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    ESB-生態演替式水體修復技術簡介

    發布時間:2014-05-31

    ESB-生態演替式水體修復技術簡介

        ESB水體修復技術(生態演替式水體修復技術)是一項目前世界上正在興起的突破性的一種水體修復技術。

        ESB水體修復技術是利用培育的植物、動物或培養接種的微生物的生命活動。對水體污染物進行轉移、**及降解作用,從而使水體得到凈化的技術,還可以綠化環境及景觀改善結合起來,在治理區建設休閑和娛樂設施,創造人與自然融合的優美環境。ESB水體修復技術思路是,消除爭氧物質,穩定水體的高溶氧狀態,快速培植優勢好氧微生物,打造生態基礎,并通過水生動、植物定向培養、建立起人工生態,通過人工生態向自然生態演替,恢復水體生物多樣性,并充分利用自然系統的循環再生、自我修復等特點,實現水生態系統的良性循環。

        ESB水體修復技術包括:微生物修復技術、人工濕地技術、浮島技術、植物操控技術,生態護提技術,生態復氧技術、生態清淤技術、水生動物恢復和重建技術等。在實際工程應用中,可按照水體污染程度,水體環境資源現狀及業主要求等考慮選用不同的技術組合,以呈現生態效益和經濟效益的雙贏。

    ESB水體修復技術的原理和應用

    1、ESB-生態清淤技術(微生物降低內源污染)

    微生物是生態系統的重要組成,它們能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解,將一些有害的污染物質加以吸收和**,成為無毒害或毒害較小的物質。微生物能分解河床底質中有機碳源及其它營養物質并**為菌體,促使底泥硝化(減少底泥體積,穩定底泥物理、化學性質,阻隔減少內源污染對水體的影響)。脫氮微生物通過硝化和反硝化作用能分解氨氮,分解后的硝態氮被植物吸收,使部分氮退出水體循環,進而能凈化水質。

    2、ESB-生物膜對水體的凈化作用

    生物膜是一種為參與污染物凈化的微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著生長條件的設施。它是在固定支架上設置生物填料,使大量參與污染物凈化的生物在此生長,由于其固著生長而不易被大型水生動物和魚類吞食,使單位體積的水體中生物數量成幾何級數增加,可強化河湖水體的凈化能力。生物膜表面積大,可為微生物提供較大的附著表面,有利于加強對污染物的降解作用。生物膜其反應過程是:

    ①基質向生物膜表面擴散,

    ②在生物膜內部擴散,

    ③微生物分泌的酵素與催化劑發生化學反應,

    ④代謝生成物排出生物膜。

    生物膜法處理的機理是使工程菌和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育,形成膜狀生物污泥,污水與生物膜接觸時,污水中的有機污染物、藻類、氮、磷等營養物,被生物膜上的微生物所攝取,使微污染水得到凈化,微生物自身也得到繁殖。這種處理方法能夠有效的去除污水中有機污染物,降低污染物總量,使水體得到凈化,在污水及微污染水的處理中得到了應用。

    3、ESB-浮島的凈化作用

        “浮島” 原本是指由于湖岸的植物附著泥碳層向上浮起,漂浮在水面上的一種自然現象。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體,在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物,漂浮在水面。人工浮島的水質凈化針對富營養化的水質,利用生態工程學原理,降解、吸收水中的COD、氮、磷等。

        專家普遍認為植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用。它的主要機能可以歸納為三個方面:水質凈化;創造生物(鳥類、魚類)的生息空間;改善景觀。

    根據有關研究資料,人工浮島植物的水質凈化要素有以下6個:

    ① 植物根莖等表面對藻類的吸附、分解。

    ② 植物根系的營養吸收作用。

    ③ 為原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場所。

    ④ 為濾食性魚類的攝餌、捕食、產卵繁殖、棲息等活動提供場所。

    ⑤ 去除懸浮性物質。

    ⑥ 日光的遮蔽效果,抑制藻類生長,平衡水溫。

    4、ESB-人工濕地(岸邊涉水植物種植)

    河流沿岸水生植物帶(人工濕地)的水質凈化要素有以下8個:

    1.植物根莖等表面生物膜對有機物,特別是對藻類的吸附去除;

    2.植物根系的營養吸收;

    3.昆蟲的攝餌、羽化等;

    4.魚類的攝餌、捕食;

    5.防止已沉淀的懸浮性物質再次上??;

    6.日光的遮蔽效果;

    7.在污泥表面的除磷脫氮;

    8.保護河岸作用。

    5、ESB-水生植物操控技術

        控制去污能力強,生長速度快的植物的生長范圍。同時有利于對該植物物種的管理,避免造成生態災難,擴散到相鄰水域。通過此種方法可以證明,一些所謂的害草是可以進行環境利用的。

    6、ESB-水生植物凈化景觀化應用

        水生植物技術以生態學原理為指導,將生態系統結構與功能應用于水質凈化,充分利用自然凈化與水生植物系統中各類水生生物間功能上相輔相成的協同作用來凈化水質,在水體中適當布置既有觀賞價值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物,使水體不僅具有自然風貌的景觀,而且增強城市水體的生物凈化功能。

