碳素纤维生态草的应用实例-苏州城市河道

苏州城市河道水质净化 与生态修复工程 工程背景 方案设计 主要技术 成果展示 内容简要 工程背景 庙浜闸河段属苏州市城区内老河道 外源污染较多 包括部分雨污合流的污水 不定期偷排的生活污水等 河道内水体发浑 有异味 夏季极易暴发蓝藻水华 各项水质指标均劣于地表水 类标准 GB3838 2002 水质 积水主要为地表浅层水 部分雨污混流的生活废水有生活废水的流入与不定期的偷排 河道内水体发浑 有臭味 水体内氮磷含量较高 水质较差 夏季易爆发蓝藻 水质属劣五类 流动性 本处试验地属滞流区 水体流动较差 水体自我交换修复性较差 水体溶解氧较低 造成水体在高温季节水质恶化较快 藻类生长迅速 生物性 水体内存在水生生物 但因为水体受污染 鱼群等已经大量减少 水生态环境较差 方案设计 设置碳素纤维生态草藻场 采取下垂式放置 目的是 构建水下森林 搭建水生生态修复的媒介 放置太阳能动水机 目的是促进水体的上下对流 解决水体的滞流问题 通过利用太阳能清洁能源 解决了高运行费用与二次环境负荷问题 水体上下高效循环对流增氧 为水生生物提供优越的氧环境 促进碳素纤维生态草藻场内的生物繁殖 图为碳素纤维生态草 技术原理 碳素纤维生态草的生物附着比表面积高达1000m2 g 这是其它生物载体填料无法比拟的 利用此特性 碳素纤维生态草在设置前期通过高吸附性快速吸附水体中颗粒性悬浮物 显著提高水体透明度 水体中悬浮物含量从治理前的81mg L降低为48mg L 与此同时碳素纤维生态草能够聚集水体中的微生物 在其表面形成具有很强净化活性功能的 生物膜 这是高效净化水质的前提 由于碳素纤维是属于柔性材料 在运行期间能够顺利完成生物膜的更新 不会出现传统材料易堵塞的现象 而且碳素纤维生态草在水体中能够自由摇摆 扩大了净水效率和净水范围 这样来保障工程治理区域水质逐渐得到改善 并且能够长久维持这种效果 一 碳素纤维生态草的作用 另外 碳素纤维生态草具有良好的生态修复功能 工程实施前 水体中仅存有少量的低等水生生物 水体生态系统功能基本丧失 工程实施后 发现碳素纤维生态草表面附着大量清晰可见的鱼卵 其周围的生物多样性明显好于未治理区域 在碳素纤维的周围 形成了具有生产者 消费者 分解者的完整生态链 同时碳素纤维柔软且表面形成黏着性的生物膜 是鱼 虾 贝类等水生生物优良的产卵 繁殖和栖息的场所 经过长期的科学实验观察 其生物卵床功能甚至优于真实水草 一 碳素纤维生态草的作用 二 太阳能动水设备的作用 1 调整含氧量 促进微生物的活性 保持良好的生态链 通过太阳能动水设备的上下对流搅拌 水底低氧状态的水上升到水面 通过自然复氧达到高溶氧的状态 这一循环会促进好氧微生物的活性 起到分解污染物的作用 并且此类微生物会成为原生动物的食物 有助于恢复水体中水生生物的食物链 从水体溶氧含量变化看 后期水体溶氧含量达到2 6mg L 说明太阳能动水设备增氧效果显著 2 通过紫外线来抑制水质的恶化 紫外线可以有效的杀死水体中部分有害的微生物 太阳能动水设备所产生的上下循环 让水体不断通过紫外线的照射 达到抑制水质恶化的目的 减少污染事件发生的机率 二 太阳能动水设备的作用 3 增加底部溶氧来抑制磷含量的上升 治理段区域底部沉积物淤积较多 在一定程度上会成为水体的内源污染 尤其是对于磷污染物释放规律来说 水体底部缺氧会加速底泥中磷污染物的释放 从而会给藻类生长提供更多的营养物质 太阳能动水设备产生的高效水体循环 可以显著增加水体底部的含氧量 使磷污染物转化为稳定的化合物状态 抑制底泥中磷污染物的释放 从根本上达到控制水体富营养化的目的 工程治理后水体总磷含量不断降低 一方面是由于生物膜的降解和转化 另一方面也与抑制底部磷污染物释放有关 成果展示 工程实施三个月后 水体中溶解氧 DO 总磷 TP 分别为2 6mg L 0 376mg L 接近地表水 类标准 BOD5含量为3 6mg L 优于地表水 类标准 水质监测数据 阶段成果 2008年3月22 23日 进行碳素纤维生态草藻场设置 阶段成果 2008年5月4日 苏州当日小雨 进行阶段性观测后发现鱼卵着床 相片上点