湖泊水体富营养治理与优化技术探讨

湖泊水体富营养治理与优化技术探讨

摘要：随着生活水平提高，人们越追求亲水生活。然而，水体中因有机污染物不断积累而富营养化，各种藻类疯狂繁殖，由于没有有效的治理措施，藻类疯长，水面形成一层绿色膜状藻类漂浮层（称为“水华”），有异味，藻类产生毒素。水体富营养及其引起的水华暴发是当今世界的环境灾害之一，而且发生的频率与严重程度都呈现加快的趋势。富营养化是湖水水质变坏的先兆，接下来就是黑臭，那就更难治理了。本文就湖泊水体富营养治理与优化技术探讨

关键词：湖泊；营养治理；难点；优化技术

中图分类号：k928.43文献标识码：a文章编号：

1．水体富营养化

湖泊是建设“适宜生活居住，适宜创业发展”的园林城市的资本。如果一个城市有湖泊，那是一个城市之福。恢复水体本来的功能，并进行景观化建设日益显得重要和迫切。实施水环境综合治理，彻底消除水体富营养化的形象，还本城区人民靓丽的公园和优美的水环境是一项生态工程、民生工程，也是全力打造生态文明、富裕和谐社会的举措之一。

2．水体富营养治理的难度大

2.1 富营养化水体治理的第一大难点是对藻类的控制

（1）对湖泊富营养化治理最紧迫的任务之一就是对藻类的治理。藻类植物是水体中最易生存的物种之一，也是地球上最重要的初级生产者之一。富营养的水体藻类疯长而形成的水华，是造成水体

变成污浊的墨绿色、溶解氧含量下降、水质恶化、感观极差的重要因素。尽快改善水体感观，是人们首先最关心的事情，因此，对湖泊富营养化治理最紧迫的任务之一就是对藻类的治理。

（2）实践证明，依靠降低水体的氮、磷浓度来抑制藻类的生长，难度大，代价高。

富营养水体藻类水华形成优势的原因，不仅受理化因素影响，其特有的生理生态特性更为关键。藻类水华独特的细胞结构、伪空胞的浮力调节功能、碳氮代谢特性和高效利用无机碳与高效捕获和转化光能的能力、众多种类在水体形成的演替竞争能力，都直接为藻类水华提供了非同寻常的竞争力。

2.2 能够应付外来污染负荷冲击，又做到易于操作、长期稳定、维护费低，是水体富营养治理的又一大难点

许多城镇的湖泊都是集污式湖岸，而且有蓄洪防涝功能，不能阻挡暴雨径流带来的氮磷汇入湖中，因蓄洪而受纳城市污水是其富营养化的重要原因，这是湖泊治理又大难点。在湖泊的纳污处建污水处理厂是不现实的，因而所选的治湖技术要求去污能力特别强，能够有效抵御污染负荷冲击，否则，治理效果就达不到要求，也不稳定。

采用生物法去除污染负荷与生态修复是较为经济的方法，以往，生物法有水生动植物法、微生物法、人工湿地法等。

依靠在水体喷洒微生物的方法，可起到分解水体中的有机物的作用，对水质改善有利。但是，微生物在水体中生长的控制难度比较

大，要求高，重建的生态系统不容易做到稳定；而且，用投加微生物菌群（或生物酶）的方法，需要长期投加且费用较高。

人工湿地占地大、见效慢，一般两年左右湿地内部堵塞，净化效率逐渐下降、达不到治理目标等问题，目前正在积极寻求解决办法。综上所述，湖泊治理需要寻求去除水体中污染物效率高，能较快地修复水生生态系统，能够抵御污染负荷冲击，长期稳定地保持水体自净功能，而且容易控制，管理简单，维护费用低的技术集成。3．湖泊水体富营养治理技术集成与优化

多年的以水体治污、生态重建和系统稳定化为重点，针对治湖的难点，从力求体现治湖的先进性和经济性出发，优选多种实用技术集成，进行湖泊富营养化治理和控制，努力克服常规湖泊富营养化治理和控制技术存在的管理难、不稳定等问题，在治湖实践中取得较好的效果。

