水体的原位修复技术
水体污染的修复技术
水体污染的修复技术摘要：随着我国工农业的快速发展以及人口的不断增长，城市化进程的加剧和人民生活水平的逐步提高，用水量急剧增加，污水排放量相应增加，导致淡水资源短缺和水环境污染问题日益突出。
同时，景观水体水质恶化亦对该地区居民的日常生活造成极大影响，这些均严重制约了我国社会经济的可持续发展和影响了人民的身体健康。
关键词：修复技术；研究现状1 污染水体生物修复技术的特点污染水体的生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、高效益，便于应用，是发展潜力巨大的新兴技术，它利用特定生物（特别是微生物）对水体中污染物的吸收、转化或降解，达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，这一过程是受控或自发的。
与传统的物理化学修复技术相比，生物修复技术具有以下优点：（1）费用省，仅为现有环境工程技术的几分之一，如采用生物清淤比机械清淤费用将节省80%以上；（2）环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物的转移；（3）可最大限度地降低污染物浓度；（4）可用于处理常规污染治理技术难以应用的场地，如受污染的地面水体、受石油污染的洋面、受污染的土壤和地下水。
微生物是地球生态系统中最重要的分解者，其对环境中污染物的代谢作用是生物修复的技术基础，因此，环境中微生物群落对其中污染物的去除起着决定性的作用。
水质恶化的水体中污染物之所以难以降解的主要原因是环境体系中不存在或存在少量可降解污染物的微生物，即使存在少量可降解污染物的微生物，也会由于竞争和捕食作用等微生物的生态关系使其很难大量繁殖并发挥降解污染物的能力；水体的温度、pH、盐度、溶解氧及营养等外部环境条件不适的情况下也不利于微生物降解能力的发挥；加之在自然条件下微生物对水体的自净速度是很慢的，必须采取人为的强化措施才能加快这一进程，所以，通常所说的生物修复一般是指人为强化条件下的生物修复。
2 污染水体生物修复技术种类及研究现状迄今，已开发出多种有关污染水体生物修复的方法及其实施技术，这些方法主要包括接种微生物法、土著微生物培养法和高等生物修复法等，其工程实施主要有原位修复技术、异位修复技术和原位－异位联合修复技术。
水环境生态修复技术
技术挑战
技术适用性
不同地区的水环境问题 具有差异性，需要因地 制宜地选择和调整生态
修复技术。
长期效果评估
修复技术实施后，需要 长时间监测和评估其效 果，以确定是否达到预
期目标。
技术协同性
水环境生态修复往往涉 及多种技术的综合运用 ，如何实现技术之间的
协同是关键。
公众参与与意识
提高公众对水环境问题 的认识，并鼓励他们参 与到生态修复工作中。
植物修复技术具有成本低、效果好、环境友好等优点，但 也存在一定的局限性，如处理周期较长、对某些重金属的 去除效果不佳等。
动物修复技术
动物修复技术是指利用水生动物如鱼 类、贝类和甲壳类等对污染物的吸收 和转化功能，达到净化水体的目的。
动物修复技术主要包括滤食性动物和 底栖动物两种类型，滤食性动物如鱼 类可以通过滤食作用去除水体中的悬 浮颗粒物和藻类等污染物，底栖动物 如贝类和甲壳类则可以通过吸附和富 集作用去除水体中的重金属和有机污 染物。
湖泊底质改善
通过清淤、底质改良等手 段，改善湖泊底质环境， 提高湖泊水质。
河流生态修复
河流生态系统恢复
通过恢复河流的自然状态 、修复河流生态系统，提 高河流的自净能力。
河流生态流量保障
通过合理调度水资源，保 障河流生态流量，维护河 流生态系统的稳定。
河流岸线修复
通过修复受损的河岸，提 高河岸的抗洪能力和生态 功能。
创新阶段
随着科技的不断进步和创新，水 环境生态修复技术也在不断创新 和完善，为解决全球水危机提供 了有力支持。
02
主要生态修复技术
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命 代谢活动来减少污染物的浓度或毒性，
常用水生态环境修复和恢复技术适用条件与技术性能
修复恢复技常用水生态环境修复和恢复技术适用条件与技术性能术技术功能目标污染物适用性成本成熟度可靠性二次污染和破坏曝气增氧技术向处于缺氧（或厌氧）状态的河道进行人工充氧，增强河道的自净能力，净化水质、改善或恢复河道的生态环境。
