原位生态修复技术精选(九篇)
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第1篇：原位生态修复技术范文
关键词：城市河道；底泥；泥水一体化；生物修复
Abstract: the flow sediment is city ecological system is an important component of the flow sediment directly affect self-purification capability and overlying water. The integration of in situ ecological restoration techniques of water and sediment in situ in the pollutants synchronous highly efficient and rapid degradation, repair, and reconstruction of the water ecological system. Adopted complex sediment cleanser, simple operation, low cost, no extra cost, is one of the "s" shape sediment alternative means, and able to water ecological restoration, is worth the promotion of technology.
Key words: the city river; Sediment; The integration of mud; bioremediation
中图分类号：S891+.5文献标识码：A 文章编号：
城市河道污染治理对改善城市景观、提升城市形象、优化投资环境等具有十分重要的意义。近年来，政府不断加大投资力度治理城市黑臭河道。
河道原位生态修复是近年来兴起的污染治理技术，以其投资小、见效快、操作方便、无二次污染等优点，受到广泛的关注。但目前在生态修复方面重视水体修复、忽视底泥修复，原位治理措施效果持续性差。在水体-底泥体系中，底泥为各种污染物积累富集的比较稳定的场所。利锋等人通过动态模拟发现，污染程度较高的底泥对上覆水NH3-N、COD和TP浓度的贡献分别达0.65、4.25和0.067mg/l，占Ⅳ类水质标准值的43.3%、14.2%和22.3%，说明在外源污染被控制后，如未采取有效措施抑制底泥污染，很难使水质达到Ⅳ类水质标准。
目前我国底泥治理一般都采用物理与化学方法，如疏浚清淤、引水冲淤等市政工程手段，工程投资巨大；且疏浚污泥的处置成为另一难题；对水体来说，清淤留下的不稳定底泥仍然向上覆水体释放污染物；清淤的同时也可能对河流态系统造成破坏。虽然投入了大量人力、物力，但水质仍未发生根本性转变。
1 泥水一体化原位生态修复新技术
该技术在原位对污染水体和底泥进行同步高效、快速的降解，在最短的时间内、最大限度的修复和重建水体生态系统。开发该技术的目的是为了解决河道治理中清淤和水体生态修复遇到的难题，作为传统清淤和恢复河道水体自净能力的替代技术。由于底泥的原位消减过程一般较长，有必要采用各种净化能力强的微生物如PSB、EM、LLMO菌。但这些菌剂在使用过程中因水体流动和稀释等原因容易流失，且无法直接作用到底泥而造成高效微生物迅速被选择而趋于消亡。虽然国内研究者也开发了将微生物菌剂直接注入底泥的靶向给药技术，但该技术操作极其困难。日本的“Bio-Kaken微生物开拓社”开发了“Bio-Colony”，其用沸石做成的微生物培养基，因其密度高等特点，撒播在水体中，微生物可以直接在底泥中定殖。但该产品价格昂贵，且主要针对有机污染。若要在底泥降解之后形成稳定、无害化的底泥层则仍须开发一些新技术。
2 复合底质净化剂的功能和制备
采用复合底质净化剂要同步实现几大功能：高效微生物的降解、底泥减量、钝化和覆盖。其作用是一种综合效应，彻底解决原位底泥净化的问题。而河道有机污染的降解和底泥减量是首要达到的目标，对因重金属、磷等构成的环境危害尚需要底泥的稳定化。钝化或覆盖是一个可选的目标。
2.1 原位钝化
污染底泥原位钝化技术是利用对污染物具有钝化作用的人工或自然物质作为钝化剂，在沉降过程中捕捉水体中的磷、重金属和颗粒物，使底泥中污染物惰性化，使之相对稳定于底泥中，减少底泥中污染物向水体的释放，达到有效截断内源污染的作用。钝化层形成后可有效吸附并持留底泥中释放的磷和重金属，并可有效压实浮泥层，减少底泥的再悬浮。
底泥的钝化剂不能产生二次污染。
2.2 原位覆盖
原位覆盖技术是利用一些具有较好阻隔作用的材质覆盖于底泥上，将污染底泥与上层水体物理性阻隔开，大大减少底泥中污染物向水体的释放能力。覆盖作用可稳固污染底泥，防止其再悬浮或迁移；通过覆盖层中有机颗粒的吸附作用，有效削减污染底泥中污染物进入上层水体。
原位覆盖的技术要求尽可能薄的覆盖层，以免对河道防洪产生不利影响。
2.3 泥水一体化生物修复
采用一些功能性或优势微生物快速降解水体和底泥的污染物，达到污染的消减和底泥的减量。生物修复提高底泥的可生化性、加速底泥的矿化，强化水体的自净能力、形成正向演替的生态系统，为生态修复创造条件。
泥水一体化生物修复有几个核心问题：优势菌的筛选、微生物的固定化、微生物生理环境条件的控制、底质净化剂投加的操作方式以及成本。
2.4 新型复合底质净化剂制备
新型复合底泥净化剂以沸石为微生物固定化主基质、并添加缓释增氧剂和电气石。
沸石先后经过热改性增大比表面积和孔隙率、有机改性提高对阴离子的吸附能力。沸石经改性后其架状结构内部充满了微孔和通道，能为微生物群落提供巨大的生物附着表面积，内部的孔结构还具有筛选分子的作用，并可以选择优势微生物种群和帮助它们繁衍。为了使底泥中存在微氧条件，采用缓释增氧剂过氧化钙。其有效含量80%，理论增氧量0.22O2mg/mg，并可产生1.38mg/mg碱度。电气石具有天然电极性，红外辐射特性，能够起到调节pH、ORP和催化作用，有利于富集培养光合细菌、硝化细菌等优势菌。电气石采用湿式搅拌磨超细粉碎工艺制备电气石微粉。沸石、过氧化钙、电气石三者的比例为4：1：2（重量比）。从本土底泥中进行菌株的筛选，富集扩大培养光合细菌、枯草芽孢杆菌、硝化反硝化细菌。复合底质净化剂制成沙状、含水率15%，平均密度密度2.6。
3 工程示范
3.1 工程简介
珠海高新区后环排洪渠长度约1100m，宽度6~7m，上游深度0.5～1m米，长约700m。下游深度2～2.5m。
该排洪渠接纳唐家社区大部分居民生活污水，水体黑臭、水质极差。底泥厚度达到1.5米，有黑色底泥上浮现象。其水质见下表所示：
将底质净化剂750g/m2，均匀撒播在河底。并设2台功率2.2Kw提水式曝气机，曝气机每天运转8小时。17天后水体消除黑臭现象，从上游至下游，呈现暗灰色-灰黄色-黄绿色的渐变过程，透明度从上游水体的12cm左右提高到下游处45cm左右，并且呈现从上游到下游逐步提高的趋势。30天后，上游出现大量黄褐色上浮污泥。60天后底泥降解了45cm，上游漂浮褐色污泥逐渐减少。此时在水陆交界处种植0.3～0.5米沉水和挺水植物带，并补充投加250g/m2底质净化剂后进入水质维护期。
3.3 实施效果
该工程运行9个月达到验收条件，由于上游为合流制排水，致使上游水质出现波动，但治理后下游水质仍能达到GB3838-2002地表水Ⅳ类标准，水体的自净能力大大增强，生物多样性增加，出现大量枝角类和桡足类动物和鱼类。植物生长良好。底泥表层形成了约15mm左右的灰黄层，底泥基本上处于稳定状态。
水质和底泥相应指标详见下表：
本工程实施后相当于清除了550m3淤泥。投加底质净化剂共6.6吨，投资约12万。其处理成本与疏浚、处理、运输、处置等全过程大致相当，但该工程同时修复了水体，因此经济性较为明显。
4 结论
该技术特别适合于无法开展疏浚作业的场合。克服了费用昂贵、噪声过大、易散发臭味、难以处置问题等难题。
采用复合底质净化剂能够对重金属和磷起到一定稳定、无害的作用。如铬和磷均能作为沉积物转入底泥而减少对上覆水体的释放。
采用新型底质净化剂能够对严重污染的河道进行泥水一体化生态修复。该技术操作简单，对河道防洪无任何不利影响，运行过程中无额外费用，是一种值得推广的技术。
第2篇：原位生态修复技术范文
关键词：下沙地区 富营养化 生物浮岛技术 水体修复
中图分类号：X171.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0008-02