3.1超声波灭藻抑藻

3.1.1水体藻类治理方法选择

除藻的方法有很多，但大多数都不理想。

（1）机械捞藻法：这种方法对局部岸边角落里过厚层的藻类堆积处，也许可以见到些瞬时局部效果，但这种原始的简易办法只能作为一种用于藻类密度很大的前期辅助手段，既不能治本，又不能治标，且每次的作业的劳动强度都很大。

（2）过滤法：过滤系统可以滤去水中包括水藻在内的悬浮物，可提高水体透明度。传统过滤装置大都采用石英砂作为过滤层，过

滤质量、效果都不理想，每年都要更换滤料（生物砂，活性炭等），操作非常麻烦，容易损坏；而且，占地大，能耗大，且运行费用高。（3）化学法：常用的除藻剂有硫酸铜、氯、漂白粉、二氧化氯等，也有人用改性明矾，此外，臭氧和高锰酸钾也可作为除藻剂。这些絮凝剂、氧化剂可以较快地除藻杀藻，并进一步氧化藻细胞损伤释放的代谢物质和有毒有害物质，效果显著。但是使用这些药剂费用较大，需要定期使用（一般1～3个月需投放一次），经济负担重，而且对水生生物的影响以及与水体中溶解性离子的反应均未得到排除，会引起二次污染，有些化学药剂有生物毒性。化学药物除藻危害大，只能用作蓝藻水华大规模发作的应急除藻，是治标不治本的方法，不能稳定地维持水体健康清澈，只能短期内抑制蓝绿藻疯长。

（4）生物法：利用水生生物对藻类的捕食或竞争作用，投放这些抑制性生物，再定期捕捞。该法投资省，利于建立合理的水生生态循环。我国常用的水生生物有梭鱼、鲢鱼、鳙鱼、草鱼等滤食性鱼类，凤眼莲、莲子草、慈姑、茭白、水花生、菱角等水生植物。然而，这些生物在减少藻类的同时，本身也会排泄相当量的营养物或植株死亡腐败，这意味着同时有较大比例的营养物又进入矿化循环而没有真正被去除；但生物控制方法出效果需时较长，在人为强烈干扰下，将造成系统砐不稳定，采用生物控制时必须仔细考虑是否会带来的不利生态后果。有限密度的水生生物不能控制藻类的生长，可作为辅助手段。

（5）超声波灭藻抑藻

世界上第一台超声波除藻器于1999年开始应用于开放性水域中，到目前为止，已经发展成为一种具有极强杀灭水藻功能的成熟产品，世界上已有十几个国家推广使用，已被证明是一种最简单、最有效的环保除藻技术，无论是发泡式藻类、漂浮式藻类或有根的藻类都能有效消除，如在资金许何的情况下，此为最为有效且需时最短的方法，现简单介绍超声波除藻器的工作原理和应用。

工作原理：藻类细胞的特殊构造是一个占细胞体积50% 的气胞，气胞控制藻类细胞的升降运动。超声波在水中产生机械效应、空化效应和自由基效应，超声波除藻技术主要是利用这些效应，运用特殊频率超声波的震荡波来破坏气胞、破坏活性酶，导致细胞壁和细胞质分离，细胞萎缩，叶绿体减少，生长抑制，失去控制浮动的能力，藻细胞灭活。

实验证明20khz、15w的超声波对螺旋藻辐射30秒，即可发现藻丝体的断裂。超声波还可以通过空化效应降解其它有机物污染物和藻毒素。研究表明，低强度的超声抑藻过程中破坏了藻胆体的结构功能，干扰了叶绿素的合成途径，以达到抑制水藻生长的目的。

中国环境科学研究院通过对超声波除藻器应用的实验和检测，结论是：采用低能量超声波抑藻，有可能通过控制超声波的辐射能量，有选择的抑制有害的蓝藻，而不对沉水植物、鱼类，以及浮游动物产生明显的危害，从而改善水生生态环境。

超声波除藻器的应用：超声波除藻产品引入中国后，在阳光强烈、