有机污染物在污水截流管道和污水处理厂建成之前，为解决河道水体的有机污染问题而进行人工充氧；在已治理的河道中设立人工曝气装置作为应对突发性河道污染的应急措施。
设备简单、机动灵活、安全可靠、见效快、操作便利、适应性广，但河流曝气增氧-复氧成本较大。
该技术在国外应用已经非常成熟。
国内除了在北京、上海等地的小河道治理中使用过外，尚未在大规模河道综合治理中应用。
非常适合于城市景观河道和微污染源水的治理。
对水生态不产生二次污染和破坏。
生态浮床技术将植物种植于浮于水面的床体上，利用植物根系直接吸收和植物根系附着微生物的降解作用有效进行水体修复。
总磷、氨氮、有机物等适用于富营养化水体的原位修复，受植物的季节性影响严重。
投资成本低，运营成本高。
技术相对成熟，国内有一定的应用案例。
技术可靠。
部分植物有造成生物入侵的风险。
引水冲污/换水稀释技术通过加强沉积物-水体界面物质交换，缩短污染物滞留时间，从而降低污染物浓度指标，死水区、非主流区重污染河水得到置换，改善河道水质。
无机和有机污染物适用于水资源丰富的地区。
通常作为应急措施或者辅助方法。
需要耗费大量优质水资源。
引水工程量较大，费用较高。
在国内外湖泊富营养化治理中有所应用，对于污染严重且流动缓慢的河流也可考虑采用。
技术可靠。
没有从根本上去除污染物，增加了河道的水体，对下游会造成一定的冲击，污染物随着水流进入下游，将影响下游的水质和负荷。
底泥疏浚技术去除底泥所含的污染物，消除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的稀释。
氮、磷、重金属、有毒有害有机物实施的基础和前提条件是湖泊和河流外源必须得到有效控制和治理，否则无法保证疏浚效果的持续，也就无法达到改善水质与水生态的目的；疏浚的重要原则之一是局部区域重点疏浚，优先在底泥污染重、释放量大的河段与湖区开展底泥疏浚；需与生态重建有机结合才能达到良好的效果。
水体修复技术PPT课件
高效微生物固定化技术
指将经过培养的高效率微生物或酶或菌藻共生群 落限制在特定的材料区域内部，达到提高微生物或酶 的浓度，创造有利的生物代谢环境，有效减少微生物 流失并使固液容易分离的目的。该类技术主要用于治 理富营养化水体。
河道修复技术
• 主要针对由于地表活动、水利工程建设、采矿等活动造
成的河流空间结构改变而进行的修复。这些河流空间结构 的变化包括：泥沙负荷改变、河流直线化、非连续化、河 道纵比降和断面形状变化等。
水生态修复技术应用现状
水生态修复技术是生态工程技术的一个分支，其 基本含义是根据水生生态学及恢复生态学基本原 理．对受损的水生态系统的结构进行修复，促进良性 的生态演替．达到恢复受损生态系统生态完整性的一 种技术措施。
根据水生态系统所受胁迫的主要类型进行分类： 大体可划分为两类。
水生态修复技术
生物生态方法治理和修复受污染水体的技术
haha
以土地为处理设施，利用土壤一植物系 统的吸附、过滤和净化作用以及自我调控 功能，达到某种程度的净化水的目的。对 于有机物尤其是有机氯和氨氮具有较好的 去除效果。
河流生物修复与河流生态修复的异同
1. 目标和对象不同：河流生物修复的对象是水质；目标是改善河流水生生物 生存、生活和繁衍、发展的水质条件。而河流生态修复的对象是水生生物生 存和发展的整个环境，包括水量、水质、水位、流速、水深、水温、水面宽 度，涨水、落水时间，以及产卵场、越冬场、育肥场、回游通道的修复或恢 复等等；目标是为水生生物或特有的生物种群提供良好的生存和发展环境。
科技成果——固定化微生物水生态原位修复技术
科技成果——固定化微生物水生态原位修复技术技术开发单位博天环境集团股份有限公司适用范围适用于不具备截污条件时的城市黑臭水体治理，也适用于突发性水体黑臭的应急处理。
成果简介固定化微生物水生态原位修复技术以固定化微生物为技术核心，以设备为主要依托形式，固定微生物技术是通过将自然界中的优势降解菌种进行筛选、驯化、复配，组合成高效复合菌群，根据所构建的菌群特征和代谢的差异性，明确复合菌群与载体之间的作用机制，并通过载体材料改性开发而成的可增强菌群的富集性的专属载体。
载体具有均匀丰富的多孔结构，为微生物的生长提供了空间及附着点，同时，载体机械性能优良、磨损率低、适应性广泛，使用寿命是同行业同类产品的数倍以上。
固定化微生物水生态原位修复技术以固定化微生物为技术核心，以微纳米曝气技术为依托，基于底部装载微纳米气泡快速发生器，采用高速旋回切割方式将空气溶入水中，产生直径小于50微米的气泡，通过分隔器与主筒体底部间隙进水，主筒体周边穿孔板位置出水，完成上下水体交换，迅速提升水体的溶氧，置于承托层的固定化微生物利用氧气的同时又对气泡进行截留和二次切割，进一步提高水体的溶氧水平。
