水体的原位修复技术

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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
软性和半软性填料组合而成
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
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
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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。
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
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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
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生态修复技术--植物修复技术
浮水植物：聚草、香菇草等；
挺水植物：菖蒲、美人蕉、鸢尾等； 沉水植物：苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜等。
可以转移部分氮磷物质，但植物季节性强、收割维护工作量大。
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生态修复技术--植物修复技术
常用的浮水植物
芡实
大漂
睡莲
红菱
沼生水马齿
浮叶眼子菜
浮水植物种植密度： 芡实，1-2丛/m2; 大漂，30-40株/ m2; 睡莲、红菱，1-2丛/ m2 ，10-15芽/丛；沼生水马齿、浮叶眼子菜，20-40 株/ m2（大漂为生态入侵物种，使用时需注意防范）
水资源
八位一体
水经济 水管理
水景观
水文化
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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）
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治理技术--“工程为主、植物美化为辅”
点源：截污纳管统一收集或者一体化设备；
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
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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!
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
紫莎草
千屈菜 鸢尾 梭鱼草 紫芋
5-20丛/m2
6-10丛/m2 9-12株/m2 6-10丛/m2 6-10株/m2 15－20芽/丛、8－12丛/m2
鸢尾
梭鱼草
紫芋
水葱
水葱
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生态修复技术--植物修复技术
沉水植物的修复分为2个步骤，首先种植以狐尾藻、黑藻等为主的先锋耐污物种，待水质改善后改种以金鱼藻等为主的常规物种。
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。。。

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。
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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
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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
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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。
wenku.baidu.com
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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。
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
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生态修复技术--曝气修复技术
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。
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。
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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）
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。
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
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
设备 鼓风曝气设备 表面曝气设备 （喷泉、推流） 水下曝气设备 适用河道 水位波动小的河道 特点 充氧效果好，无景观效果，有噪音
鼓风曝气
景观水体、水深较深的河道等； 水体流速小，水深较深河道
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。
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