富营养化是由于人类活动的生活污水、工业废水、以及含氮、磷等营养物质的水，进入缓流水域后，促使水体中许多大型绿色植物和微型藻类旺盛生长、繁殖，使水体向生产力水平较高的营养状态转化的过程。水体富营养化是自养生物（浮游藻类）在水体中建立优势的过程，包含着一系列生物、化学和物理的变化，与水体的化学性质、物理性状，底质，以及气候、地理等众多因素有关。从上个世纪中叶，全球出现海洋和淡水水体富营养化不断加剧之势，水体富营养化已成为人类普遍关注的水质污染问题。水体富营养化使许多湖泊、水库成为主要环境问题，严重的妨碍了水体利用，造成了环境和经济的重大损失。目前富营养化水污染处理技术的研究认为人工湿地、生物浮岛等生物等处理技术，通过原位构建水生植物体系，利用植物根系的吸附、吸收作用，削减水中的氮、磷等营养物质，从而达到净水效果，具有无二次污染，且兼具景观美化作用的特点，是目前富营养化水体主流修复措施[1]。
下沙高教园区地处杭州的东北，是近十年发展起来的新城区。杭州的平均降雨量约在1100～1600 mm之间。全年有两个雨季和一个多雨时段。3～4月为一多雨时段，称春雨期；5月初至6月上底为一个雨季；8月底到9月底为第二个雨季。占全年降雨总量的65%左右。杭州的年平均蒸发量为1150～1400 mm，全年以6～8月为最大，约占总蒸发量的50%。从整体来看，区内水域基本上是自成平衡体系。区内的几条小河流均为四、五级河道，主要功能为排洪。区域内部和四周有人工修建的河道，道路敷设雨水管道，收集路面雨水就近排入河道。外界污染物的大量输入与底泥营养物的内源释放所共同引起的生态退化，水质变差，面临的严重的水环境问题。由于水置分散、水质复杂、源头多，不能采用收集集中处理的方法，同时也不可能投入巨大的水体处理资金。利用生物浮岛技术修复具有投入少、运行费用低、应用规模可灵活变动、无二次污染等优点，非常适合这类小型开发区富营养化水体的处理[2]。
1 生物浮岛技术的基本原理
生物浮岛技术是一种快速发展的原位水处理方法。主要的思路是通过提高微生物降解功能，加强水生植物吸收作用，促进二者之间的协同作用，实现水体原位高效生物降解[3]。
生物浮岛系统的工作原理是先通过投加填料，加大微生物附着面积，以便微生物富集成膜；然后添加可富集在填料表面的特效功能菌，加强多菌种协同作用，高效降解氮、磷等营养物质；进一步构建植物与微生物的复合生物体系；从而改善微生物生长环境，一方面人工曝气提高水体溶氧量，增强微生物代谢；另一方面利用人工造流，加快水体传质，从而实现高效的原位生物降解。
具体实现是由浮床单元拼接、组合而成。浮床单元内部种植水生植物，水下增加填料并接种特效氮、磷处理菌，整体环绕于曝气造流系统。在植物和微生物的共同作用下，实现水体修复目的。
对水体进行曝气是改善微生物生长环境、提高降解效率的必不可缺的步骤。由于常用的机械曝气存在设备能耗高、充氧效率低、运行存在安全隐患等不足，可考虑在充分利用水体自身藻类光合作用复氧和大气复氧前提下，改变曝气充氧模式，提高充氧效率，控制充氧时间，实现低能耗供氧。同时改变单一曝气充氧方式，利用直接曝气制造循环流，在直接曝气的基础上，搅动水流，提高液面更新速率，提高充氧效率。根据水体中溶解氧自然变化规律，控制人工充氧时间，从而实现原位低能耗高效供氧[4]。
2 原位能源供给
能源消耗是影响水体处理工程成本的重要因素。能耗高，成本和运行费用制约了水污染治理体系不能长期工作。开发无污染，少投入的能源是解决治污的关键。近年来太阳能等绿色能源应用快速发展，利用太阳能光伏发电供给能源是非常适合下沙高教园区的水体处理。杭州市年平均太阳总辐射量在420～460 kJ/cm2之间，日照时数1800～2100 h。大部分自然水体表面光照条件充分，水域开阔，阳光照射条件良好，通过悬浮载体将太阳能发电系统利用于设备当中，无需外界能源输入，在能源自给的同时实现水体修复的目标，节能降耗，消除污染[5]。
在富营养化水体中，藻类含量较高，其光合作用释放出氧气，供菌种降解有机物，是一种太阳能的自然生物利用方式。如果能充分利用水体原位生态修复功能和藻类的充氧功能，构建以原位太阳能发电与原位生物修复相结合的一体化水体修复设备，将突破现有富营养化水体处理技术屏障，为浅层水体修复和日常维护提供新型有效的技术手段，具有广泛的市场应用前景。
另外风力发电作为一种重要的可再生能源形式，越来越受到人们的广泛关注。由于风电设备制造技术的日益成熟和风电价格的逐步降低，近些年来，无论是在发达国家还是在发展中国家都在大力发展风力发电。近30年来风电场并网容量发展最为迅猛，对常规电力系统的运行造成的影响明显增大。杭州市大部分地区年平均风速在1.3～2.4 m/s，下沙地处杭州东北部平原，位于钱塘江两岸的滨海平原，年平均风速超过3 m/s。这种风速适宜小型风力发电的风能，很好解决了地区无电、缺电的困难，特别是弥补了阴雨、无阳光时太阳能发电不能工作的不足[6]。
3 修复体系设计方案
以下简介利用太阳能、风能进行生物浮岛技术修复富营养化水体整体结构设计方案。根据太阳的花形状，曝气造流系统的浮床为结构主体，浮床采用双曲面球体构型，上承太阳能电池板，内置蓄电池和空气泵等所有配套设备，下方以丝杆连接悬挂导流装置，周围环绕生物浮岛单元，曝气盘通过管道连接固定在导流装置内部[6]。
生物浮岛系统由浮床单元拼接、组合而成，浮床单元内部种植水生植物，水下增加填料并接种特效氮、磷处理菌，整体环绕于曝气造流系统，通过植物和微生物的共同作用，实现水体修复目的。
曝气造流系统由空气泵、曝气盘、悬浮载体和导流装置四部分组成。空气泵压缩的空气通过导气管进入曝气盘，再以微小气泡的形式释放到深层水体中，并与其混合，增加水体溶氧；水气混合后的液体因密度减小而在导流筒内垂直上升到达浅层水体，同时，深层水体因导流筒内的压力较小而被不断吸入到导流筒内，形成一个以压力差为动力的循环流，实现水体最大效率供氧。
光照充足的白天，太阳能电池板通过控制器向蓄电池供电，夜间蓄电池放电带动空气泵工作；利用时间控制开关控制空气泵的工作状态；空气泵的工作时间初步可考虑安排在午夜至凌晨连续6小时。阴雨天气，太阳能控制器直接控制蓄电池充放电，保证蓄电池提供空气泵18小时工作能力。同时小型风力发电系统产生辅助作用，保证修复体系的正常用电[7]。
4 水体修复效果实验分析
在实验区域采用太阳能、风能生物浮岛修复系统运行（白天充电，夜间供氧6小时），测定实验区域的溶解氧平均值A与对照区域溶解氧平均值B的变化连续，溶解氧采用在线溶解氧仪及碘量法]测定。试验数据表明，在富营养化水体中存在着水体溶解氧昼夜变化幅度大的特点，昼间溶解氧变化并不完全符合富营养化水体溶氧规律变化，昼间溶氧会达到高点，但是夜间溶氧并不会降低到预计低点。各项水质指标均已经达到富营养化的状况，水体夜间的耗氧量低，可能是由于底泥含量低、悬浮微生物少、水体微生物活动较弱的原因[8]。
通过相同条件下对水溶氧变化与微生物量的关系的实验，可知夜间水中溶解氧持续下降，日出前达到最低值5.8 mg/L。开始曝气后，溶解氧浓度上升，能在日出前补充到最低值7.4 mg/L。
生物浮岛的水体修复主要通过以下几个方面实现：设备直接曝气充氧促进好氧微生物代谢，加快水体有机污染物降解速率；设备曝气形成环流，加快水体液面更新速率，提高大气复氧效率；浮岛植物根系吸收水体内营养物质，拦截固体颗粒、沉降胶体物质，提高净化效果；浮岛中的生物填料，通过富集微生物，提高水体中的微生物数量和降解能力；曝气形成的环流，有利于净化后水体与污染水体的交换，扩大设备有效的净化面积。
如此构建立体式的生物体系，使富营养化水体在植物、微生物的协同作用下，通过太阳能、风能供电强化曝气和水体循环，实现富营养化水体的快速修复[9]。
5 结论
基于水体原位修复的理念，通过组合太阳能、风能等低能耗充氧和高效生物降解措施，构建了一体化的立体式生物处理设备。对于改善水环境课题，本文提出使用太阳能、风能等绿色能源取代其他能源；应用植物、微生物反应代替化学方法的大量化学药剂，实现零成本运行、无二次污染，与水体和谐共处，有着明显经济优势和社会效益。
参考文献
[1] 金相灿，屠清瑛.湖泊富营养化调查规范[M].2版.北京：中国环境科学出版社，1987.
[2] 国家环境保护总局.水和废水监测标准方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002.
[3] 李英杰，金相灿，年跃刚，等.人工浮岛技术及其应用[J].水处理技术，2007，33（10）：49-51.
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[5] 赵祥华，田军.人工浮岛技术在云南湖泊治理中的意义及技术研究[J].云南环境科学，2005，24（A1）：130-132.
[6] 马蕊，林英，牛翠娟.淡水水域富营养化及其治理[J].生物学通报，2003，38（11）：22-26.
[7] 李家就，钱望新.富营养化湖泊水源生物预处理研究[J].中国给水排水，1992，8（2）：4-7.