该设备组合曝气、充氧、推流等功能，配套漂浮装置、动力装置及在线监控系统，集微生物的原位激活、培养扩繁、水体复氧、推流搅拌、底泥消解等多种功能于一体，是可以快速地实现黑臭水体治理的原位修复装备。
工艺流程固定化微生物水生态原位修复技术在水生态修复中，以微纳米曝气推流设备为辅助承载设备，通过增加水体溶氧为固定化微生物剂提供适宜的生长环境。
底部装载微纳米气泡发生器，采用高速旋回切割方式将空气溶入水中，通过分隔板与主筒体底部间隙进水，主筒体周边穿孔板位置出水，完成上下水体交换，迅速提升水体的溶氧，置于承托层的固定化微生物又对气泡进行二次切割及截留，利用截留的氧气和污染物质实现自身增殖，并源源不断地向水体释放高效微生物，实现水体的快速净化。
关键技术（1）优势菌种筛选、驯化；（2）高效菌种复配；（3）材料共混改性；（4）微纳米包埋技术；（5）微生物定向发酵技术；（6）生物酶解技术。
原位生态修复技术方案及案例
6
5
4
3
2
1
0 2/3/04 4:48
2/3/04 9:36
2/3/04 14:24
2/3/04 19:12
3/3/04 0:00
3/3/04 4:48
3/3/04 9:36
2500
2000
1500 1000 500
Conducibility pH Dissolved O2 redox Turbidity
level (rate) Turbidity oxigen
conductivity
On line spectro photometer &
other existing on line instrument
Possible comunication in/
out
open to WEB Acces for
第9天 4.92 51.08 74.15 66.46 20.31
第9天 0.83 0.68 0.75 1.04 1.15
0
-500
IBB-BIE生物强化系统
工 作 原 理
温度 酸度 浑浊
氧 能量传导性
流量 化学需氧量 进水/处理/出水之间的 平衡情况 (C:N:P比例)
电子探头实时收集 反应体系数据
IBB-BIE生物强化系统
提高处理效率 降低运行成本 降低建设成本 提高处理效果
自动控制管理系统
WEB Site
Provider management
level (rate) Turbidity oxigen
conductivity
GPRS modem
On line spectro photometer &
基于微生物调控的水体生态原位修复技术在城市河道中的应用
基于微生物调控的水体生态原位修复技术在城市河道中的应用摘要：随着城市化进程的加速，城市河道水体污染问题日益突出，对水生态环境造成了严重影响。
传统的水体修复方法存在成本高、周期长等问题，因此需要寻找一种高效、经济的修复技术。
基于微生物调控的水体生态原位修复技术因其独特的优势逐渐受到关注。
本文从微生物调控的水体生态原位修复技术概述分析入手，在此基础上阐明修复技术在城市河道中的具体应用。
关键词：城市河道；微生物调控；水体生态原位修复引言城市化进程的快速发展带来了许多环境问题，其中之一就是城市河道的污染。
城市河道作为城市生态系统的重要组成部分，承载着城市排放物和污染物的负荷，其水质和生态系统的健康状况直接关系到城市居民的生活质量和环境可持续发展。
因此，寻找一种高效、经济、环保的水体生态修复技术成为了当今城市环境管理的重要课题。
近年来，基于微生物调控的水体生态原位修复技术逐渐受到研究者和环保部门的关注。
这种技术利用微生物的代谢活性和生态功能，通过调控微生物群落结构和功能，实现对水体中有害物质的降解和生态系统的恢复。
相比传统的物理、化学方法，基于微生物调控的修复技术具有低成本、高效率、无二次污染等优势，被认为是一种可持续发展的解决方案。
1 水体生态原位修复技术概述1.1 原位修复技术的定义和分类原位修复技术是指在污染源地或受污染区域直接进行修复和处理的技术。
根据处理方式和原理，原位修复技术可以分为以下几类：（1）物理修复。
物理修复技术主要通过物理手段去除水体中的污染物，如吸附、沉淀、过滤和膜分离等。
这些技术通常适用于处理悬浮物和颗粒状污染物，但对于溶解性有机污染物和重金属等难以去除的污染物效果较差[1]。
（2）化学修复。