        根據水面的大小不同布置植物網箱,以控制水生植物的生長范圍,滿足景觀空間形態的需求,并留出維護行船的通道。

        水面景觀綜合岸線景觀和倒影、水面植物進行適當的景觀組織,形成水面畫卷;植物以防污抗污、具凈化水質功能的水生植物為主,并具有較高的觀賞價值,接合植物季節生長特點;其中水面浮水植物以睡蓮、風眼蓮為主,岸邊挺水植物以蘆葦、香蒲、茭白、荷花等,配合四季常青植物美華景觀。既有水景綠化的作用,也起到凈化水質、保護魚類生長環境、保護河流生物多樣性的目的。

    7、ESB-水生動物凈化水體

        水體中投放適當的水生動物 可以有效的去除水體中富余營養物質,控制藻類生長,底棲動物螺螄主要攝食固著藻類,同時分泌促絮凝物質,使湖水中懸浮物質絮凝,促使水變清。濾食性魚類,如鯽、鳙魚等可以有效的去除水體中藻類物質使水體的透明度增加。課題水域面積大,會成為許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所,在水中投魚,它可攝食蚊子的幼蟲及其它昆蟲的幼蟲,避免了水域對周圍環境造成的危害。

        魚是水生食物鏈的較高級,在水體內藻類為浮游生物的食物,浮游生物又供作魚類的餌料,使之成為:

        菌→藻類→浮游生物→魚類的食物鏈。利用食物鏈關系進行有效的回收和利用資源,取得水質凈化和資源化、生態效果等綜合效益。

    8、ESB-新生態鏈建立恢復

        種植水生高等植物群落為原生動物提供場所,原生動物以微生物為食,消耗水中有機物總量完成養分傳遞。提高河流生產力,建立水體中的食物鏈:

    浮游植物→浮游類(含原生動物)→ 浮游動物(輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等)→濾食性魚類。

        食物鏈的建立是在生態循環的基礎上,它標志河流生態的恢復,水體生產力的提高,水域環境改善。

    9、ESB-生態護堤技術(綠化混凝土)

        綠化混凝土是能夠適應植物生長,可進行植被作業,具有恢復和保護自然環境、改善生態條件、保持原有防護作用功能的混凝土及其制品。即能長草、長花的混凝土,或稱混凝土草坪。綠化混凝土是一種較理想的近自然河川防護工程材料,實現了河川安全防護與環境的恢復和保護的有機結合。

        目前國內已經有10余個省市采用了綠化混凝土技術,累計設計、施工面積已超過60萬平方米。其中包括北京奧運會配套工程、江蘇淮河入海水道工程等重點工程。

    10、ESB-復氧技術

    1、機械增氧:微孔曝氣機、水下射流機、水景噴泉等設備,對水體進行曝氣復氧及造流。復氧曝氣和水體造流主要是為了增加水體的溶解氧,提高水體好氧微生物的活性,加快污染有機質的分解。

    2、生態增氧劑;選用無殘留、無二次污染,符合生態環保要求的增氧產品。

    ESB水體修復技術效益展望

    1、經濟分析

        ESB-生態演替式水體修復技術污水的消納成本低。ESB-生態演替式水體修復技術如果生態修復的技術能進行全面推廣的話,其工程成本和維護費用可以大大降低,其投資效益非常明顯。

        隨著河道水體生態系統的修復和城市水體生態景觀的形成,可進行休閑垂釣、河流水體旅游等商業用途的開發,以提河流水體自身經濟效益的產出,來籌集部分維護資金,減少長期支出河道維護費用的壓力,拓寬了水體治理的資金來源,使河道治理進入市場化和社會化。

    2、社會效益

        人類的所有活動都必須依托于所棲息的生態環境,生態系統為人類提供了生存維護系統,提供了從事各種活動所需的較基本的物質資源。通過生物修復可緩解因水污染給周邊商業、居住區域帶來的負面影響和環境壓力,還美化了環境,產生了良好的景觀效應。采用浮島種植的水生花卉清翠碧綠、色彩繽紛、鮮艷奪目,呈現一片欣欣向榮的景象,構成一幅美麗的人工自然生態景觀,提升了城市的環境生態水平,普及河流生態知識、提高環保意識,具有極高的社會效益和環保效益。

    3、應用意義

        ESB——生態演替式水體修復技術實施,具體為采用耐污性強的活性微生物制劑,結合各種功能性水生植物的生物性能,運用陸生植物的水培技術和生物浮島技術、生物膜技術、復氧技術等綜合技術來分解、吸收水體的污染物質,利用濾食性水生動物的介入來轉移水體的污染物質,達到人工重建水生生態系統的目的,同時在治理過程中還可以營造一個城市水體生態景觀。

        在還沒有建造污水處理廠或已有污水處理廠而無法短時間進行截污納管的城市和地區,利用ESB——生態演替式水體修復技術可有效降低水體原有的污染指數,提高河道水體的自凈能力和環境容量。提高自凈能力后的河道,納污能力增加,可以有效的分解和吸收連續流入的營養鹽,其流出的水達到污水處理廠的一級排放標準,可以減少對河段造成的污染壓力,有利于河道整體水質的長期保持。

     

     

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