生态水环境处理技术.pptx

LOGOHERE,城市河道生态修复技术,CONTENTS,PARTONE国外生态修复技术概况,PARTTHREE生态修复技术的方法,PARTFOUR总结,PARTTWO国内生态修复技术概况,国外生态修复技术概况,1,国外生态修复技术概况,目前，我国城市河道富营养化现象较为严重，水体在合适的气候条件下，将出现藻类爆发性生长（俗称水华）。这将带来很多问题：大量的藻类漂浮在水面或悬浮，降低水体的透明度，并有不洁感，大大影响水体观赏性；很多藻类会散发出腥臭味；还有些藻类会产生毒素，使水中鱼类死亡；从而破坏整个景观水系统的生态平衡，导致水体的景观效果、生态效益全面丧失。一般项目中景观水处理的要点是要有效去除水中颗粒物，改善水的感观指标；并对景观水体进行循环处理，适度去除过剩营养物。,国外生态修复技术概况,生态修复法是一种采用种植水生植物、放养水生动物建立生物浮岛或生态基的做法，适用于全开放式景观水体。它以生态学原理为指导，将生态系统结构与功能应用于水质净化，充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质，利用生物间的相克作用来修饰水质，利用食物链关系有效的回收和利用资源取得水质净化和资源化、景观效果等结合效益。生态方法通过水、土壤、砂石、微生物、高等植物和阳光等组成的“自然处理系统”对污水进行处理，适合按自然界自身规律恢复其本来面貌的修复理念，在富营养化水体处理中具有独到的优势。,国外生态修复技术概况,目前国外河流生态修复技术有很多种，主要包括：在河流整治中，结合洪水管理，贯彻“给河流以空间”的理念，通过建设分洪道和降低河漫滩高程等措施予以实施；河流连续性的恢复，包括纵向的连通和河道与河漫滩区的横向连通，包括建设低坝并设置鱼道、堤防拆除或后退等；河流蜿蜒性的恢复；河道岸坡生态防护；河流深槽和浅滩序列的重建；洪泛区湿地特征的创建；河流内栖息地加强结构（如遮蔽物、遮荫、导流设施等）；亲水设施的建设；河道浚挖泥土的利用；多孔和透水护岸材料和结构的开发和应用及工程施工技术等。,国外生态修复技术概况,此外，结合河流生态修复规划和设计，一些规划设计模型和方法也被提出。在筑坝河流上，针对改善下游河流的生态系统状况，有关水库优化调度方式的研究和示范在一些国家也进行了一些研究，并初步取得一些成果，如河流生态需水量评价技术，洪水过程对鱼类繁殖的影响，自然水文过程模拟等。同时，国外很多国家利用生态学理论，采用生态技术修复河道内受污染水体，恢复水体自净能力，具有工程造价少，能耗和运行成本低、净化效果显著等特点，积累了很多实践经验。生态方法修复受污染水体主要包括人工湿地处理系统、河道直接净化技术、氧化塘处理系统、植物-土壤处理系统、水生植物处理系统、生物操纵技术等。如美国的北卡罗来纳州的摩罗赫德市的氧化塘污水处理、日本霞浦湖边上的生物公园、波兰Wariak湖中放养鱼类控藻等工程。,国外生态修复技术概况,国外生态修复技术概况,PARTTWO,国内生态修复技术概况,2,国内生态修复技术概况,（1）自然净化修复分自然净化是河流的一个重要特征，指河流受到污染后能够在一定程度上通过自然净化使河流恢复到受污染以前的状态。污染物进入河流后，有机物在微生物作用下，进行氧化降解，逐渐被分解，最后变为无机物。随着有机物被降解，细菌经历着生长繁殖和死亡的过程。当有机物被去除后，河水水质改善，河流中的其他生物也逐渐重新出现，生态系统最后得到恢复。（2）岸边植被分岸边植被也可称为岸边隔离区、岸边湿地或者岸边走廊等。它的作用包括：植被覆盖地表，可以避免溅蚀，减缓雨滴的冲力，能够减缓雨水的流速，使得雨水有更多的时间向土壤渗透，从而减少土壤的流失，降低洪水的危害程度，据报道，植被可以将侵蚀率降低数十倍；加强了土壤的结构稳固性，增强了其凝聚力；增加了粗粗度，降低了表面径流的速度，阻止颗粒物的迁移；截留农业面源污染对河流的影响。,国内生态修复技术概况,岸边因素对于控制河流水质、维持河床的稳定和生物多样性等起着非常重要的因素。岸边植被可以用做湿地，也可以吸引鸟栖息植被地区，从而提高了生物多样性，可以提高河流自然净化能力。（3）裁弯工程分裁弯能够加快上游河水的流速，增加洪峰流量，使上游水位有所下降。但是，裁弯工程却可能引起下游洪峰加大和水位抬高。在实施裁弯工程时，可能的情况下，开始可以只挖掘小断面，利用河水裁直后的冲刷作用，使之逐渐扩大成河，从而大大减小裁弯工程量。（4）河床隔离和覆盖分需要隔离的物质一般都是永久或者半永久限制的物质，例如重金属离子。用铝盐、铁盐或者锰离子等在好氧条件下沉淀磷是控制富营养化的重要途径。（5）河流维护分定期维护修理对于河流工程的正常发挥具有非常重要的作用。维护内容包括：定期取样检测河流水文水质变化，监测河流变化趋势；维护岸边植被，进行定期的收割或者整理；定期清理河床淤泥，避免过度淤积，清理周期的长短取决于底泥淤积的程度，一般15年一次。