化学修复技术利用化学反应去除水体中的污染物。
常见的化学修复技术包括氧化还原反应、络合反应和沉淀反应等。
这些技术可以有效去除一些难降解的有机污染物和重金属，但也存在一些副产物和二次污染的问题。
浅谈湖泊水体复合微生物原位修复技术
0 引言近几十年来，随着社会的发展、水资源的过度使用和污染状况的恶化，我国大多数小湖泊和河流已经开始或已经成为富营养化的水体。
目前，富营养化湖泊的管理方法主要包括化学重建、生物修复和物理修复3类。
其中最适宜进行生态修复的生物修复，尽管其操作时间有一定的限制，但是能够恢复湖泊水体的生态系统，使其能够迅速和直接地从湖泊中清除受污染的部分，并增加水的体积，适用于底泥富营养化的水域。
原始的底泥清理法的广泛使用随着一些环境风险，其主要不利影响是水中富营养化底泥的净化可能导致底泥产生重悬浮液，破坏了湖泊底泥的微生态系统，其结果是在短期内大量释放高热量和营养盐，这些污染物在短时间内难以通过湖泊自净能力进行消除，导致底泥净化后湖泊仍为富营养化水体[1]。
氮磷的过量排放往往是造成水体富营养化及蓝藻类水生植物大量繁殖的主要原因。
近年来的研究表明，过度释放氮，而不是磷，往往导致蓝藻类在水体中迅速繁殖，特别是在秋季和冬季，在低温条件下，氮过剩继续刺激蓝藻类的繁殖，造成冬季蓝色藻类异常爆发。
因此，不完全净化后水质急剧变化对社会和环境的影响已经产生了不可避免的副作用。
如南京玄武岩湖、无锡太湖，在清除底泥几年之后，蓝色藻类的爆发完全抵消了清除的积极影响。
浅谈湖泊水体复合微生物原位修复技术王 珏1，2 孙 康2 赵平歌2 刘金涛2（1.中交第三公路工程局有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000；2.西安工业大学建筑工程学院，陕西 西安 710000）摘 要：随着我国工业化和城市化的加速发展，湖泊水体富营养化污染已经成为严重的环境问题。
近年来，我国极为重视自然界的湖泊水体的修复，在水资源修复的各个层面，生态恢复是最终的目标。
复合微生物修复方案设计能够有效地消除污染物质，并引导生态系统的恢复。
该文从湖泊水体原位修复的层次出发，综述了生物修复的目标、方法和效果，讨论并分析了复合微生物原位修复的特点、途径及不足；结合实际需求，提出了复合微生物技术在污染水体处理中的设计思路，可以应用于城市和农村污染水体，从源头实现湖泊水体修复的综合治理。
硕亚环保ISSA PGPR原位生态修复技术介绍
水质恢复后，水中 的有机物等含量降低， PGPR微生物的浓度恢 复到健康水体中的水
平。
生态修复剂安全性测试
为确保生态修复剂的卫生安全性，我们委托SGS进行测试，其参考 《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》中附录A 生活饮用水输配水设备检验方法，在感官性状和物理指标、有机物 综合指标及重金属方面均符合饮用水标准，由此可见，生态修复剂 不存在二次污染，不会对水质造成不利的影响，是安全卫生的。
效果好（从根本上提高水体自净能力，原位修复水体与原位生物清淤同步进行） 成本低（不需要大规模的土建工程，因此综合成本低） 易推广（安装、运行简单，适合流域治理） 应用领域广泛（黑臭水体治理、流域治理、湖泊水质提升、景观水水质提升等）
快速高效
无二次污染
整体修复
效果持续
综合成本低
3.5 核心技术--ISSA PGPR技术优势
4
5
把激活原位PGPR所需的各种营养物质--益生元（碳源、微量元素、酶及其它载体）通过纳米技术及微包覆 技术制成均匀颗粒，投放在人工建立的繁殖平台上，利用缓释技术把这些营养物质提供给水体中的PGPR 微生物，使其不断被激活并大量繁殖，形成完整的食物链，降低水体中氮、磷等富营养物质。
3.3 核心技术--ISSA PGPR 技术
L4≠L1+L2+L3
当L4<L1+L2+L3，水体污染加重，最终 变成黑臭 当L4>L1+L2+L3，水体状况逐步好转
鉴于国内的污染现状，通过技术革新， 提高水体的自净力是解决水环境污染的 关键
3.1 核心技术--ISSA PGPR 技术
技术名称
ISSA PGPR （In Situ Selective Activation of PGPR) 原位选择性激活PGPR生态修复技术
科技成果——黑臭水体原位快速修复技术
