水体的原位修复技术

水体污染的修复技术摘要：随着我国工农业的快速发展以及人口的不断增长，城市化进程的加剧和人民生活水平的逐步提高，用水量急剧增加，污水排放量相应增加，导致淡水资源短缺和水环境污染问题日益突出。

同时，景观水体水质恶化亦对该地区居民的日常生活造成极大影响，这些均严重制约了我国社会经济的可持续发展和影响了人民的身体健康。

关键词：修复技术；研究现状1 污染水体生物修复技术的特点污染水体的生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、高效益，便于应用，是发展潜力巨大的新兴技术，它利用特定生物（特别是微生物）对水体中污染物的吸收、转化或降解，达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，这一过程是受控或自发的。

与传统的物理化学修复技术相比，生物修复技术具有以下优点：（1）费用省，仅为现有环境工程技术的几分之一，如采用生物清淤比机械清淤费用将节省80%以上；（2）环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物的转移；（3）可最大限度地降低污染物浓度；（4）可用于处理常规污染治理技术难以应用的场地，如受污染的地面水体、受石油污染的洋面、受污染的土壤和地下水。

微生物是地球生态系统中最重要的分解者，其对环境中污染物的代谢作用是生物修复的技术基础，因此，环境中微生物群落对其中污染物的去除起着决定性的作用。

水质恶化的水体中污染物之所以难以降解的主要原因是环境体系中不存在或存在少量可降解污染物的微生物，即使存在少量可降解污染物的微生物，也会由于竞争和捕食作用等微生物的生态关系使其很难大量繁殖并发挥降解污染物的能力；水体的温度、pH、盐度、溶解氧及营养等外部环境条件不适的情况下也不利于微生物降解能力的发挥；加之在自然条件下微生物对水体的自净速度是很慢的，必须采取人为的强化措施才能加快这一进程，所以，通常所说的生物修复一般是指人为强化条件下的生物修复。

2 污染水体生物修复技术种类及研究现状迄今，已开发出多种有关污染水体生物修复的方法及其实施技术，这些方法主要包括接种微生物法、土著微生物培养法和高等生物修复法等，其工程实施主要有原位修复技术、异位修复技术和原位－异位联合修复技术。

修复恢复技常用水生态环境修复和恢复技术适用条件与技术性能术技术功能目标污染物适用性成本成熟度可靠性二次污染和破坏曝气增氧技术向处于缺氧（或厌氧）状态的河道进行人工充氧，增强河道的自净能力，净化水质、改善或恢复河道的生态环境。

有机污染物在污水截流管道和污水处理厂建成之前，为解决河道水体的有机污染问题而进行人工充氧；在已治理的河道中设立人工曝气装置作为应对突发性河道污染的应急措施。

设备简单、机动灵活、安全可靠、见效快、操作便利、适应性广，但河流曝气增氧-复氧成本较大。

该技术在国外应用已经非常成熟。

国内除了在北京、上海等地的小河道治理中使用过外，尚未在大规模河道综合治理中应用。

非常适合于城市景观河道和微污染源水的治理。

对水生态不产生二次污染和破坏。

生态浮床技术将植物种植于浮于水面的床体上，利用植物根系直接吸收和植物根系附着微生物的降解作用有效进行水体修复。

总磷、氨氮、有机物等适用于富营养化水体的原位修复，受植物的季节性影响严重。

投资成本低，运营成本高。

技术相对成熟，国内有一定的应用案例。

技术可靠。

部分植物有造成生物入侵的风险。

引水冲污/换水稀释技术通过加强沉积物-水体界面物质交换，缩短污染物滞留时间，从而降低污染物浓度指标，死水区、非主流区重污染河水得到置换，改善河道水质。

无机和有机污染物适用于水资源丰富的地区。

通常作为应急措施或者辅助方法。

需要耗费大量优质水资源。

引水工程量较大，费用较高。

在国内外湖泊富营养化治理中有所应用，对于污染严重且流动缓慢的河流也可考虑采用。

技术可靠。

没有从根本上去除污染物，增加了河道的水体，对下游会造成一定的冲击，污染物随着水流进入下游，将影响下游的水质和负荷。

底泥疏浚技术去除底泥所含的污染物，消除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的稀释。

氮、磷、重金属、有毒有害有机物实施的基础和前提条件是湖泊和河流外源必须得到有效控制和治理，否则无法保证疏浚效果的持续，也就无法达到改善水质与水生态的目的；疏浚的重要原则之一是局部区域重点疏浚，优先在底泥污染重、释放量大的河段与湖区开展底泥疏浚；需与生态重建有机结合才能达到良好的效果。

