生物修复应用于地表水治理的现状
* 学 院毕 业 设 计（论文）题目生物修复应用与地表水治理的现状姓名 * 系（部）环境工程与化学系专业环境监测与治理技术指导老师 * 老师日期 *年* 月* 日II 生物修复应用于地表水治理的现状摘 要地表水为饮用水源水，其日益严重的污染问题已引起社会的广泛关注。水体修复中的生物修复法的原理是利用生物或微生物的生命活动，转移、转化及降解水中污染物，使受污染水体达到治理要求。究其根本，这种技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。本文介绍了地表水的特点、污染来源及其污染状况，并且分别从物理、化学和生物3 个方面综述了地表水的各种污染控制和管理措施，讲述富营养化水体的修复技术以及该技术的综合研究和应用。关键词 地表水 ；水体修复；生物修复法；富营养化III BIOREMEDIATION APPLICATIONS AND THE STATUS OF SURFACE WATER MANAGEMENT ABSTRACT Surface water for drinking water source water, its increasingly serious pollution problem has aroused widespread concern in society. Water body repair Bioremediation The principle is the use of biological or microbial life activities, transfer, conversion and degradation of water pollutants, so that contaminated .Water body to meet governance requirements. It simply, this technology is a natural resilience and self-purification ability of an enhanced. This paper introduces the characteristics of surface water, pollution sources and pollution, and separately from the physical, chemical and biological overview of three aspects of a variety of surface water pollution control and management measures on the eutrophication of water body repair technology and the technology Comprehensive study and application.KEY WORDS :surface water; water body repair; bioremediation method; eutrophication IV 目录前 言. 1第一章地表水处理技术 . 21.1 常规处理技术 21.2 预处理技术 31.2.1 吸附预处理技术 . 31.2.2 化学氧化预处理技术 . 31.2.3 生物氧化预处理技术 . 31.3 深度处理技术 41.3.1 活性炭吸附 . 41.3.2 生物活性炭 . 41.3.3 光催化氧化 . 41.3.4 电化学净化 . 51.3.5 膜滤 . 5第二章生物修复技术 . 62.1 微生物修复技术 62.1.1 微生物修复概念 . 62.1.2 微生物修复的影响因素. 62.1.3 微生物修复的分类 . 72.1.4. 生物修复技术的优点 . 72.2 植物修复技术 82.2.1 植物修复概念 . 82.2.2 植物修复的具体内容 . 82.2.3 植物修复的优点 . 92.3 动物修复技术 92.4 生态修复技术 . 102.4.1 生态修复的概念 . 102.4.2 生态修复技术的方法 . 102.4.3 生态修复的优点 . 12V 第三章淡水湖泊治理案例 . 133.1 浅谈小清河流域的水污染治理. 133.1.1 小清河水质评价 . 133.1.2 治理的主要对策与措施. 143.2 西安市水质污染状况及防治对策探讨 . 143.2.1. 西安市水质污染状况 . 153.2.2. 水污染的防治对策 . 15结 论. 17谢 辞. 18参考文献 . 19外文资料翻译 . 211 前 言水资源是基础自然资源，是生态环境的控制性因素之一，同时又是战略性经济资源，是一个国家综合国力的有机组成部分。水资源的可持续利用是实现经济社会发展目标、实现经济社会可持续发展的基础性、全局性和战略性问题。随着社会经济的持续快速发展、城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高，水资源短缺、洪涝灾害频繁、水环境恶化等问题日益突出。有限水资源的社会特性得不到充分发挥，水资源越来越成为可持续发展的制约因素。我国是一个严重干旱缺水的国家。虽然我国淡水资源总量为2.8 万亿立方米，占全球水资源的6% ，仅次于巴西、俄罗斯、美国、加拿大和印尼，居世界第6 位，但人均占有水资源量约为世界平均水平的1/4 ， 是全球 1 个人均水资源最贫乏的国家之一。到 20 世纪末，全国 60 多座城市中，已有400 多个城市存在供水不足的问题，其中比较严重的缺水城市达111 个，全国城市缺水总量为60 亿立方米。近年来，经济发展带来水体污染日益严重，我国江河流域普遍遭到污染，全国河川的生态功能己严重衰退，且呈发展趋势。资料表明，水质劣于V 类标准河段占 48.0%，不能满足 m 类水质标准，不能做集中水源的河段占73.5%。近 30年来我国淡水湖泊水质污染现象呈迅速增长之势。