科技成果——黑臭水体原位快速修复技术所属领域水生态修复技术技术开发单位纳琦环保科技有限公司成果简介1、光催化分解原理：光催化是将光能直接转化为化学能，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解接触到的各种有机化合物和部分无机物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），是一种高效、安全的环境友好型环境净化技术。
2、生态循环净化原理：通过物理净化沉降产生的微粒激活酶的活性，促进微生物的加速作用，微生物分解产生的氮、磷等营养物质经藻类和水生植物的吸收，促进其生长；通过滤食性鱼类及软体动物等生物模式消除浮游生物、吞噬藻类，消除富营养化问题，抑制了水华的产生；鱼类产生的粪便经过软体动物吞噬和微生物的分解又能产生氮、磷等营养物质形成了完整的生态循环体系。
纳琦黑臭净活化矿物质粉催化促进氮、磷等营养物质在水体中的生物链循环，完善水体生态系统，还原水体自净能力。
技术创新点“天然矿物原位协同修复技术”是集中国内外专家团队近十年的研究成果，该技术集合了中、韩、美、德、日水处理技术的优点，是全球领先的天然矿物治水技术，创造性地利用“天然矿物原位协同修复技术”、整合生物改良技术、立体生态修复技术、生物操纵等技术，恢复水体生物链，重建水体生态系统，恢复水体生态平衡，可广泛用于江河、湖泊、水库、饮用水源等水体生态环境的修复和水质净化。
工艺流程图天然矿物原位协同修复技术是以40多种纯天然矿物质为载体研制而成，而不是经化学合成制备，是直接利用矿物本身作为这个整体具有的物理和化学性质而不是仅仅利用其中的有用元素，只是对矿物经过选矿、超细粉碎、表面改性、优化、钝化等加工处理后得到的产品，与其它水处理技术相比，具有环保、绿色、无二次污染、高效率、低成本、易施工、稳定性等创新性特点。
天然矿物材料与生态环境具有良好协调性，直接具有防治污染和修复环境的功能，其基本性能包括矿物表面吸附作用、孔道过滤作用、结构调整作用、离子交换作用、化学活性作用、物理效应作用、纳米效应作用及与生物交互作用等，是利用天然矿物有效治理固、液、气三类污染物的环境工程技术。
第2章-水体原位修复理论基础
水体修复技术
第二章
水体原位修复理论基础
水体修复技术
第二章
水体原位修复理论基础
（1）经典生物操纵 当水体发生富营养时，食鱼性鱼类密度大幅度降低，而食浮 游生物的鱼类及深水鱼类的密度大富营养化。1975年，Shapiro等提出了“生物 操纵”，即通过去除食浮游生物鱼或添加食鱼动物降低食浮游生 物鱼的数量，使浮游动物的生物量增加和体型增大，从一而提高 浮游动物对浮游植物的摄食效率，降低浮游植物的数量，这种方 法也被称为食物网操纵。 经典的生物操纵理论在具体应用时，多用化学方法毒杀、 选择性网捕、电捕、垂钓等方法来减少50%一100%的浮游生物食 性鱼类或者高密度放养肉食性鱼类来减少浮游生物食性鱼类， 促进大型浮游动物和底栖食性鱼类(可摄食底栖附生生物和浮游 植物)的生长。
水体修复技术
第二章
水体原位修复理论基础
3、生态因子的生态作用 1）光因子的生态作用 地球上生物生活所必须的全部能量，都直接或间接地来源于太 阳光。生态系统内部的平衡状态是建立在能量基础上的，绿色植物 的光合作用系统是太阳能以化学能的形式进入生态系统的唯一通路， 也是食物链的起点。 (1)光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和质量的增 加有重要影响；光还促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发 育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。 (2)光质，植物的生长发育是在日光的全光谱照射下进行的。光 由波长范围很广的电磁波组成，主要波长范围为150-4000nm，其中 可见光波长为380-760nm。不同光质对植物的光合作用、色素形成、 向光性、形态诱导等的影响是不同的。光合作用的光谱范围在可见 光区，其中红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素的形成有促进作 用；蓝、紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素所吸收。这部分辐射称为 生理有效辐射。绿光则很少被吸收利用，称为生理无效辐射。
污染水体原位就地修复技术研究与应用_赵生成
最大值 进 水 最小值 平均值 最大值 出 水 最小值 平均值 平均去除率 .
