张琪、胡峰、平马双群

(华东交通大学土木建筑工程学院, 江西南昌 330013)

摘要:介绍了水体修复技术的现状并回顾了其发展趋势,重点介绍了水体生物修复技术的研究和发展趋势。

关键词:污水处理; 水体修复技术; 生物修复; 应用方法

CLC 编号:X52 文件识别代码:A 文章编号:1008-7354 (2007) 02- 0097- 03

0 前言

随着人类社会的不断发展,水污染问题日益突出。 人们几十年前就开始研究和实践水污染控制技术,目前水体修复技术已经相对成熟。

1 国内外水体修复技术研究、应用现状及发展趋势

水体修复技术一般可分为水体物理修复技术、水体化学修复技术和水体生物修复技术。 目前的研究和应用一般以水体生物修复技术为主,水体物理修复技术和水体化学修复技术为辅。

1.1 水体生物修复技术研究现状

水体生物修复技术是一项新兴的清洁环境技术,投资少、效率高、易于应用,发展潜力巨大。 它利用特定的生物体(特别是微生物)来吸收、转化或转化水体中的污染物。 降解是减缓或最终消除水污染、恢复水体生态功能的生物措施。 这个过程是受控的或自发的[1]。

目前,已开发出多种与污染水体生物修复相关的技术。 从生物选择和培养应用的角度来看,主要包括直接添加微生物技术、培养微生物技术和先进生物修复技术。 它们根据实施方式进行分类。 主要有原位修复技术、异位修复技术以及原位与异位联合修复技术。 下面主要从生物选择和培养应用方面介绍水体生物修复技术。

1.1.1 直接添加微生物技术

该技术适用于水体中污染物降解菌较少甚至没有,且现场富集培养降解菌较困难的情况。 它是通过将细菌菌株引入水环境来实现的[2]。 微生物的来源包括本土微生物、外来微生物和基因工程菌。 重庆桃花溪自2000年3月至2001年4月采用CBS技术净化河水[3]。 结果表明,BOD5去除率为83.1%~86.6%,氮去除率为53.0%~68.2%,磷去除率为53.0%~68.2%。 去除率为74.3%~80.9%,净化效果良好[4]。

1.1.2 微生物培养技术

这是一种针对污染水体的微生物强化修复技术。 它通过向水体中添加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢底物,增强水环境中微生物降解污染物的能力。 (即土著微生物)生存环境,从而激活土著微生物并充分发挥其降解污染物的能力,从而达到水体修复的目的[5]。

其中,通过添加营养物质刺激水体微生物的技术效果非常明显。 营养物质(活化剂)的成分含有维生素、脂肪酸、氨基酸等,对微生物的代谢起着重要作用。 1989年埃克森公司与美国环境保护局联合实施的阿拉斯加州威廉王子湾石油污染整治项目中,大规模采用了向培养微生物添加营养物质的技术。 结果,与对照海滩相比,添加肥料的海滩沉积物表层和次表层异养细菌和石油烃降解细菌数量增加了1~2个数量级,石油污染物的降解率提高了10%。增加2~3倍,多环芳烃浓度明显下降,整个修复过程加快。 近2个月[6]。

添加共代谢基质的强化水体修复技术中应用最广泛的方法是传统的曝气充氧技术。 该技术是根据受污染水体的缺氧特性(此处氧气为共代谢底物),人工填充到水体中。 空气(或氧气)加速水体的复氧过程,促进水体中好氧微生物的增殖,迅速消耗水体中的有机物,从而改善河流的水质[7]。 该技术因其设备简单、操作方便而受到许多国家的青睐。 1989年,为了改善哈姆伍德运河的水质,美国在哈姆伍德河口安装了曝气设备。 结果证明,水体溶解氧显着增加,河流生物量也变得丰富[8]。

1.1.3 先进的生物修复技术

由于水生植物具有一定的净化污染水体的能力,在污染水体中种植吸收污染物能力强、对污染物耐受性好的植物,可以吸附、吸收、富集和降解水体中的污染物。 作用,从而达到去除或固定水体中污染物,达到水体修复的目的[9]。 植物可以通过根部吸收污染物,也可以通过茎、叶等器官的体表直接吸收,将有机物吸收到体内。 常用的水体修复植物有凤眼莲(即水葫芦)、芦苇、香蒲、旱莲草、水芹、浮萍、菱角、菖蒲等[10]。