全国大型淡水湖泊均达到中度和重度污染，其污染程度由重到弱依次为滇池、巢湖、南四湖、洪泽湖、太湖、洞庭湖、镜泊湖，其中滇池和巢湖全湖水质劣于V 类 。我国城市供水水源有30%源于地下水，近 20 年来地下水水质也普遍呈恶化趋势。根据对全国846个具有较长水质监测资料的水质站19932000 年间水质变化趋势的分析，全国约四分之一的测站水质呈恶化态势，只有约1/10 的测站水质状况有明显改善。水质状况恶化的百分比大于改善的百分比，水资源质量仍在下降，水污染呈加重态势。水资源一级区中，辽河区水质污染仍较严重，但有改善势头，其它水资源一级区呈恶化趋势，其中东南诸河和松花江区最为明显。由中国水环境的污染状况可以看出，保护水环境、治理水污染已经到了刻不容缓的地步。2 第一章地表水处理技术1.1 常规处理技术一般水处理过程及其工艺要求以地表水为水源的常规给水处理工艺，一般有混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒几个主要环节，粗略的可以分为一级处理(混合、絮凝、沉淀 )和二级处理 (过滤 )两个阶段。这种传统工艺的理论，建立在以粘土胶体微粒和致病细菌为主要处理对象的基础上，处理方法针对的是胶体颗粒布朗运动、颗粒间的静电斥力及颗粒表面的水化学作用导致的稳定性。一级处理的技术核心是利用絮凝剂的电离特性，发挥其电离、水解产物的压缩水中胶体双电层和电性中和、高分子(长链状 )吸附架桥及沉淀物卷扫等作用，使水中杂质失去稳定性、形成大的絮凝体并沉淀去除;二级处理则模仿天然过滤，利用滤料对颗粒的粘附等作用截流水中悬浮杂质。（1） 加药混合 :加药混合是给水一级处理的第一个环节，所谓的“药”，就是各种各样的絮凝剂，投加到水中后，它能够迅速水解反应，产生多种配合物和聚合物，在不同阶段，发挥电性中和的作用。混合的要求是快速剧烈，目的是促进混凝药剂扩散速度，使聚合物均匀分布于水体，以利于絮凝剂水解、聚合并充分发挥各种物质对胶体颗粒的电中性和脱稳作用使胶体脱稳。（2） 絮凝反应 : 自药剂与水均匀混合起直至大颗粒絮凝体形成的过程。 “反应”是指通过机械或水力搅拌造成颗粒碰撞，使小颗粒絮状物的过程。由于大的絮凝体容易破碎，自反应开始至反应结束体积逐渐增大，促使颗粒间碰撞的搅拌强度逐渐降低。因此，絮凝是为“絮凝体的成长“创造最有利的条件。（3） 沉淀:沉淀:是指经过絮凝脱稳的悬浮颗粒依靠重力作用沉降的过程。该过程是水处理的一个重要环节，前面的混合反应并不分离出去，而是为沉淀“做充分的准备”，使比较细小的杂质颗粒成为“易于沉淀的”较大絮凝体。（4） 过滤:过滤:在水处理上一般称为二级处理，通常是设于沉淀池、气浮池等一级设施之后，指以石英砂等粒状滤料层截流水中悬浮水获得澄清的工艺过程。过滤的功效，不仅在于进一步降低水的浊度，而且有机物、细菌乃至病毒等将随浊度的降低而被去除。3 1.2 预处理技术传统的混凝沉淀、过滤、消毒等工艺主要去除水中的悬浮物及胶体物质，而有机污染物在水中多以溶解性状态存在，所以传统净水工艺不能有效去除有机污染物及致突变物质。为解决这一问题，可在净水工艺前增加预处理手段。即在常规处理工艺前采用适当的物理、化学或生物处理方法强化常规处理工艺对污染物的去除以减轻后续处理工艺的负荷，发挥水处理工艺的整体作用，改善和提高饮用水水质。其主要包括吸附预处理、化学氧化预处理及生物预处理。1.2.1 吸附预处理技术吸附预处理技术【1】是在混合池中投加吸附剂，利用其强大的吸附性能，改善混凝沉淀效果来去除水中的污染物。主要有粉末活性炭吸附、黏土吸附等。国外利用粉末活性炭脱色除嗅, 已取得成功的经验和较好的效果。 但是粉末活性炭参与混凝沉淀过程后 , 残留于污泥中 , 目前尚无很好的回收再生利用方法, 只能作一次性使用 , 致使处理费用较高, 其实际应用也只是在一些有特殊要求的供水系统中配置。该法的应用在国内处于刚刚起步阶段。黏土矿物类吸附剂虽然货源充足、价格便宜 , 具有很好的吸附性能, 但是大量黏土投入混凝剂中增加了沉淀池的排泥量, 给生产运行带来一定困难。1.2.2 化学氧化预处理技术化学氧化预处理技术【1】是指向水体中投加化学氧化剂, 氧化分解水中的污染物。常用的化学氧化剂有氯气、臭氧、高锰酸钾和紫外光氧化及其联合工艺。化学氧化法可有效降低水中的有机物含量, 提高水中有机物的可生化降解性, 有利于后续处理 ;可控制因水体污染而生成的微生物和藻类的生长, 提高混凝效果 , 但会使氯化后的出水致突变活性增加, 且运行费用较高。 目前只在一些有特殊要求的小型供水系统中有所应用。1.2.3 生物氧化预处理技术生物预处理技术【1】是借助于微生物群体的新陈代谢活动去除水中污染物的方法。主要有生物过滤反应器、生物塔滤、生物接触氧化、生物转盘反应器、生物流化床、生物慢滤和土地处理系统等技术。生物预处理技术是去除污染水体中4 可生物降解有机污染物和氨氮、亚硝酸盐、铁、 锰等无机污染物的一种行之有效的方法 , 对低浓度有机污染物有较好的去除效果, 在适宜的环境温度下 , 氨氮去除率可达80%以上, 不仅能改善混凝沉淀性能, 减少混凝剂用量 , 为后续常规处理工艺及深度处理减轻污染物负荷, 提高系统净化能力 ,而且还可以减少水处理中氯的消耗量 , 降低水中卤代有机物的生成量, 使 整个处理系统出水更安全可靠。1.3 深度处理技术深度处理技术【1】是指在常规处理工艺后 , 采用适当的处理方法 , 将常规处理工艺不能有效去除的污染物加以去除, 提高和保证饮水水质。主要技术有活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性炭、光催化氧化和膜技术等。1.3.1 活性炭吸附活性炭是一种多孔性物质 , 具有很高的比表面积。 其去除污染物主要靠的是微孔吸附作用。活性炭对水体的色度、臭味有很好的去除作用。 20 世纪 50 年代初期, 西欧就采用活性炭处理地表水源以消除水中嗅味。目前美国已有90%以上的以地表水为水源的水厂采用活性炭吸附脱色除嗅。活性炭对水中其他有机物也有吸附作用 , 许多研究发现活性炭对微量有机物的吸附作用有独特之处, 可较好地吸附一些杀