31/3( 4/<-3 (/11 %/%40 -/(44 +/<4 00/=4
+-/(3 3(/4% 41/01 =/-0 +/0% %/+3 <1/4=
1/0% 3/44 4/(= -/04 -/3( -/+0 <0/<(
污染水体原位就地修复技术是在 原有河床不变的基础上，直接采用微 生物、酶与载体的自固定化技术对污 染水体就地处理的河水净化处理工 艺。 该技术在保证原有河道排污、 泄洪 等功能的同时实现了河水水质的净 化。污染水体原位就地修复技术是我 国研究开 发 的 新 型 污 水 处 理 工 艺 ， 为 被污染河道水体修复提供了一个可靠 的、卓有成效的方法。具有治理费用 低、 环境无影响、 最大限度降解污染等 特点。
有自然山石景观，污水经过循环沉淀 后进入生 化 处 理 区 前 端 的 进 水 池 ， 最 后污水通过设置在生化处理区前端拦 水墙底部的洞口，从进水池的池底均 匀地自下而上进入生化处理区。生化 处理区的上、下各设置一层 !" 型拦 截网， 在上下网之间投放 !#$ 型高效 微生物载体，同时在下网底部设置 生化处理区顶部两侧 !%&’ 曝气系统。 的出水端 分 设 通 长 三 角 形 溢 流 堰 ， 调 节出水的均匀性。河水从生化处理区 的底部自 下 而 上 均 匀 地 穿 过 载 体 层 ， 通过三角堰进入两侧的流水槽，流入
2
补充菌种， 可节省高效微生物的用量。
城镇生活污水， 若不增加药剂费用， 用 生化法最高能达到 "(# 的去除效果） ：
二、 污染水体原位就地修复技 术的应用
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技术评价有效性原则-大道至简 “神”技术层出不穷：纳米，石墨烯， “政治”正确性：穷尽所有技术的组合
工程化和景观化：把河道变成公园湖，把公园湖变成景观池
物质平衡/守恒原则：C，N，P
生态平衡原则：长效机制
经济性原则：性价比
2
污染与自净力的关系
L1：代表点源污染； L2：代表面源污染； L3：代表释放的内源污染； L4：代表水体自净力。
沉水植物种植密度
植物
耐 污 物 种
狐尾藻 黑藻 伊乐藻 苦草
名称
苦草 狐尾藻 光叶眼 子菜 金鱼藻 黑藻 金鱼藻 伊乐藻 菹草
种植密度
40-60株/m2
80-100株/ m2
常 规 物 种
金鱼藻 菹草 茨藻 光叶眼子菜
25-36丛/ m2 10-15芽/丛
20-30丛/ m2 3-4芽/丛
茨藻
2
生态修复技术--曝气修复技术
水体的原位修复技术
1. 水环境现状及问题
目录
2. 治理思路及现有技术
3. ISSA PGPR简介
1
水体现状及问题
水安全威胁
截 至 2016 年 7 月 ， 中 国 已 有 28 省 ( 区 、 市 )1508 个县遭受洪涝灾害，直接经济损失近 1470亿元人民币。。。
水资源短缺
仅 2015 年全国受旱灾影响直接经济损失 579亿。北京市城市地下水位呈现逐年下 降的趋势，半个世纪内已降低超过一半高 度。。。
L2 L1
L4≠L1+L2+L3
L4
当L4<L1+L2+L3，水体污染加重，最终 变成黑臭 当L4>L1+L2+L3，水体状况逐步好转 通过工程措施可以控制L1、削减L2、L3 ，提高水体的自净力L4也是解决水环境 污染的关键。
L3
谢谢!