第3篇：原位生态修复技术范文
关键词：截污纳管；排污口；河道生态治理；黑臭；复合处理方法与技术
中图分类号：TU992.25
文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10004903
1 引言
任由排污口污水不断排入河道显然不可取，在现今河道排污口及河道生态治理过程中有多种处理方法及技术，P者在各种水处理及河道水质修复治理的基础上，根据自身的经验与探索，对温州市瓯海经济开发区河道排污口及生态修复治理作了一整套的复合处理方法及技术总结。
2 排污口截污并管技术
由于瓯海经济开发区普遍存在河道两岸排污口较多，大多位于常水位以上30～80 cm的范围，少数排污口为半水下式，不排除水下存在不可见排污口。排污口现状如图1、2。
排污口截污并管技术：沿河两边各设一根污水总管，标高要低于每边最低排污口的标高。管道安装采用吊支架的方式，管道支架采用DN40镀锌钢管桩打入河岸侧壁的方式。河两边污水分别集中至河道下游排污口最低位置，在河道下游最低位置设集水井及污水提升泵，污水提升泵将污水提升至WS-AO预制玻璃钢曝气生物滤池。
3 排污口WS-AO 一体化玻璃钢生物滤池技术
河道排污口采用排污口截污并管技术后，在下游集
水井内污水经提升进入WS-AO一体化玻璃钢生物滤池，WS-AO一体化玻璃钢生物滤池为预制玻璃钢产品，外加镀锌钢管等防护结构（DN32镀锌钢管+石笼网+级配石英砂填充）。
该生物滤池采用玻璃钢一次手工制作成型。内部共分4仓，1、2仓为接触氧化池，接触氧化池内设组合填料+Φ215曝气器，池外设涡旋鼓风机，鼓风机通过气管向池内鼓风曝气。
接触氧化池内组合填料表面生长着吸附、降解有机污染物能力极强的由多种微生物组成的生物膜，污水中有机污染物经微生物膜，游离微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可达75%～85%，BOD5去除率可达90%～95%，NH3-N去除度可达50%～60%。由于生物膜上微生物的老化死亡，生物膜将会从滤料表面脱落下来，然后随着废水流出池外。由于生物膜的吸附作用，在它的表面往往附着一层薄薄的水层，水中的有机物被生物膜所氧化，其浓度要比滤池进水中有机物的浓度低得多，因此当废水在滤料表面流动时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水中去，并进一步被生物膜所吸附。同时，空气中的氧也将经过废水而进入生物膜。生物膜上的微生物在氧的参与、作用下对有机物进行分解和机体新陈代谢，产生了包括二氧化碳等无机物，它们又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水排到流动着的废水及空气中去；在此过程综合作用下，废水中有机物的含量大大减少，因而得到了净化。
在该池中发生的主要生物反应可描述为：
BOD+O2=CO2+H2O+新好氧污泥（1）
接触氧化池出水进入斜板沉淀池，沉淀池内设PP斜管，生物膜、固体悬浮物及多余污泥在沉淀池内沉淀除去，较消澈出水再进入砂滤池。砂滤池内设粒径为5～15 mm的石英砂，经过石英砂过滤的清洁出水进入下一级过滤。
该WS-AO预制玻璃钢曝气生物滤池有效解决了现今排污口污水污染河道的问题，且一体化玻璃钢预制曝气生物滤池整体安装简单，形体小，不占用河道面积，处理高效。经过复合人工湿地处理出水可达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）Ⅱ类污染物中的一级排放标准后排入河道。
4 复合人工湿地净化技术
该复合人工湿地净化技术用于净化处理河道水质，河水中含有大量的有机污染物、固体悬浮物、N、P等污染物，严重污染河道，该人工湿地可直接放于河道内，采用毛竹桩防护结构。
该人工湿地包括竖流沉淀池、集水井、Ⅰ级复合湿地床、Ⅱ级复合湿地床及清水池。
此技术用于净化河道水质，河水通过进水口进入竖流沉淀池，在中心导流筒内泥水分离，清水沿着溢流堰流入集水井内，在集水井内，河水由潜污泵提升进入Ⅰ级复合湿地床及Ⅱ级复合湿地床，两级复合湿地床均由两道滤层组成，第一层滤层由过滤棉+密目钢丝网结构，第二层滤层由锰砂滤料组成，Ⅰ级复合湿地床锰砂粒径由1.2～2.0 mm组成，Ⅱ级复合湿地床锰砂粒径由0.6～1.2 mm组成，两级复合湿地床锰砂滤料即起到对污染物截留作用，同时，锰砂又有除铁、锰、砷的功能。最后出水在清水池内投加除藻剂（CuSO4），随清澈出水一起流入河道，有效杀灭河水中的藻类。
复合湿地床上可种植空心菜、水芹菜等水生蔬菜，亦可种植黄菖蒲、鸢尾等挺水植物品种。挺水植物可随季节收割。
集水井内污水提升和除藻剂投加计量泵均采用太阳能发电供电，因此，无需另外设动力提升。
该复合型人工湿地能有效改善河道水质，整体安装简单，形体小，不占用河道面积，处理高效，对于河道水质的长期净化与维持，效果显著。
5 太阳能生态浮岛组合修复技术
太阳能生态浮岛组合修复技术采用生态及生化技术用于净化处理河道水质，生态浮岛采用浮盆+UPVC外框架的形式，生态浮岛上种植挺水植物，利用挺水植物对各种植物的吸收和富集功能不同来净化河道水质，河道太阳能曝气板设于组合式生态浮岛的正中间，采用蓄电池蓄积太阳能，用于阴雨天时曝气使用。浮岛下方悬挂￠150×80 mm组合填料，填料下方悬挂￠65×1000 mm管式曝气器（三元乙丙橡胶材质）。
太阳能板收集的太阳能在蓄电池内收集并转化成电能，通过鼓风机至生态浮岛下方的管式微孔曝气器内，管式微孔曝气器产生1～2 mm的气泡，单根管式微孔曝气器充氧能力≥0.40 kg O2/h；
橡胶膜片在压缩空气的压力下撑开向水体充氧，释放的气泡直径约为1.0～2.0 mm，在曝气停止时微孔闭合，以达到防堵塞、防倒灌、防逆流的使用要求，确保污水不会进入曝气系统，并防止污泥堵塞。长时间的停止工作后，仍能正常地恢复曝气。
硅橡胶膜片套附在高强度的ABS支撑管的外壁上，二端采用不锈钢套环将膜片与支撑管固定。支撑管开孔处为整张膜片无孔区，确保在长时间运行后，不会发生膜片变形现象；同时当曝气停气时，由于水压的作用和膜本身的回弹作用，使膜片压于支撑管上，防止污水回流。
生态浮岛下方悬挂的组合填料表面生长着吸附、降解有机污染物能力极强的由多种微生物组成的生物膜，污水中有机污染物经微生物膜，游离微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可达75%～85%，BOD5去除率可达90%～95%，NH3-N去除率可达50%～60%。有效去除河水中的有机污染物。
6 微生物脱氮除磷及强化消解底泥技术
由于河道长期受周边生活污水及少量工业废水的污染，河水及河道底泥存在大量的N、P及有机物，采用ISSA PGPR原位生态修复处理技术强化消解底泥、脱氮除磷。
生物处理法是利用生物（即细菌、霉以及原生动物）的代谢作用处理各种废水的方法，而维持微生物代谢必需有各种营养物质和能量。
6.1 工艺流程
通过把激活原位ISSA PGPR微生物所需的各种营养物质（微量元素，蛋白质，酶及其他载体）通过纳米技术及微包覆技术制成生物材料，投放在人工建立的生物平台上，然后在生物平台的一边通过泵和水管将河流中的污水抽入生物平台内，利用缓释技术把颗粒溶解后在另一边通过水管流入到河流中，这些颗粒营养物质连续不断地激活水环境中的PGPR微生物，使之不断繁殖，然后通过微生物的有氧反硝化作用去氮，以及建立高效食物链来降低水体中的富营养物质如氮、磷等，从而达到降解的效果（图3）。
6.2 技术产品特征
（1）生物材料是一种聚羟基脂肪酸酯的有机高分子的材料，是很多微生物合成的一种细胞内聚酯。它具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，具有较好的水解稳定性的特点，还常作为一种性能优良的环保生物塑料，又具有许多可调节的材料性能，成本也很低，额外的附加值也很高。
（2）生物平台比较精美，方便运输，且运行成本较低。
（3）微生物的原位选择性激活：选择性的激活水环境中原有的PGPR微生物，无需另外投放微生物。
（4）污染物的原位理：就地把污染物转化为微生物及其他生物的“食物”，由传统的“转移对抗”变成“和谐利用” 。
（5）整体修复：不仅改善水质，恢复水体生态，而且可以降低淤泥中富营养物质，实现生物除淤（淤泥体积最高减量可达40%）。
（6）食物链：通过低端微生物的快速繁殖来加速食物链的形成并快速改善高端生物的生长环境，大大加速“食物链”的效果：氨氮和总磷的下降，透明度及溶氧的增加。
（7）植物促生作用：PGPR能很好地促进水生植物的生长。
（8）适用范围广：pH值范围4.5～10.5，水温不超过50℃，激活广谱的原位PGPR微生物，可修复不同类型的水体污染，并实现水环境的综合治理。
6.3 技术优势
（1）传统的生物处理是采用对抗处理法、针对特定的污染物投入特定的菌种，处理的污染物单一且效果不明显，污染物也只是相对地转移而已；生态修复技术是采用和谐处理法，投入生物材料后原位处理，激活很多微生物菌种，针对的污染物广泛，处理的污染物全面效果也很明显。
（2）传统的生物处理会产生大量的污泥，而污泥的处理有需要额外的物理法来处理；该生态修复技术将采用生物清淤的办法，直接通过微生物作用使底泥能够减少。
（3）传统的生物处理投入的菌种需要一定的适应期，成活率不高，对污染物的降解过程比较缓慢，降解率低，短时间内效果不明显；该生态修复技术是通过原位激活微生物，没有适应期，微生物快速繁殖，见效快，降解效果也很明显，2个月水质明显改善，一年内基本恢复水体生态，实现水质提升到五类甚至四类水质标准。
（4）传统的生物处理采用曝气的方法，成本高，需要大型的鼓风机和许多曝气机、安装工程量大、耗电量大、且在运行过程中会产生很大的噪音，严重影响周围的生活环境；生态修复技术成本低，只需要一台0.37 kW的小型泵，安装携带都方便，耗电量低，且无噪声。