1.2 生物修复技术发展趋势

生物修复技术是环境科学研究中一个具有挑战性的前沿领域[11]。 与传统的物理化学修复技术相比,生物修复技术具有以下特点:(1)成本效益高,仅相当于现有环境工程技术。 一小部分; (二)环境影响小,不会形成二次污染,不会引起污染物转移; (3)能够最大限度地降低污染物浓度; (4)可以使用

适用于常规污染控制技术难以应用的场所的处理,如受污染的地表水体、受石油污染的海洋表面、受污染的土壤和地下水[12]。

高效、无二次污染的生物处理技术和产品的开发和研究,特别是具有特殊分解能力的菌株的培养和筛选,也将成为河湖防治技术的发展趋势。 此外,随着江河湖泊富营养化问题日益严重,以脱氮除磷为主要目标的植物修复技术将成为江河湖泊污染治理特别是城市内陆水污染治理的热点,将成为江河湖泊污染治理的热点。发挥重要作用[13]。

随着生物修复技术应用工程过程和机理研究的不断完善和深入,生物修复技术的研究和应用成果必将为我们带来一个更加清洁高效、人与自然和谐统一的世界。

1.3. 水体物理修复技术研究现状物理修复技术包括水稀释和底泥疏浚。

1.3.1 水稀释

水稀释是通过工程引水来稀释受污染的水体,使水体在短时间内达到相应的水质标准。 这种方法可以激活水流,增加流速,增加水体中的DO,水生微生物和植物的数量和种类也能相应增加。 增加以达到净化水质的目的。 该方法已在我国黄浦江使用,效果良好[14]。 但水体稀释会对引水水域和引水水域产生一定的负面影响,从而导致两水域生态系统的变化。 因此,水稀释只能作为水污染治理的应急方法或辅助手段。

1.3.2 泥沙疏浚

清淤是指对淤积严重的全部或部分河段、湖泊进行疏浚、清淤,恢复河流、湖泊的正常功能。 我国湖泊和中小河流较多,如上海的苏州河、南京的秦淮河、云南的秦淮河等。 该技术已在长三角的滇池、太湖得到应用。 但从治理效果来看,不少江河湖泊水质并未得到明显改善,有的还持续恶化。

1.4 物理修复技术发展趋势

由于物理修复技术存在暂时性、不稳定、治标不治本等缺点,因此与生物、化学技术相结合是物理修复技术未来的发展趋势。

1.5 化学修复技术研究现状及发展趋势

1.5.1 化学修复技术研究现状

化学修复技术是指通过化学手段对污染水体进行处理,去除水体中污染物的方法。 例如,可以添加生石灰来控制湖泊的酸化,添加除藻剂来抑制藻类的增殖。 例如,可以添加铁盐来去除磷。 由于增加了化学净化方法,化学净化方法不仅处理成本高,而且容易造成二次污染。 目前该方法主要用于酸化湖泊的处理。

1.5.2化学修复技术发展趋势

化学修复技术存在成本高、易造成二次污染等缺点。 因此,开发高效、廉价、安全的药剂(如絮凝剂的开发[15])以及与生物技术的结合是化学修复技术当前和未来的发展方向。 方向。

[ 参考]

[1]Madsen EL 测定原位生物降解:事实与挑战[J]。 环境科学。 科学技术,1991,25(10):1663~1672。

[2] 郑天灵,庄铁成. 海洋污染环境中微生物的生物修复[J]. 厦门大学学报(自然科学版),2001,40(2):524~534。

[3] 丁吉珍. CBS水体修复技术[J]. 洁净煤技术,2000,6(4):36-38。

[4] 田伟军,王超,李勇,翟金波。 城市污水强化净化技术研究进展[J]. 河海大学学报(自然科学版), 2004, 32(2): 137- 138

[5] AS 阿拉德和 AH 尼尔森。 有机废物场地的生物修复:一个关键的微生物学方面[J]。 国际。 生物修复与生物降解, 1997, 25 (39): 253~285

[6] HP 普里查德,CF 科斯塔。 EPA阿拉斯加溢油生物修复报告[J]. 环境。 科学。 科学与技术, 1991, 25(3):372~379

[7]孙从军,张明旭。 河流曝气技术在河流污染治理中的应用[J]. 环境保护,2001,(4):12-14。

[8]刘延凯,鲁肃. 河流曝气法——适合我国国情的环境污水处理工艺[J]. 环境污染与防治,1994,16(1):22-25。

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