水污染严重
我国50,000多条流域面积在100平方公里以上河流，绝大 多数已经遭受到程度不同的水污染侵害，包括长江、黄河 及珠江在内的七大水系无一幸免，全国295座地级及以上城 市，221座排查出黑臭水体。。。
水环境破坏
在中国，超过130种湿地动植物面临
灭绝的困境。河流蜿蜒曲折形态的破 坏和功能的片段化，及其伴随的水质 污染问题，几近丧失其作为生态廊道 的基本条件。。。
2
生态修复技术--植物修复技术
常用的挺水植物 常用挺水植物的种植密度
植物名称
芦苇 花叶芦竹
种植密度
16-20株/m2 6-9丛/m2,5-7芽/丛 6-9丛/m2 20-25株/m2 5-7株/m2 1-2丛/m2, 10芽/丛
芦苇
花叶芦竹
美人蕉
香蒲
美人蕉 香蒲 香根草 再力花
香根草
再力花
紫莎草
千屈菜
流域是以分水岭为界所覆盖的区域，以及由水系构成的集水区。 流域是水问题研究和治水的基本单元。
2
治理思路--源头、过程、末端，三管齐下、综合治理
• 工业污染源
截污纳管
(岸上收集及分散式处理 工程措施)
源头治理
• 城市生活污染源
政府规划 法律法规
• 农业、水产养殖污染源
过程阻断
面源污染
（ 湿地、生态护坡等）
1
水环境现状及问题--“内忧外患”
水体在外部因素（点源、内源、面源污染）、内部因素（水体自身水环境特征丧失）及管理不足等的综合
作用下，水质变差，进而变黑变臭，影响整体环境及居民生活品质。
内源污染
底泥释放N/P物质 生物残体 漂浮物 城市管网不完善 点源污染存在
外源污染
农业面源污染
水资源
天然降雨量小 源头河道、集雨面积小
城市建设 逐步完善
• 去除黑臭
生态修复技术
（生态清淤、微生物菌 剂、生态浮床、生态系 统构建技术）
末端治理
• 提升透明度 • 水生态系统修复
原位就地处理，实现 原位修复、生态修复 及生态平衡
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治理思路—流域综合治理
“绿水青山就是金山银山”
水安全 水环境 水生态
结合源头控制（减量）及其他 岸上景观配套等措施，重点是 实现水环境的生态自净承载力 的成倍提高，快速改善水质和 维持水质的长期生态平衡。
各类填料及其性能一览表
填料 比表面积 材质成分 填料特点 安装方式
生物绳
生物栅 人工水草 生物膜载体 流化床MBBR
0.35-2.8 m2/m3
285-1300 m2/m3 1000 m2/g 300-400 m2/m3 450-1200 m2/m3
聚丙烯、聚乙烯
聚丙烯、聚乙烯 碳素纤维 无机陶粒或石英砂、聚乙烯、聚丙烯等 添加酶促剂的高分子材料
季节性河流 调外水困难 生态基流短缺
城市面源污染
雨污混流 管网淤堵、老化、破损 水资源配置、水利设 施调度不合理
水动力不足 平原河网，流 速慢，流量小
断头、盲肠段 堤岸硬化 河道狭窄、淤积严重
水 体 黑 臭
养护资金短缺
管理
河网水系
2
治理思路--流域综合治理（SHED）
治水需要遵循流域水循环系统的演变规律
2
治理技术--内源处理
排干清淤：直接挖除/水力冲挖；
水下清淤：抓斗式清淤/泵吸式清淤/普通绞吸式清淤； 简单直接，但施工过程有异味/淤泥处理是难题/水体底栖生物破坏
2
治理技术--面源处理
初雨调蓄池：初雨收集后集中处理，占地大；
雨水口强化处理：涡流分离器，只能拦截110微米以上的颗粒物； 海绵城市：下沉式绿地、植草沟等。
内源：清淤疏浚； 面源：初雨收集/海绵城市。 水体生态：植物（浮岛、水下森林）/曝气/微生物。
2
治理技术--点源处理
沿河铺设市政管网或采用临时挂管截污，集中收集至污水厂处理；
在没有市政主管网的地方，可以采用分布式污水处理站或者一体化设备。 处理大部分污染，但存在管网破损，地下水渗漏，无法百分百收集。
酶制剂激活土著微生物，如ISSA PGPR。
