有机物则通过植物茎、根系生物膜的吸附、生物代谢而去除。
这种技术处理效果好,造价及运行费远低于常规技术,已经成为提高大型污水水质的有效方法。
3.2 土地处理技术土地处理是一种古老、但行之有效的生态净化技术。
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,达到对污水净化的目的。
土地处理可分为快速渗滤(RI)、慢速渗滤(SR)、地表漫流(OF)、湿地系统(WL)、地下渗滤(VG)、人工土快滤等形式。
一些研究成果[5]还提出了冰下快速渗滤、土地处理复合系统(快渗+慢渗、快渗+慢渗+漫流、湿地+稳定塘等)等改良型技术。
土地处理对于有机氯和氨氮等有较好的去除。
其工艺条件和工程参数如表1所示。
土地处理不适用于含重金属,难降解“三致”有机物的污水,地下水位很高的地方还会有污染地下水的危险,应用时应综合考虑。
可以分为[9]挺水、漂浮、浮叶和沉水植物。
挺水植物以芦苇属(Phragmitis)、香蒲属(Typha)和Bulrush属(Scirpus)的使用频率最高[10]。
漂浮植物使用多的有浮萍等,浮叶植物使用多的有凤眼莲等,沉水植物使用多的有伊乐藻、苦草等。
水生植物重要净化机理之一就是将氧气从上部输送至根部,在根区或根际形成好氧环境,这一环境能促进有机物质的分解和硝化细菌的生长,在远离根区,形成缺氧和厌氧环境,有利于反硝化细菌生长。
植物对氮磷等营养物质吸收并不占重要地位。
通过水生植物收割试验表明磷在植物干重中只占很小的比例[11],不同的植物种类以及植物体不同部位的吸收能力都不相同[12]。
在通过吸收移走养分的能力方面,挺水植物被普遍认为不如凤眼莲这类浮叶植物,因为后者具有极快的繁殖速度,且根系直接从污水中吸收养分,并对SS产生过滤与吸附效果[10]。
以N和P为例,挺水植物能吸收200~2500kg(N)/(hm2·a)和30~500kg(P)/(hm2·a);漂浮植物则具有较大的吸收量,约2000kg(N)/(hm2·a)和350kg(P)/(hm2·a),而沉水植物较低,仅为700kg(N)/(hm2·a)和100kg(P)/(hm2·a) [13]。
缪绅裕等[14]研究发现秋茄植物各器官含磷量各不相同,依次为叶>根>茎>胚轴。
除了去除氮磷外,水生植物及其枯枝落叶层形成一自然生物滤器,有助于控制嗅味;还能阻碍杂草生长,昆虫繁殖;植物根系促进SS过滤,可防止系统的堵塞;在冬季形成一个绝热层,有助于使基质免受霜冻[15]。
由于水生植物在净化过程中起到十分重要的作用,因此选择合适的十分重要。
一般选择遵循以下原则:净化能力强,具有抗逆性、抗冻、抗热、抗病虫害能力,易管理,对周围环境的适应能力,综合利用价值高,能美化环境。
4.2 微生物的净化机理微生物在污水净化中往往起核心作用,主要包括细菌、真菌、放线菌、原生动物、藻类等,它们是各类污水中最先出现并对污染物吸收与降解的生物群体,而且还能捕获溶解成分给它们的动物或植物共生体利用[16]。
微生物生物量可作为系统中底泥物理化学特征,养分含量变化以及有机质积累与分解有效反映指标。
细菌中起主要作用的是硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌和硫细菌。
氮在自然界中循环包括7种价态。
污水中的氮主要以有机氮和氨氮形式存在。
通常有机氮被细菌分解成氨氮。
污水中无机氮被植物直接吸收只占很少的一部分,主要是通过细菌的硝化、反硝化来去除。
如前所述,植物可以使系统溶解氧呈区域性变化,连续呈现好氧、缺氧状态,先在好氧条件下将氨氮氧化成硝酸盐,再在缺氧条件下将硝酸盐还原成气态氮从水中逸出。
这种系统比传统生物处理具有更强的氮处理能力,比A/A/O系统能源则节省很多。
微生物对磷的去除通过正常同化吸收和聚磷菌对磷的过量积累。
微生物对磷的同化吸收一般占去除总量的4.5%~19%[11],因而,主要是通过聚磷菌的过量摄磷而实现的。
由于植物的光合及呼吸作用的交替进行,致使系统中交替地出现好氧和厌氧而利于聚磷菌的过量摄磷。
对硫的去除主要靠硫细菌的分解。
有机硫化物首先经矿质化被分解成硫化氢,部分硫化氢挥发逸出湿地,部分则通过硫磺细菌和硫化细菌的硫化作用形成硫磺、硫酸,它们与土壤中的各种离子形成无机硫化物。
真菌主要在植物根表形成菌根吸收养分[17]。
其是参与基质中有机质分解过程的主要成员,具有强大的酶系统,能促进纤维素、木质素、果胶等的分解,并能将蛋白质最终分解释放氨。
放线菌是分解不含氮和含氮有机化合物的积极参与者,能比真菌更好的分解氨基酸等蛋白物质,还能形成抗生物质维持系统生物群落的动态平衡。