（5）传统的生物处理后的水体自净能力差，且效果不保持；生态修复技术处理后的水体自净能力强，效果持续长久。
7 水生动植物长效修复技术
水生动植物的长效修复技术使人工干预净化向自然生态修复转化。
针对温州市瓯海经济开发区河水中N、P浓度普通在10 mg/L以上，N、P浓度普通较高。因此，在水生植物修复方面，选取抗逆性、适应性及对N、P浓度的富集性均较强、繁殖系数大、生长速度快，水肥吸收能力强，植株相对高大、对其他水生植物有强烈郁闭和侵扰作用，极易形成单一优势群落的挺水植物。在河道内较多的选择荷花、再力花、芦苇等观赏价值高且易种植的植物，以达到“曲院风荷”的效果。
向富营养化的水体中放养水生动物，如鱼、虾、螺、贝等，在水生态系统物质循环与流动中具有特殊的地位和作用。一方面，可以捕食底质中大量的有机质及腐败的水生植物残体等，大幅度降低底质中有机质含量及营养物质的释放；另一方面，大型螺类等释放的某些物质又是水体中天然的絮凝剂，可以降低水中的悬浮物颗粒并吸附大量的氮磷营养盐。通过建立水生动物群，能进一步恢复物种多样性，促进水体的微循环，为其他水生生物的生长创造更佳条件（图4）。
8 结语
通过工程治理过程实践总结的一些经验和技术，对温州市瓯海经济开发区河道污染严重的情况乃至全国的河道污染处理技术都还需要进一步的探索和研究，改进和创新。随着河道治理技术的不断成熟和发展，河道污染也将逐步改善，最终得以根治。
参考文献：
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第4篇：原位生态修复技术范文
首创360度无死角扫描并获取根系图像
根系是植物主要吸水、营养物等器官，通过对根系监测和研究，能优化水肥方案，促进农作物、林业等产业增产增效，有利于土地荒漠化治理、土壤修复等。但长期以来，对根系研究主要是采用挖掘法、土钻法、土柱法、容器法、剖面法等传统方法，采样破坏性大、工作量大，严重阻碍了根系研究的深入开展。《科学》杂志曾出版专辑认为，“人类对自己脚下土壤的了解远远不及对宇宙的了解”，更是佐证了地下生态学研究难度之大。因此，对根系研究方法的选择和改进，对科研结果影响巨大。
恩奈瑟斯（北京）光机电技术有限公司总经理毕昆博士，曾承担863项目小动物活体光学分子成像装置科研组长，研制的“飞秒激光快速随机扫描双光子显微成像装置”获教育部技术发明一等奖。
他说，自主研发的“植物根系原位监测仪”是在小动物活体光学分子成像装置上的进一步创新。该监测仪是在野外或温室中，在被研究植物周围打下直径70毫米探孔，将透明防水微根管伸入土壤中，仪器放入微根管中，就可360度，无死角无盲区扫描并获取根系图像。扫描完成后仪器可取出带走，微根管可一直留在野外，下次再扫描使用，以对比分析植物根系的动态生长情况等。
监测仪还内置了32G超大容量存储单元，并能自动保存图像至存储单元。“这样，减轻了外出采集数据时的负担和在强光下看不清电脑屏幕的麻烦，将为使用者带来真正的方便。”毕昆说，扫描结果可以通过WiFi在智能手机或笔记本上无线查看，随时随地轻松查阅大量历史图片；电源管理技术是通过看门狗和功率监测技术实现，通过监测系统功耗，当系统在一段时间里没有任何操作时则自动切断电源进入休眠状态，最大限度的省电，并使工作时间从原来的1.5小时延长至4小时，延长了2.7倍。
有效保障农业、中药材等生产增收
毕昆说，“植物根系原位监测仪”的研发，源于现实科研的需求。中国科学院院士张启发就曾对其表示，希望能监测植物根系，但无损伤。“于是，我尝试将医学领域CT方法，引入植物监测方面，给植物根系进行断层扫描、三维成像。”
农业部全国农技中心研究员田有国认为，“植物根系原位监测仪”在农业发展、农民增收方面意义重大。他说，我国土壤传染病害对农作物等危害巨大。如云南部分地区，当一种土壤传染病来时，一季度都不能种植作物了，当地农民经济损害极大，而土壤传染病害与根系存在一定关系。通过“植物根系原位监测仪”再跟虫害治疗结合起来进行监测和预防，将是很好的应用领域。
据悉，我国要求在2015年和2020年口粮供给不低于5150亿斤和5050亿斤，饲料用粮不低於4000亿斤和4550亿斤。而利用该监测仪研究粮食作物根系与产量关系，确定优化水肥方案，可促进粮食产业增效。此外土地荒漠化治理、土壤修复主要靠植物根系，运用监测仪有利于生态环境的改善。
目前，我国中药生产总产值已近810.26亿元人民币，总产值占整个医药工业总产值的26.11%。而大量药物的药用部位为地下根茎，必须有效保证临床用药需求和中药产品的质量。农业部科技发展中心高级农艺师林友华说，“植物根系原位监测仪”将先进技术应用在农业方面，并做复合型研究，对农业很有好处。特别是在中药材领域，中药很多药用部分在地下，很贵重。如果能对其长期监测，意义重大。该监测仪用途非常广泛，还需把不同领域用户提出的问题记录下来，不断完善，为各产业发展服务。
第5篇：原位生态修复技术范文
关键词：河道水环境；治理工程；多方位生态修复技术；应用
1多方位生态修复技术概述
多方位生态修复技术是水环境治理的一种新型模式，结合该技术的应用，在水环境的综合治理中，需要对治理技术的实际要求进行全面的了解，并结合统筹管理的实际基础，完善各方面的管理体系，让水环境治理实现整体的提升。在管理体系中，需要让河道水环境实现开源节流，充分满足内源控制的实际要求。如何对水环境进行净化处理，也是非常关键的一点。在河道水环境的分流管理中，需体现出管理体系的整体性，促进该技术的发挥[1]。
2河道水环境治理工程中多方位生态修复技术的应用
2.1外源污染的控制
在暴雨初期，雨水的水质污染要比生活污水更加严重。因此单纯控制点源的水污染，并不能确保从根本上改善河道水的整体质量。需要从多个方面对外源污染展开控制，做好对河道水环境的修复。雨水原位自动化净化设备有着非常显著的应用优势，是一种工程化处理技术[2]。对雨水的处理性能是突出的，可以满足改善河道水环境的一些要求。该技术采取超低压膜过滤技术，满足系统的处理要求，同时应用紧凑独立的系统也是非常关键的环节，需要以高技术标准为基础。在雨水原位自动化处理后，提供足够的过滤面积。这样可以对雨水污染采取截污措施，也能保证设备足够的过水能力。结合现有的系统，如何最大程度上控制截污的积累是非常关键的问题，在人工维护的时候，要严格进行河道末端的处理，将尽可能多的污染物进行过滤以后，可以让河道水环境得到清洁处理。对于一些没有排入到管网的雨水，则可进入驳岸直流系统。自然河岸具备可渗透性，可减少对河道水环境的污染。如何让河道水体得到清洁也很关键，原驳岸技术主要关注水系防洪以及水运的措施。而新的驳岸技术，使用很多的植被可以起到稳定水土以及增加水岸景观的作用，可再生生态驳岸，建设各类的生物栖息地以及生物走廊，可让水域具备更强的自净能力。在城乡的河道水环境生态驳岸建设中，可营造出复合型的生物生态系统，需对污染进行严格的控制。
2.2内源污染的控制
底泥是河道的外源污染在进入河道以后，不断积累沉淀后形成的，对河道水环境的水质造成一定的影响，在对外源污染展开有效控制的基础上，底泥中不断积累氮磷以及重金属，会逐渐在河道水环境中释放，对河道水环境造成二次污染。可以采取机械清淤以及生物酶修复技术相结合的方式，将生物技术与物理技术结合起来，对底泥的清除有非常显著的效果。在对底泥展开机械化清理的时候，对河道水环境以及底泥理化性质有着一定要求。由于底泥处理的成本高，因此在很大程度上，如何有效进行改善处理更加重要的。此外在选择底泥修复的技术类型时，还应结合河道水环境的实际情况。在自然的情况下，可以提升微生物降解能力，无论成本还是效果都更加理想。
2.3人工净化体系
外源污染进入到河道水环境后，会使得河道水环境失去平衡状态，因此需要采取合适的方法对河道水环境进行净化处理。保证河道水环境的有序性以及完整性是其中关键，如何提升河道水环境的抵抗能力，也是亟需解决的问题。在对河道水环境实施净化处理时，可选择微净化水处理技术，该技术是大规模的气、液相界面技术，通过采取超高压的混合，在饱和的情况下产生大量的亚微米氧气泡以及微米氧气泡，产生非常显著的氧化及杀菌消毒作用。
2.4水体自净强化
河道水环境若是有足够的自净能力，那么水环境的恢复就会更加迅速。生态系统对水体自身是有强化效果的，在河道水环境的实际修复工作中，需做好水体自净化工作。水生植物群落河道水环境的管理中，不仅可以起到景观效果，还可以辅助进行水质的维护。建立水生植物群落，帮助河道水环境维护好生态基础，这也是河道水环境水体修复以及生态恢复的核心。因此，需要了解河道水环境生态系统的整体物质能量，并做好对植物群落的科学构建，让河道水环境具备更强的自净能力，这样对污染也会有更强的抵抗能力，对于河道水环境的长期维持是有一定帮助的。现阶段看水生植物以及水生动物群落从整体上构成了水环境的生态链，然后经过降解以及转移等作用，可以让水中的污染物得到一定的处理，让河道水环境保持在一个平衡的状态下。
第6篇：原位生态修复技术范文
关键词：生态浮床；富营养化；水生植物；研究进展
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）01-0021-03
Abstract：In this paper，the research status of construction technology of ecological floating beds were reviewed，application status and problems were analyzed，At the same time，combining the current research stutus，directions for future research of ecological floating bed were discussed.