科技成果——固定化微生物水生态原位修复技术技术开发单位博天环境集团股份有限公司适用范围适用于不具备截污条件时的城市黑臭水体治理，也适用于突发性水体黑臭的应急处理。

成果简介固定化微生物水生态原位修复技术以固定化微生物为技术核心，以设备为主要依托形式，固定微生物技术是通过将自然界中的优势降解菌种进行筛选、驯化、复配，组合成高效复合菌群，根据所构建的菌群特征和代谢的差异性，明确复合菌群与载体之间的作用机制，并通过载体材料改性开发而成的可增强菌群的富集性的专属载体。

载体具有均匀丰富的多孔结构，为微生物的生长提供了空间及附着点，同时，载体机械性能优良、磨损率低、适应性广泛，使用寿命是同行业同类产品的数倍以上。

固定化微生物水生态原位修复技术以固定化微生物为技术核心，以微纳米曝气技术为依托，基于底部装载微纳米气泡快速发生器，采用高速旋回切割方式将空气溶入水中，产生直径小于50微米的气泡，通过分隔器与主筒体底部间隙进水，主筒体周边穿孔板位置出水，完成上下水体交换，迅速提升水体的溶氧，置于承托层的固定化微生物利用氧气的同时又对气泡进行截留和二次切割，进一步提高水体的溶氧水平。

该设备组合曝气、充氧、推流等功能，配套漂浮装置、动力装置及在线监控系统，集微生物的原位激活、培养扩繁、水体复氧、推流搅拌、底泥消解等多种功能于一体，是可以快速地实现黑臭水体治理的原位修复装备。

工艺流程固定化微生物水生态原位修复技术在水生态修复中，以微纳米曝气推流设备为辅助承载设备，通过增加水体溶氧为固定化微生物剂提供适宜的生长环境。

底部装载微纳米气泡发生器，采用高速旋回切割方式将空气溶入水中，通过分隔板与主筒体底部间隙进水，主筒体周边穿孔板位置出水，完成上下水体交换，迅速提升水体的溶氧，置于承托层的固定化微生物又对气泡进行二次切割及截留，利用截留的氧气和污染物质实现自身增殖，并源源不断地向水体释放高效微生物，实现水体的快速净化。

关键技术（1）优势菌种筛选、驯化；（2）高效菌种复配；（3）材料共混改性；（4）微纳米包埋技术；（5）微生物定向发酵技术；（6）生物酶解技术。

基于微生物调控的水体生态原位修复技术在城市河道中的应用摘要：随着城市化进程的加速，城市河道水体污染问题日益突出，对水生态环境造成了严重影响。

传统的水体修复方法存在成本高、周期长等问题，因此需要寻找一种高效、经济的修复技术。

基于微生物调控的水体生态原位修复技术因其独特的优势逐渐受到关注。

本文从微生物调控的水体生态原位修复技术概述分析入手，在此基础上阐明修复技术在城市河道中的具体应用。

关键词：城市河道；微生物调控；水体生态原位修复引言城市化进程的快速发展带来了许多环境问题，其中之一就是城市河道的污染。

城市河道作为城市生态系统的重要组成部分，承载着城市排放物和污染物的负荷，其水质和生态系统的健康状况直接关系到城市居民的生活质量和环境可持续发展。

因此，寻找一种高效、经济、环保的水体生态修复技术成为了当今城市环境管理的重要课题。

近年来，基于微生物调控的水体生态原位修复技术逐渐受到研究者和环保部门的关注。

这种技术利用微生物的代谢活性和生态功能，通过调控微生物群落结构和功能，实现对水体中有害物质的降解和生态系统的恢复。

相比传统的物理、化学方法，基于微生物调控的修复技术具有低成本、高效率、无二次污染等优势，被认为是一种可持续发展的解决方案。

1 水体生态原位修复技术概述1.1 原位修复技术的定义和分类原位修复技术是指在污染源地或受污染区域直接进行修复和处理的技术。

根据处理方式和原理，原位修复技术可以分为以下几类：（1）物理修复。

物理修复技术主要通过物理手段去除水体中的污染物，如吸附、沉淀、过滤和膜分离等。

这些技术通常适用于处理悬浮物和颗粒状污染物，但对于溶解性有机污染物和重金属等难以去除的污染物效果较差[1]。

（2）化学修复。

化学修复技术利用化学反应去除水体中的污染物。

常见的化学修复技术包括氧化还原反应、络合反应和沉淀反应等。

这些技术可以有效去除一些难降解的有机污染物和重金属，但也存在一些副产物和二次污染的问题。

0 引言近几十年来，随着社会的发展、水资源的过度使用和污染状况的恶化，我国大多数小湖泊和河流已经开始或已经成为富营养化的水体。

目前，富营养化湖泊的管理方法主要包括化学重建、生物修复和物理修复3类。

其中最适宜进行生态修复的生物修复，尽管其操作时间有一定的限制，但是能够恢复湖泊水体的生态系统，使其能够迅速和直接地从湖泊中清除受污染的部分，并增加水的体积，适用于底泥富营养化的水域。