,PARTTHREE,生态修复技术的方法,3,生态修复技术的方法,耗氧有机污染物、营养物等消耗水体中大量溶解氧，导致水体复氧来不及补充，水体的溶解氧急剧下降，甚至消耗殆尽，有机物不完全分解和大量有毒物质的释放，使水生生态系统遭到严重破坏，水质恶化，出现水体黑臭现象，无法自行恢复，河流水体失去自净能力。利用人工曝气增氧，能够极大增加河流溶解氧，有助于河流微生物区系由厌氧向好氧转化，加速了好氧微生物的增殖，提高水体中的COD、BOD、N、P等污染物质的好氧降解；另一方面刺激河道藻类生长，并形成河流水体藻类自然复氧机制，消除水体黑臭。,曝气增氧技术,微生物修复技术,当前河流微生物修复过程中使用较多的微生物制剂是利用微生物生命过程中的代谢机理，将污水中的有机物分解成为简单的无机物，从而去除有机污染的过程。微生物制剂是由几十种具备各种功能的微生物组成的一个良性循环的微生物生态系统，主要包括了光合菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌等，构成了功能强大的“菌团”。其作用原理是利用“菌团”含有的微生物唤醒或激活河道中、污水中原有存在的可以自净的，但被抑制而不能发挥其功效的微生物。通过他们的迅速增殖，强力地钳制有害微生物的生长和活动，进而分解水中的有机污染物，促进氮的反硝化作用，加速磷的无害化，并锁定水体中的重金属元素。,生态修复技术的方法,河流水体生态系统的生物群落恢复包括水生植物恢复、底栖动物恢复、浮游生物恢复、鱼类恢复等。在河流水体污染得到有效控制以及水质得到改善后，生物群落的恢复就变得相对容易，可以通过自然恢复或进行相应的人工强化，必要时可以采用人工重建措施。,水生生物群落恢复技术,生态浮岛技术,生物浮岛技术是运用无土栽培技术的原理，把高等水生植物或改良的陆生草本、木本植物，以浮岛(即浮体栽培岛)作为载体，种植到富营养化水体的水面。通过植物生长过程中对N、P等植物必需元素的吸收利用，及其植物根系和浮岛基质等对水体中悬浮物的吸附作用，富集水体中的有害物质。与此同时，植物根系释放出大量能降解有机物的分泌物，从而加速有机污染物的分解，并为好氧微生物的大量繁殖创造了条件，使水质得到进一步改善。,生态修复技术的方法,生态修复技术的方法,河流水陆交错带植被修复是国内外河流生态修复使用最广泛的措施。植被的恢复能够保护河岸，增加河岸稳定性，有助于建立良好的河流水陆交错带生态系统。水生植物吸收氮、磷等营养。水生植物的根部具有富集重金属的功能，可提高重金属的去除效率；每株水生植物都像一台小小的供氧机，向河流水体供氧；水生植物的根茎，为细菌和微生物提供生长介质，去除BOD和COD的功能有所提高。另外，水生植物在减缓航运引起的波浪对堤岸的冲击方面起到很好的效果；湿生大型植物限制了近岸水流的流速，它们的浅层根团也起到加固河岸表面的作用。,河流水陆交错带植被修复技术,河流水陆交错带微生物修复技术,河流水陆交错带微生物修复主要是通过土壤微生态系统以及植物根系-土壤微生态系统共同作用的。,生态护岸技术,生态护岸指恢复自然河岸或具有自然河流“可渗透性”人工护岸，它可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，同时具有抗洪的基础功能。,生态修复技术的方法,生态修复技术的方法,在河流土壤生态系统中，土壤是微生物栖息和繁衍的第一天然场所，土壤环境中的细菌、真菌和放线菌等微生物通过降解、转化和固定化作用去除大量污染物。另一方面，土壤的有机、无机胶体及其复合体的吸收、络合、沉淀和离子交换等作用，土壤多相的疏松多孔结构的机械阻流、稀释和挥发等作用，使得河流沿岸面源污染物浓度得以降低。,河流沿岸土壤生态修复技术,河流沿岸植物修复技术,在河流沿岸带绿色植物通过自身新陈代谢活动，吸收、转化、降解N、P、COD、BOD等面源污染物。同时，植物的根、径等对地表径流还具有拦截泥沙和颗粒态污染物、降低流速等作用。另一方面，由植物根系与土壤微生物组成的根际微生物群落系统，在土壤污染的净化过程中发挥着重要作用。河岸植被能起到有效的降温、过滤、控制水土流失、提高生境多样性的作用；同时，有利于动、植物迁徙和生存繁衍，并起到生物多样性保护的作用。,生态修复技术的方法,生态修复技术的方法,PARTFOUR,总结,4,TEXT,TEXT,TEXT,TEXT,TEXT,TEXT,系统规划和综合治理分系统规划需要从全局出发，兼顾河流源头、上下游、河口、干支流、沿岸自然环境和社会发展等各个方面。综合治理需要将河流修复与防洪、航运、城市用水、桥梁、景观等结合起来，优化突出整体利益。突出重点和逐步实施分由于河流修复往往需要人力和物力的极大投入，而且完全打到修复目标也往往需要相当长的时间。因此，在具体实施河流修复工程时，需要突出重点，将河流按优先顺序划分为不同的河段，将修复内容按紧迫性和重要性进行优先排序，然后根据财政条件有步骤地逐步实施。因地制宜和就地取材分河流修复工程需要因地制宜和就地取材。这样做既可以与河流周围环境相协调，又可以有效地降低修复的投资和成本。科学监测和管理分对河流的修复需要进行长期的科学监测，即使掌握河流生态的动态变化过程和趋势，并进而制定科学的管