Key words：Ecological floating bed；Eutrophication；Aquatic plants；Research progress
生态浮床也称为生态浮岛、漂浮湿地，是一种将现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植技术；该技术通过植物根系的吸附、吸收作用及根系周围附着的细菌和其他微生物形成的生物膜的水解代谢作用，分解吸收水体中的有机物和富余的营养成分，通过收割植物体的形式，将营养物质搬离水体，使污染物大幅度减少，从而起到净化水质、美化环境的作用。相对于物理化学的净化水质方法，它具有操作简单、占地少、造价低、净化能力好的特点，因此该技术受到国内外生物学家的重视。最早研究该技术的是美国生态学家Gurmey，我国的宋祥甫等在1991年即开展了用生态浮床治理城区污染河道实验；由于我国工农业发展迅速，城区人口激增，对水资源的消耗与污染加剧，而污染治理设施的建造与管理相对滞后，同时由于水面的缩小及生活生产中产生的氮磷等营养物质的不断输入，致使我国大部分湖泊呈现富营养化趋势，特别是靠近城区环境的水体受到严重污染；据李睿等[1]的研究报导，我国85%湖泊出现不同程度的富营养化及治理水污染的高成本问题，因此该项技术在国内得到更多的关注和研究。本文拟对以往的这些研究进行总结分析，并对今后该技术的发展进行展望。
1 生态浮床的建造研究
生态浮床的构造对浮床植物的生长、水体的净化效果以及平时的运营管理具有重要的影响，因此浮床的建造研究受到众多学者的关注。自生态浮床创设以来，其发展大致经历以下几个阶段：第一代是竹子构架的，它的特点是造价低，但效果差，寿命短；第二代是以聚苯乙烯（EPS）泡沫为主，虽然制造工艺简单，造价也较低廉，但易产生白色污染，所以现在也基本没用；第三代主要是聚乙烯（PE）及其衍生产品，它克服了前二类产品的缺点，但植物的根系没有与定植基质结合在一起；第四代是新材料浮床，主要特点是植物的根系和浮床的材料可溶为一体，且材料本身为中空管状结构，能够形成很好的水体微动力循环，产品主要是美国生产的，由于材料专利壁垒及售价高，目前国内普及率较低。
据曹勇等[2]的研究报导，生态浮床作为水面植物定植结构，其建造设计必须综合考虑以下几个因素：（1）稳定性（浮床需能抵抗一定的风浪、水流的冲击而不至于被冲坏）。（2）耐久性（浮床能多年重复使用而不会腐烂）。（3）景观性（栽植的植物观赏性好）。（4）经济性（建造成本较低）。（5）便利性（设计过程中施工、运行、维护比较方便）。除了这些，作为一种水体净化装置，还应当具有较强的水质净化能力；而浮床的净化能力，主要是通过植物的吸收作用和其根系周围的微生物的分解作用来完成的；针对浮床的这些要求，国内的学者进行了相关的研究，并取得一些成果。
1.1 物理结构建造研究 生态浮床一般是由浮床的框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物四部分组成，目前对于浮床的建造研究主要是针对这些结构进行的改良研制；赵广胜等[3]研制了“齿合插接型”水生植物景观浮床，该装置是以高密度聚苯乙烯制成，采用“齿合插接”技g，使得模块与模块之间镶嵌在一起，其种植槽采用倒圆锥形并在底部留有大孔径透水口，便于植物根系物迅速向水中伸展生长，使根部充分与水接触吸收水中的氮、磷、重金属等物质，起到净化水体作用；王芳等[4]研制了一种生物质碳源组合型生态浮床，该生态浮床系统由上层的PVC管材浮床支架，中层的由高分子纤维绳和玉米芯组成的生物挂膜基质与生物碳源及下层的多孔有机玻璃填料沉箱与沉水植物三层组成；据报导该系统具较丰富的生物多样性，具有较高脱氮能力；马强等[5]研发的增加弹性立体材料的新型生态浮床，该系统上的弹性材料吸附细菌等微生物形成的生物膜对水体的净化有较强的效果；蔡鲁祥[6]发明的可拆式扇形生态浮床，组件为扇形，组件间可拆式连接，能有效避免在回收时遭到破坏；田昌凤等[7]研制了气提式生态浮床，采用罗茨风机为生态浮床提供气源，可将池塘下层水体提升到浮床表层，经过浮床上配置的植物净化吸收、陶粒吸附，以及填料的微生物降解后重新流回到池塘底部，该装备能有效降低池塘水体氨氮和亚硝氮含量。顾兆俊等[8]发明了一种养殖污水的净化方法及基于该方法的生态浮床，该生态浮床包括表层净化区，中层净化区，底层净化区，表层净化区和底层净化层的四周用带有过水孔的材料封闭；表层净化区与中层净化区隔开，其内种植挺水植物，并设有生物填料，生物填料颗粒的外径大于所述过水孔的内径；中层净化区四周用渔网围住，下方通过渔网与底层净化区隔开，中层净化区内养殖滤食性鱼；底层净化区下方封闭，设有陶粒，陶粒的外径大于所述过水孔的内径，并以所述陶粒为介质种植沉水植物。这些研发，提升了我国的生态浮床技术的应用水平，但也存在着一定的不足；比如，植物的根系不能附着在基质上，对风浪的抵抗性较差，或者建造工艺较为繁琐，或者使用寿命较短、净化效率不高等问题。因此，今后还应当进一步加快新型浮床建造材料的生产研究。
1.2 生物筛选研究
1.2.1 水生植物的筛选 生态浮床对水体的净化水质及景观作用，最终是靠浮床的生物系统来完成的，所以合适以及生长良好的植物及微生物是生态浮床净化能力的保证。生物的筛选主要是选择适合水面生长的植物及微生物；筛选合适的水生植物的研究进行的比较早。李止正等[9]进行了生态浮床的经济效果研究，在太湖上种植39种高等陆生植物，成活率达100%，这为后期开展水上种植物的研究提供了一定的依据；周晓红等[10]进行以美人蕉、绿萝、马丽安3种景观植物为试材制成生态浮床，试验表明，3种植物对污染水体均有很好的净化效果和一定的景观价值，可作为城市河道污染水体治理的优良物种而推广使用；罗固源等[11]选取美人蕉、风车草、菖蒲和香根草4种常见的浮床植物为研究对象，对其生长特性及吸收氮磷的能力进行比较研究，结果显示美人蕉对水体中氮磷的吸收能力最强；吴建强等[12]选取美人蕉、黄菖蒲、再力花和千屈菜作为研究对象，对其生长特性和氮磷吸收能力进行试验研究，结果表明，美人蕉对磷的吸收能力最强；贺鸿志等[13]研究了野生稻、香根草和风车草构建的浮床系统对富营养化水体的净化效果，实验发现这3种植物对水体总氮（TN）和总磷（TP）均具有较好的净化效果，都能使水体溶解氧（DO）浓度明显增加，并能抑制藻类等浮游植物的生长，其中以风车草对富营养化水体的综合修复能力最强；蒋跃等[14]选取美人蕉、再力花和千屈菜3种当地常见植物作为研究对象，构建上海市淀山湖富营养化治理生态浮床工程，对3种植物的生长特性、氮磷吸收能力的优化配置进行比较研究，结果表明美人蕉与再力花配的混作浮床系统能够在保证氮吸收量较高的同时，比单种再力花的浮床系统吸收更多的磷；陈友媛[15]选取春羽、绿萝和铜钱草3种常见观赏植物作为水培试验研究对象，探讨这3种植物的水生栽培技术并用于去除模拟污水（劣V类）的净化效果，结果显示春羽、绿萝、铜钱草对污染水体均具有较好的适应性及水体净化能力，这为水培观赏植物应用于湖泊等污染水体的生态修复治理工程提供了参考；徐凌悦[16]进行水稻与空心菜吸收不同 N/P水体中氮磷的研究，结果表明浮床水稻与空心菜能较好地吸收富营养化水体中的氮磷元素。这些研究，对生态浮床植物的选择提供了借鉴，但总体上还不够理想，在景观性，季节性上还有待于进一步的提升。我国的水生植物种类较多，今后应当加强对水生植物的筛选工作，选出生命力强，观赏效果好的水生植物。