原始的底泥清理法的广泛使用随着一些环境风险，其主要不利影响是水中富营养化底泥的净化可能导致底泥产生重悬浮液，破坏了湖泊底泥的微生态系统，其结果是在短期内大量释放高热量和营养盐，这些污染物在短时间内难以通过湖泊自净能力进行消除，导致底泥净化后湖泊仍为富营养化水体[1]。

氮磷的过量排放往往是造成水体富营养化及蓝藻类水生植物大量繁殖的主要原因。

近年来的研究表明，过度释放氮，而不是磷，往往导致蓝藻类在水体中迅速繁殖，特别是在秋季和冬季，在低温条件下，氮过剩继续刺激蓝藻类的繁殖，造成冬季蓝色藻类异常爆发。

因此，不完全净化后水质急剧变化对社会和环境的影响已经产生了不可避免的副作用。

如南京玄武岩湖、无锡太湖，在清除底泥几年之后，蓝色藻类的爆发完全抵消了清除的积极影响。

浅谈湖泊水体复合微生物原位修复技术王 珏1，2 孙 康2 赵平歌2 刘金涛2（1.中交第三公路工程局有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000；2.西安工业大学建筑工程学院，陕西 西安 710000）摘 要：随着我国工业化和城市化的加速发展，湖泊水体富营养化污染已经成为严重的环境问题。

近年来，我国极为重视自然界的湖泊水体的修复，在水资源修复的各个层面，生态恢复是最终的目标。

复合微生物修复方案设计能够有效地消除污染物质，并引导生态系统的恢复。

该文从湖泊水体原位修复的层次出发，综述了生物修复的目标、方法和效果，讨论并分析了复合微生物原位修复的特点、途径及不足；结合实际需求，提出了复合微生物技术在污染水体处理中的设计思路，可以应用于城市和农村污染水体，从源头实现湖泊水体修复的综合治理。

科技成果——黑臭水体原位快速修复技术所属领域水生态修复技术技术开发单位纳琦环保科技有限公司成果简介1、光催化分解原理：光催化是将光能直接转化为化学能，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解接触到的各种有机化合物和部分无机物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），是一种高效、安全的环境友好型环境净化技术。

2、生态循环净化原理：通过物理净化沉降产生的微粒激活酶的活性，促进微生物的加速作用，微生物分解产生的氮、磷等营养物质经藻类和水生植物的吸收，促进其生长；通过滤食性鱼类及软体动物等生物模式消除浮游生物、吞噬藻类，消除富营养化问题，抑制了水华的产生；鱼类产生的粪便经过软体动物吞噬和微生物的分解又能产生氮、磷等营养物质形成了完整的生态循环体系。

纳琦黑臭净活化矿物质粉催化促进氮、磷等营养物质在水体中的生物链循环，完善水体生态系统，还原水体自净能力。

技术创新点“天然矿物原位协同修复技术”是集中国内外专家团队近十年的研究成果，该技术集合了中、韩、美、德、日水处理技术的优点，是全球领先的天然矿物治水技术，创造性地利用“天然矿物原位协同修复技术”、整合生物改良技术、立体生态修复技术、生物操纵等技术，恢复水体生物链，重建水体生态系统，恢复水体生态平衡，可广泛用于江河、湖泊、水库、饮用水源等水体生态环境的修复和水质净化。

工艺流程图天然矿物原位协同修复技术是以40多种纯天然矿物质为载体研制而成，而不是经化学合成制备，是直接利用矿物本身作为这个整体具有的物理和化学性质而不是仅仅利用其中的有用元素，只是对矿物经过选矿、超细粉碎、表面改性、优化、钝化等加工处理后得到的产品，与其它水处理技术相比，具有环保、绿色、无二次污染、高效率、低成本、易施工、稳定性等创新性特点。

天然矿物材料与生态环境具有良好协调性，直接具有防治污染和修复环境的功能，其基本性能包括矿物表面吸附作用、孔道过滤作用、结构调整作用、离子交换作用、化学活性作用、物理效应作用、纳米效应作用及与生物交互作用等，是利用天然矿物有效治理固、液、气三类污染物的环境工程技术。