原生动物摄食一些微生物和碎屑,起着调节微生物群落的动态平衡和清洁污水的作用[18]。
虽然藻类体内的元素组成含量不是很高,但它们在贮藏和转移养分方面有时也能起着举足轻重的作用。
藻类有较快的周转速率,因此当污水有较高养分时可起到短期吸收固定再随后缓慢释放与循环的作用[19]。
丝状藻控制着污水的DO与CO2浓度及其日变化,它能使污水pH值在白天比在晚上要高出2~3个pH单位。
很显然污水中这种DO,CO2和pH的剧烈日变化不仅影响污水的化学变化,还会影响植物的生长及对污染物的作用。
4.3 水生动物的净化机理荷兰[20]在对Worldwijd浅水湖泊实施治理发现纵然通过人工手段削减50%以上磷量,亦难自动使湖实现生态恢复,但通过对湖内鱼类群体数量和种类组成的调控,成功实现转化为草型湖泊。
日本学者解释水生动物净化机理认为[21,22]通过改变鱼类的群落结构,如提高食鱼性鱼类生物量,降低以浮游动物为食的滤食性鱼类生物量,进而引起浮游动物生物量上升,浮游动物通过摄食浮游植物、细菌和悬浮有机碎屑,达到改善水质的目的。
浮游动物起着重要的调控作用,体现为对初级生产力如浮游植物的控制,对高级捕食者如食鱼性鱼类的控制,在营养级间生态转换效率的控制。
底栖软体动物也对富营养水体具有明显的净化效应。
在中-富营养型湖泊内,软体动物在生物量上占主要地位;而在重富营养型湖泊内则无软体动物,底栖动物以寡毛类或摇蚊幼虫为主。
软体动物中的螺蛳、蚌类主要摄食固着藻类、有机碎屑同时分泌促絮凝物质,使水中悬浮物质絮凝,促使水变清。
所以通过增加螺蛳、河蚌,补充底栖动物资源数量,可以促进物质循环、增强系统稳定性。
水生动物选择原则为:不会大量的繁殖,甚至失控;不会对污水形成强烈的搅动甚至影响污水景观;能与水生植物形成合理的生物链循环。
4.4 基质的净化机理基质(即填料)是人为设计的、由不同大小颗粒的砾、沙、土等按一定的厚度铺成的供植物生长、微生物附着的床体,具有过滤、沉淀、吸附和絮凝等作用。
填料的选择对于生态净化系统特别是人工湿地的运行效果有重要意义。
在床体内部填充多孔的、有较大比表面积的填料可改善人工湿地的水力学性能,为微生物提供更大的附着面积,增强系统对污染物尤其是氮、磷的去除能力。
填料的任何性状发生改变都可能影响到生物的生长发育,从而影响污水净化效果。
其去污通过离子交换、专性与非专性吸附、整合、沉降等作用。
广为使用的填料土壤与磷、重金属等的反应产物最终吸附或沉降在土体内,从而使土体内这些元素的含量急剧升高,几年之后即可高达入水浓度的10~10000倍以上。
土壤最重要的影响因子为氧化还原电位E h。
湿地的一个重要特征是存在好氧与厌氧界面,从而使土体内的E h变幅高达1000mV(-300~700mV),而旱地土壤的E h通常只在400~700mV范围内变化[24]。
这意味着湿地能发生比旱地多得多的氧化还原反应。
土壤中无机磷等元素有效性与溶解状态也明显受E h高低的影响。
此外,微生物的生物量一般随着土壤E h的降低而降低。
目前应用较多填料有土壤、卵石、塑料、炉渣、陶瓷、活性炭、自然岩石与矿物材料等。
应根据原水水质和经济分析进行选择,以充分发挥填料的作用,选择原则为:质轻,有足够的机械强度;比表面积大,孔隙率高;不含有害物质,化学稳定性良好;水头损失小,形状系数好,吸附能力强。
5 国内外应用情况污水生态净化技术的目前应用一般采用两种形式:①用于污水处理:采用一级处理或一级强化处理后接生态净化系统,可达到总体投资省,运行费用小,出水水质好的效果。
②用于生态建设:采用二级处理后接生态净化系统。
结合生态建设的需要进行设计,使其成为循环利用系统。
美国[25]在北卡罗来纳州的赫林马什河上,率先尝试了基于人工湿地的生态净化技术。
进入湿地前,河水中NO3-N浓度为7mg/L,流出湿地后,浓度降为2mg/L以下,每公顷湿地日去除NO3-N达3kg以上。
美国的俄亥俄州[26]应用蒲草为主的湿地系统处理煤矿所排含有FeS酸性废水。
英国水公司在服务区内构建了100多座人工湿地处理系统。
德国一养猪场用芦苇湿地日处理高浓度废水100t。
古巴则采用凤眼莲塘处理城市和工业废水,发达的根系可吸收废水中的重金属、酚、杀虫剂,降低91%的N,95%的有机物[27]。
位于日本江户川支流坂川古崎净化场[28]采用该技术对河道进行修复,观测结果表明河道的水质有了明显改善。
韩国良才川是汉江的一条支流,1995年起采用卵石接触氧化法,即强化自然状态下河流中的沉淀、吸附及氧化分解现象,利用微生物的活动将污染物转化为二氧化碳和水,几乎不耗能,运行成本很低,治污效果显著。