1.2.2 微生物 据调查，中国90%以上的水域污染是因水体中的N、P含量过高而引起的富营养化造成的，所以N、P元素的去除对水体的净化作用具有关键的作用。据李海英[17]研究微曝气水芹生态浮床中发现微生物硝化反硝化作用是浮床系统除氮的主要机制，植物水芹吸收只占1/10，其余均为微生物脱氮；范洁群[18]研究，浮床系统中植物吸收只是系统去氮的一种途径，微生物脱氮在浮床脱氮途径中占主导作用；因此，水中N元素的去除，浮床植物所起的作用较小，主要的动力是浮床植物根系及水中的微生物；朱静平等[19]研究3种水培植物根系分泌的有机酸对氮循环菌的影响，结果表明3种植物根系分泌物中的有机酸对氨化细菌和反硝化细菌的生长具有促进作用，对亚硝化细菌和硝化细菌的生长具有抑制作用；吴伟等[20]采用弹性生物填料为人工基质，研究以土著微生物及外源微生物为菌源构建的池塘固定化微生物菌膜系统及对养殖水体的原位修复；结果显示固定化微生物处理技术可使水体中微生物的数量提高1倍以上，对水质富营养化控制的效果良好；薛彦君等[21]以美人蕉生态浮床为研究对象，研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响，结果表明曝气时间4h/d试验组的美人蕉根际细菌总数最高，水体中营养盐的去除效果最佳。
2 生态浮床的运用
生态浮床具有原位修复富营养化水体及生态景观的作用，但其对风浪的抵抗力较小，所以目前主要是应用于水流较缓慢的淡水湖泊及城市内河和公园水体中。孙从军等[22]进行了淀山湖富营养化防治与生态修复试验，结果表明浮床技术可有效削减富营养化水体中的COD、TN、氨氮和TP等，为后续的生态修复工程奠定了良好基础；高阳俊等[23]以美人蕉和伞草对重富营养化的大清河水质净化研究，也取得了较好的净化效果；李威等[24]\用浮床技术对佛山市的汾江河水质进行净化研究，结果表明浮床对水质的净化效果明显；郑杨忠等[25]在三峡库区香溪河的支流高岚河库湾修建生物浮岛进行水质净化研究，结果表明浮岛区水质较好，藻类生物量也明显降低；赵丰等[26]以浮床技术对城市污染水体中污染物的净化研究，浮床技术污染水体均有很好的净化效果和一定的景观价值。
生态浮床对水质的净化作用，除了通过吸收水中的N、P等元素外，还以其具有强大的除藻功能息息相关；王端超等[72]研究了冬季生态浮床对浮游藻类数量及生物多样性的影响，结果表明即使在冬季较低温的情况下水生植物新陈代谢缓慢，但生态浮床对浮游藻类的数量及生物多样性影响明显。
3 展望
水体的富营养化是城市水污染的主要因素，也是影响公园景观的一个重要的原因。目前生态浮浮床技术虽然还存在净化能力较弱、受季节变化影响较大及应用范围较小等不足的问题，但由于具有原位修复、成本低廉、能为野生动植物提供生息空间及改善景观的功能，因此成为解决水体特别是城区附近水体富营养化的重要方法。今后，为促进该项技术更深入的运用，应加大新开生态浮床的物理建造研究，提高浮床抗风浪能力及使用寿命，拓宽它的应用范围，特别是海水方面的应用。另外，应更深入进行浮床植物的筛选，水生植物是生态浮床的核心构成，对生态浮床技术的净化水质功能具有决定性的作用，我国水生植物资源丰富，但应用于生态浮床的植物研究报导相对较少，因此，今后应当进一步加强这方面的研究；另外，微生物特别是与N、P的吸附、分解相关的微生物的筛选及固定化技术也是生态浮床未来应深入研究的内容，微生物是生态浮床净化水质的重要组成部分，特别是对于N元素的去除，具有决定性的作用，因此筛选出具有较强适应环境及分解能力强的微生物并将其固定到浮床上也将是今后研究的一个重要方向。
随着建造成本的降低及净化能力的增强，生态浮床技术将会在城市公园生态景观和新农村建设中得到更多的应用。
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第7篇：原位生态修复技术范文
关键词:河道治理;生态环境;南康区;修复技术
引言
河道为构成水环境系统和城乡河湖水系的重要载体，在促进人类社会进步和促进农业经济发展中占据着重要地位［1］。经济的不断发展使得各行业用水量急剧增大，各类污染物不断被排入河流而引起一系列的问题，如水体中有机物、悬浮物、氮磷含量过高造成的水体黑臭、浑浊和发绿等问题;河流含氧量的降低和各类污染物的排放，严重威胁的河流水体安全。所以，河流水系统属于污染治理和生态失衡的综合性复杂体系［2］。不同区域的河流受污染特征、类型不同，相应的污染源也存在一定差异，由此导致仅仅依赖于生物、化学或物理修复措施往往不能达到彻底修复水环境的目标［6］。鉴于此，结合工程实践经验和河流生态修复技术，提出了某两种或多种技术集合的多方位生态修复体系，然后将其应用于赣州市南康区城市水环境治理工程，大大提升了河流生态服务功能和河道的水环境恢复能力。
1多方位生态修复技术体系
多方位生态修复技术体系是一种以技术集成、统筹管理、综合治理、长效运行为基本原则，通过内源控制、人工净化、外源截留以及自净强化等一系列治理措施实现水生态系统的自然修复，见表1。
1.1外源污染控制
实践表明，初期雨水对河流水体的污染程度更大，为改善水质状况无法仅仅依靠点源污染控制。因此，多方位生态修复采取了一种工程化雨水处理技术，即雨水原位自动膜滤设备，通过采取具有膜过滤和前处理一体化的超低压膜过滤工艺，对雨水径流污染物进行高标准的去除。选择折叠式滤膜作为滤芯，在保障过水能力的同时实现截污的目的。通过设置水体贮存池，由此可大大降低人工维护的成本和截留污染物的累计，从而延长滤芯的工作年限。该设备能够有效降低雨水污染含量，因此通常安装在雨水管网的入河末端，经系统过滤可防止直排河道产生的二次污染［7］。自然河岸的“可渗透性”利用驳岸生态滞留系统恢复，由此减少未排入管网系统的雨水流入受纳河道的污染负荷和径流量［8］。水系的水运、防洪等功能为传统驳岸的最根本的目标，由此对河流生物多样性、生态环境等产生一定的破坏。基于自然材料的生态驳岸可为植被的生长提供了环境条件，具有增强水岸自然景观、涵养水源和保护水土等功能。另外，将栖息地和生物走廊等修建于生态驳岸，可形成具有良好渗透性的水陆交界面，从而提高生态服务功能和水体自净能力。根据滞留系统能够将驳岸、水陆面构成一个整体，而能量和物质的交换途径有各种植物间隙、孔洞、空隙等，同时空气中的氧气在不同水流速度下被携带至水体，有利于水体的净化。因此，大幅度降低水污染物排放量、恢复河流湿地及河道的生态系统、严禁新占河道与湿地等为解决河道面临的生态问题的主要措施。
1.2内源污染控制
城市河流水质在很大程度上受外源入河沉淀的影响，即底泥对水体环境可产生二次污染。氮磷、重金属等在外源污染有效控制的条件下也会在特定的条件下进入水体，并在河道底部逐渐积累，对河流上部分水体产生影响。对此，可采取机械清淤和生物酶底泥修复相结合的内源污染控制的有效措施，具有可持续性好、去除污染率高及减少快等优点［9］。机械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水体的理化性质，但该项措施的投资成本较高，一般适用于污染负荷高的小面积水域修复。在受污染程度较低、涉及范围较小的区域比较适用生物酶底泥修复技术，从而显著提升微生物在自然条件下降解有害有度污染物的能力。另外，底泥理化性质的可持续性在提高微生物活性后得到重要保障［10］。
1.3人工净化体系
河道水环境系统在外界污染物迅速进入河道时产生失衡或不稳定，通过采用应急措施确保河流水系统的完整性。因此，河道抵抗外界干扰的能力可通过人工净化干预体系提升［11］。当前应用较为广泛的技术措施为超微净化水工艺，见图1。该技术是采用超高压气水混合法形成大量的微小气泡，由此实现增大水体氧容量和氧化有机物、去除各类污染物的目标，从而大大提升水体能见度，在河流水体净化方面具有较强有效性。超微净化水处理技术可逐个消除河流重金属污染、含氧量低、水体黑臭、浑浊、发绿等常见的水质问题，具体的净化过程为:微米级气泡可迅速去除发绿水体中的黏附藻类;携带正电荷的超微气泡能够直接分离、吸附水体中的泥沙和胶体，从而净化浑浊的水体;水体中的有机物在超微气泡破裂和沉降过程中产生的自由基、氢氧基作用下发生分解、氧化，由此可实现治理黑臭水体的目标。
1.4水体自净化