连续激活土著微生物，提升水体自净能力。
总氮、总磷等
之大量繁殖，恢复水体自净能力，操
作简便，易于实施。
常用微生物形态
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治理技术--镍基石墨烯场效应水体矿化还原技术
以石墨烯为原材料衍生出的新技术如镍基石墨烯场效应水体矿化还原技术等
利用石墨烯的大表面积和良好的生化特性，产生超强氧化还原基团。 成本高、新技术有待实际验证。
特定功能微生物制剂复活直接投放。 外来微生物适应性
特定功能菌剂
土著微生物分离纯化，扩培投放。
不同河道土著微生物不一样，工程量巨大； 微生物种类单一，效果有限。
土著菌 有机物、氮等 提供适宜土著菌生长的环境（如曝气
等），强化水体自净能力；分离纯化 培养时间长，工程量大 酶制剂 COD、BOD、氨氮、 提供土著有益微生物的营养元素，使
水资源
八位一体
水经济 水管理
水景观
水文化
2
治理思路--治理方法
除藻，絮凝沉淀、（重金属）化学固定等（应急用）
化学法
物理法
生态调水、底泥疏浚等（工程措施，污染物转移、费用高）
生物法
植物修复技术、投放微生物技术、生物操纵技术等（季节性、适应 性、费用问题等）
2
治理技术--“工程为主、植物美化为辅”
点源：截污纳管统一收集需配合人工曝气 有利于形成菌藻共生体系 在悬浮填料中添加亲水性物质 需配合人工曝气
悬挂式 框架式
悬浮式 悬挂式 框架式 悬挂式 悬浮式
悬浮式
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生态修复技术--微生物
技术种类 去除对象 有机物、氨氮、磷 等 说明 优选的高效微生物菌剂，如光合细菌， 硝化菌，反硝化菌等；主要用于应急
缺点 技术原理
备注
除焚烧外，所有的有机废弃物最后都是通过微生物进行分解和转化，进入生态循环；
一般的治理技术只是“收集, 转移”的被动模式 一般的生物技术没有形成彻底的生态循环 需要一种技术可以把污染物就地消减/转化，同时可以资源化
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治理思路及技术--小结
以流域为治理单元；
采用“源头控制、过程阻断、末端治理”的治理思路； 从水安全、水资源、水环境、水生态、水景观、水文化、水经济、水管理8个角 度出发； 运用综合措施（针对点源、面源、内源等污染源）削减各种污染负荷； 着重考虑水体原位生态修复，构建稳定的生态系统，提升水体自净承载力，保持 水质长效稳定。
生物技术对比
技术名称
植物修复技术 曝气增氧 湿地净化技术 投菌技术 ISSA PGPR
优点
可以消除一部分氮磷污染 快速提升水体溶氧，消除臭味 对BOD5有处理效果，能耗较小 可以部分降解污染物 可以激活广谱土著微生物，彻 底消减/转化污染物
季节性强、二次污染、生物入侵 能耗大，水质提升效果有限 占地大，植物受季节影响，蚊蝇滋生 引入外来微生物，适应性不强，降解效率不 高 如果是行洪河道，需考 虑设备安全 适用于生活污水处理
充氧效果一般，有动水和景观效果
充氧效果较好，有动水效果
表面曝气
纯氧曝气设备
移动曝气设备
水深较深河道
水深较深通航河道
充氧效果较好，价格较高
充氧效果较好，无持续效果
移动曝气
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生态修复技术—填料类辅助修复技术
填料类辅助修复 ：给河流或者湖泊中的微生物提供附着场所，主要适用于黑臭情况较为严重的 水体。但也存在抗冲击负荷能力弱，填料表面微生物易受气候水环境条件影响等弱点。
鼓风曝气/表面曝气（喷泉、推流）/水下曝气/纯氧曝气/移动曝气等方式
增加水体溶氧，提升自净能力/能耗大。
各类曝气设备及使用效果一览表