应根据河道不同的受损和受污染程度，采取相应的管理、修复和治理策略，从而提高工程资金的使用效率和各项治理措施的成效。当前，水生态系统在河道整治中的应用越来越广泛，对于强化水体的自身功能发挥着重要作用，水体自净过程见图2。对生态系统受损不严重、受污染胁迫时间不长且水质超标不严重的那些河道，采取以减量为主的措施，通过采取有效的治理措施改善水体质量，减少入河污染量，发挥河流生态系统的自净化、自组织功能自然修复。挺水、沉水、浮叶植物为构建水生植物群落的主要内容，其中挺水及浮叶植物群落发挥着维持水体环境和增强景观效果的作用。在维持生态多样性和系统稳定的条件下对水陆系统之间的能量、物质交流发挥着重要作用。通常将水下草皮布置在岸边较浅水域，如四季常绿矮型枯草等。为提高深水区景观度将四季常绿、体形较高的水下森林一般布置在中部较深区域。群落的构建主要考虑如下原则:氮磷等富营养物质主要由沉水植物的吸附作用消除;通过有效控制悬浮物，显著减少氮磷的释放;通过光合放氧促进铁、铝与泥质中磷的有效结合，降低磷含量;充分发挥沉水植物的功能抑制藻类的繁殖与生长。针对生态功能结构完全受损退化、水质严重恶化和长期污染物超负荷输入的河道，采取养护、修复、减量相结合的综合整治措施加快污染物减量化步伐，如通过实施补水换水、布放人工水草、投加微生物、修建曝气及清淤池等措施，在条件允许的情况下也可引入旁侧湿地进行强化治污，尽快为河流生物群落营造良好的生存环境。另外，枝角类浮游动物在实现动物蛋白与有机物、蓝绿藻转化的同时，又可作为天然饵料被鱼类摄食，从而形成良好的生态循环系统。此阶段的工作重点为如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及确保建成的治污设施持续高效的发挥作用，这也是中小河道生态整治和环境修复易被忽视的环节。
2实例应用
以赣州市南康区城市水环境治理工程为例，治理项目位于南康区龙岭镇内，堤线从丫叉村到大树下，河流全长13.33km，本次治理8.58km。河流中TP、NH3－N、COD浓度分别为1.6mg/L、12.5mg/L、290.2mg/L，属于劣Ⅴ类水质，现状河流透明度极低、水体发黑发臭等问题突出。由于上游河道没有设置相应的截污措施，使得各种污水和部分降水直接进入河道，考虑选用隔膜导流处理受污染水体，隔膜的外、内层分别为聚酯纤维膜和土工膜，布置于南康区河道南岸2km处。通过导流作用，将部分污水流至下游可降低进入南康城区段的污水量，由此实现部分非溶解性污染物的有效拦截。针对直接排入河道的雨污水，为提高底泥和水体微生物的新陈代谢能力与呼吸强度，氧化和消减底泥内源污染，采取将生物酶投入至河道激活其活性的措施，由此实现底泥的原位治理和河道黑臭底泥现状的改善［12］。根据水质相关要求利用河流生态技术，进一步美化环境维持水生态系统循环。在河道综合整治项目中引入超微净化设备技术，这是受污染河道尤其是城市河流治理的有效方法，水质净化指标见表2。根据表1可知，南康区河段水环境质量得到明显改善，为河道水生态环境创造了良好的条件。康区城市水环境治理项目，通过抛洒、投放的方式构建浮游和底栖动物群落，以鲫鱼、鲢鱼为主的鱼类群落以及以伊乐藻、矮型苦草为主的沉水植物群落，形成了自然良性循环的水生态系统。项目实施2个月后，河流水体由之前的淡绿色逐渐转变为清澈见底、无色透明的水体，河流水环境得到明显改善，TP、NH3－N、COD等污染指标降低至0.4mg/L、8.1mg/L、23.5mg/L，显著提升了水体自净能力和地表水环境状况。
第8篇：原位生态修复技术范文
关键词：污水处理、微生物、修复技术
中图分类号：TU992文献标识码： A
一、前言
随着人类农业工业活动的加强大量施用化肥、农药以及工业废弃物的排放，使得许多有毒有害的有机化学污染物进入土壤系统，同时对地下水及地表水造成二次污染。清除环境污染物的传统方法有物理修复法和化学修复法，但是这些方法存在着处理费用高、操作复杂、而且有二次污染的可能性等缺点。
微生物修复技术是近年来新兴的一门环境生物技术，实验结果表明生物修复技术是有效的可行的。目前生物修复技术在清除或减少土壤地表水地下水和废水中的化学物质方面的应用已获得成功。本文介绍了利用微生物对污水进行修复的主要技术。
二、微生物修复原理
微生物修复的基本原理是利用自然界中微生物对污染物的生物代谢作用。实际上，大多数环境中都存在着天然微生物降解净化有毒有害有机物质的过程，只是自然条件下的微生物净化速度很缓慢，因此，能够被广泛应用到环境保护实践中的微生物修复，都是在人为促进条件下进行的，如通过提供氧气，添加氮磷营养盐，接种经过驯化培养的高效微生物等来强化这一过程，迅速去除污染物质，这就是微生物修复的基本思想。
与化学、物理相比，生物修复技术具有下列优点：
(1)原位修复可使污染物在原地被降解清除；
(2)修复时间较短；
(3)操作简便，对周围环境干扰较小；
(4)设施简单，运行经费少；
(5)操作者与污染物直接接触机会减少，不致对人产生危害；
(6)不产生二次污染。
当然微生物修复技术并不是十全十美，它也存在不足：
(1)条件苛刻，微生物修复是一种科技含量较高的处理方法，其运作必须符合污染场地的特殊条件，微生物修复易受环境条件变化的影响：酸碱度、温度以及其他因素等都会影响微生物修复的进程；
(2)由于微生物的专一性，导致对水体修复的宏观效果不佳；
(3)需要对污染环境进行详细和周密的调查研究，前期工作时问较长，花费高；(4)微生物对污染物的降解存在一极限浓度；
(5)修复过程中可能产生有毒物质。
三、微生物修复的影响因素
微生物修复的成功运行，主要是在适宜的环境条件下，微生物对污染物的降解过程能够发生。
3.1营养
微生物的生长需要保持碳、氮、磷营养物质及某些微量营养元素在一定浓度，在生物修复过程中经常会出现缺乏氮、磷菩营养时降解速度变慢的情形。
3.2溶解氧浓度
大多数微生物在降解污染物时需耗氧，因此污染物浓度高时，水体或土壤中的溶解氧往往消耗殆尽，造成污染场所食物链中断，污染物质的降解也随之终止，因此溶解氧水平也是生物修复中的重大影响因素之一。
3.3 pH值
微生物对环境pH值非常敏感，pH值的变化会对微生物降解污染韧的速率和活性产生很大影响。接近中性pH对于大多数微生物都是合适的，一般不需要进行调节，只有在特定地区才需要对环境的pH进行调节。
3.4温度
微生物可生长的温度范围较广，一般而言，微生物生长的最佳温度为25℃～30℃。通常随着温度的下降，生物的活性也降低，接近零度时活动基本停止。
四、微生物修复技术在污水处理中的应用
4.1加入微生物和微生物制剂法
投放微生物和微生物制剂法，即针对不同的水体，向其投加针对该污染环境而事先培养好的微生物或外源微生物制剂，并为之创造良好的生长条件，形成优势菌种，最终做到对污染水体的修复。利用投加微生物和微生物制剂比土著微生物对污染的自然净化的速度快。同时具有针对性，可以对不同程度的水污染能够进行不同程度的净化。
4.2吸附技术
生物吸附法作为一种新兴的废水处理技术，在处理低浓度重金属污染废水方面有着极为广阔的应用前景。从运用情况看，利用微生物吸附废水中的重金属在投资、运行、操作管理和金属回收、回用等方面优越于传统的治理方法。与其他技术相比，生物吸附技术有得天独厚的优点，差别在于运行过程中微生物能不断地增殖，且去除金属离子的量随生物量增加而增加。而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和吸附后，就不能再去除金属离子；化学沉淀法中，作用物的化学计量也是一定的，无增殖的可能。因此，开发和利用生物吸附处理重金属废水，使废水处理的技术向着无毒、无害、无二次污染的方向迈进了一大步。
4.3固定化技术
生物催化剂固定化技术发展到今天，已形成了较为完备的理论与方法。随着环境生物学的发展，固定化在治理污水中越来越受到青睐。固定化技术使生物催化剂具有与其在游离状态下完全不同的优点，例如，与产物分离方便；生物催化剂可回收或循环使用；生物催化剂稳定性大大提高；反应过程可得到严格控制等。这些特点使价格昂贵的生物催化剂的应用成本大大降低，从而使其在大规模工业化生产中得到应用成为可能。
4.4培养微生物技术
培养微生物技术是一种污染水体的微生物修复技术。它通过向水体中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质等物质来强化水环境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存环境，从而达到激活土著微生物，使土著微生物对污染物的降解能力充分发挥，从而达到水体修复的目的。
4.5投加微生物絮凝剂技术
微生物絮凝剂主要是在菌细胞外分泌的，它是一种具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有机物，如糖蛋白、纤维素和DNA等，有些直接利用微生物细胞，如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中的细菌、霉菌、放线菌和酵母菌等，本身即可用作絮凝剂。微生物絮凝剂具有高效、无毒和易于生物降解的特点。
五、微生物修复的发展趋势
污染水体的修复是一个牵涉到污染治理、环境生态和水利水文等多学科的系统工程，治理水体污染必须从水体的功能定位、污染整治的日标和水体生态系统平衡的建立等多方面入手。微生物修复与物理修复、化学修复相比虽然有众多突出的优点，但只有与物理修复、化学修复等方法相结合，组成统一的修复技术体系，微生物修复才能在治理水体污染方面发挥出最大的作用。
因此，微生物修复技术今后的研究趋势是：(1)微生物修复与物理化学修复相结合的组合技术；(2)原位和异位相结合的生物修复组合技术；(3)采用现代分子生物学技术研究生物修复的机理以及分离培养高效降解菌和构建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。
参考文献：
第9篇：原位生态修复技术范文
关键词：桦甸市；内河；综合整治；生态治理
中图分类号：TV85 文献标识码：A
1 概述
近年来，随着桦甸市城市化进程的加快，内河多年来受违章建设、围垦、水污染等人为活动影响，市区大量工业废水和生活污水流入，生活垃圾倾泻于河岸，使内河逐渐沦为污水集中地、垃圾堆放地，水体中氮、磷等营养物质逐渐积累，藻类大量繁殖，水污染日趋严重，水质常年处于劣V类（GB3838-2002），常出现大规模、大面积死鱼事故，整体内河生态环境和景观视觉都已遭到极大的破坏；河道淤积严重，每到汛期内河就成为整个城区防洪险工险段，虽然投入大量的人力和物力进行清理，但收效甚微。
建国60多年来共发生洪涝灾害10余次，给桦甸人民生命财产带来惨重损失。尤其让人们记忆最深刻是1995年7月底，辉发河流域连降暴雨，致使辉发河洪水漫堤和两处溃坝，使整个桦甸市区全部被淹，平均水深3.5m，最深达9.5m，交通、电力、通讯、供水全部瘫痪，直接经济损失达53亿元。洪涝灾害和水污染事故日益频繁且剧烈，已经严重影响桦甸可持续性发展，内河生态综合治理势在必行。
根据实地调查结果，为科学构建桦甸市内河综合整治和生态修复与恢复工程，充分发挥内河的生态效益，促进桦甸实现科学发展，改善内河环境，提高防洪排涝能力，提升城市品位，提出桦甸市内河综合整治及生态治理工程建设的总体构想。
2 指导思想、建设目标和总体布局
2.1 指导思想
2.1.1突出生态理念及和谐思想，提升生态品位。
2.1.2统筹协调，优化设计。
2.1.3公众参与，成果共享。
2.2 建设目标
保证内河道的防洪排涝安全，改善内河水系水生态环境，恢复和强化河道生态功能，实现河道“水清、流畅、岸绿、景美”的总体目标，建设生态文明。
2.2.1提高河道调蓄能力和水环境容量。
2.2.2改善水系水生态环境。
2.2.3提高岸带亲水景观品位。
2.3 总体布局
以“景美动感、生态和谐”为设计理念，按照桦甸市内河一水池、二水池和三水池统分结合来开展治理，并对治理措施合理布局设置。其中一水池以“休闲池滨”为主题，主要建设国际钓鱼台、生态堤防、休闲步道和天然湿地生态改造等工程，凸显休闲、娱乐、散步和垂钓等活动内容；二水池以“金城映月”为主题，主要建设湿地、亲水平台、橡胶坝和生态堤防等工程，凸显亲水湿地、休闲步道和自然生态等活动内容；三水池以“生态绿堤”为主题，主要建设生态堤防、新开河道闸和重建排涝站等工程，凸显乡野田园风光、自然景观和乡村风情等活动内容。
3 工程建设总体构想
3.1 污水截流工程
3.1.1主城区外的工业区、新区等地区的新建排水系统，应遵循总体规划城市发展建设的进程，采用雨污分流制，结合主城区排水系统，避免管线乱搭乱排现象，提高污水收集率。
3.1.2桦甸市污水处理厂，应随着城市排水收集系统的完善，及时扩大污水处理规模，满足处理需要，提高污水处理率，严格做到达标排放。
3.1.3污水处理应遵循由点到面的原则，优先解决点源问题和小范围内问题，特别是含重金属污染的工业废水。各工业企业内部需建设污水处理设施，尤其是污染较为严重的企业，需预处理达标后排放至污水管网。
3.1.4推广绿地草坪蓄滞利用技术，雨水直接利用于绿地草坪；推广雨水的环境生态雨水利用技术，把雨水利用与天然洼地、公园的河湖等湿地保护和湿地恢复相结合；推广雨洪地下回灌系统技术，充分利用雨洪水和上游水库的汛期水进行地下水回灌，在补充地下水的同时，减少面源污染带来的危害。
3.2 清淤疏浚工程
由于淤积，现状内河道较原河道容积大幅度减少，必须采取清淤疏浚措施。考虑到淤积量较大，很难一次性将河道清淤至原状，本次清淤主要考虑国际钓鱼台的建设，以及各水池河底保持平顺，以利于行洪的原则进行清理。对于严重阻碍行洪的部位进行重点清淤，对相对于平顺河道底高淤积厚度较薄且长度较短的河段，暂时不考虑清淤。
3.3 生态水利调控工程
生态水利调控主要以满足河道生态需水及一水池景观水位维持为主要目的，利用水量及水的动能，最大限度的引用外江的清水，并尽可能地在正常情况下保持水的流动，使内河水体能够实现良性循环。按辉发河丰水年（P=10%）、平水年（P=50%）和枯水年（P=90%）3种典型年，进行最大引水能力调算，各水平年最大可引水流量分别为9291万m3、4773万m3和836万m3。
3.4 防洪排涝工程
根据桦甸市内河护堤驳岸现状，在沿岸堤防保障防洪安全的基础上，所有堤防设计均结合地形条件，植入生态设计理念，柔化美化内河岸线。堤防工程涉及新建、重建、加固、近自然生态堤防四种，主城区河段主要采用前三种，包括一水池两岸堤防重建、二水池堤防加固，提高防涝标准，以及未建堤防的新建；三水池下游农垦区河段则均采用近自然生态堤防。
桦甸市排涝站目前已经老化破损。近年来，水利部门常年维护和管理难度越来越大，随着城市化的进程加快，排涝站已满足不了城市排涝要求。根据桦甸市水利“十二五”发展规划，通过防涝水文分析计算，排涝站设计排涝标准按照20a一遇最大24h暴雨3d排干，相应的设计排涝流量为39.76m3/s。
3.5 原位生态修复工程
通过对污染物质转移的相关计算，并结合内河各水池的具置和现状，确定原位生态修复工程的建设规模。
3.5.1 生态浮岛工程
在一水池曲桥游乐场段建设3处浮岛式生物处理系统，总面积3150m2，提高河道生态品位和自净能力，大幅削减内河内源性污染物，改善内河水环境状况。
3.5.2 天然湿地净化系统生态改造工程
对官房场路跨河段、九曲桥节制闸与二闸门段、孔桥下游段五亭桥与金城公园之间、金城桥与五亭桥之间、渤海桥上游段天然湿地进行保育和美学修整，使河道及其岸坡形态、结构进行生态学改造，优化河道生物群落，提高河道生物多样性。在对原有天然湿地的基础上，加以生态改造、塑形和扩建。
3.5.3 排涝站净水工程
排涝站净水工程采用“沉箱式生物处理系统+表流人工湿地”相结合的净水工艺，对桦甸市污水处理厂所排出部分尾水进行深度处理。总占地面积为2500m2，利用原有缓坡地形，依靠重力布水，减少能耗，主要利用芦苇、香蒲、再力花、芦荻等水生植物构建。
3.6 景观修复工程
在桦甸市内河一水池右岸重建打造国际钓鱼台，长度为1248m。该处现状为破损后的原桩基梁板式平台，拟拆除后原地重新设计、建设。该处钓鱼台以乡道为边界，向河道放坡，形成近自然状态和整体的生态岸带，其间自然布置7种形式的钓鱼平台，建设花池、观景台和景观廊，同时在各钓鱼平台间布置生态石块亲水通道，宽度约为2m，总长度为750m，增加休闲品位和游客兴致，配套布置浮岛净水系统11处，总面积约为600m2，提高该处水体的自净能力，改善钓鱼台的水质，并形成良好的景观。
4 结论