水体富营养化及其防治技术课件

1、第六章 水体富营养化及其防治技术1 、水体富营养化水生生态受破坏，少数生物种群增殖水体发臭、蓝绿藻、鱼腥藻等生长导致水质变差水的透明度减低（影响旅游业和人畜饮水）水中溶解氧消耗“赤潮”、“水华”暴发有毒藻类向水体释放毒素（9g/kg 致死量）影响渔业生产 营养状况叶绿素a(g/L)透明度（m）总磷（ g/L）总氮（mg/L）COD （mg/L）浮游藻类优势种群极度贫营养0.1015.00.90.020.24_重贫营养0.268.02.00.040.48_贫营养0.664.44.60.080.96金藻纲贫中营养1.602.410.00.161.80隐藻纲中营养4.101.323.00.313.6

2、0甲藻纲中富营养10.000.7350.00.657.10硅藻纲富营养26.000.40110.51.2014.0硅、蓝藻纲重富营养64.000.22250.02.3027.0蓝、绿藻纲极度重富营养160.000.12555.04.6054.0异常性生物2、湖泊营养类型2、湖泊“水华”暴发以太湖为例：每年5月暴发“水华”-蓝藻水华蓝藻（蓝细菌）地球上最早出现的光合自养菌，能够生存在极端恶劣的环境中，比其它生物有一定的竞争优势；当条件适宜，某些蓝藻能快速生长，达到一定的生物量（初级生产力大暴发），形成藻类集体（蓝藻水华）产毒藻：鱼腥藻、束丝藻、微囊藻、节球藻、念珠藻、颤藻 蓝藻水华爆发蓝藻水华爆

3、发2 海洋赤潮中国的三个赤潮高发区： 渤海、东海、南海赤潮生物：原甲藻赤潮、钟叶虫赤潮等海洋赤潮与水体污染（富营养化）和大尺度气候变化、海洋物理性质等有关 有毒 鱼类死亡藻类大量繁殖 无毒 水母大量生长 3、海洋赤潮以舟山渔场赤潮为例： 19982002年5月份在同一地点大规模暴发原甲藻赤潮，在同一地点有亚历山大藻（有毒）伴随生长。 赤潮形成锋面，此时淡水、陆架水交错（盐度为2%）例如：伶仃洋营养化但不发生赤潮 香港牛尾海中营养但经常发生赤潮4、 造成富营养化原因点源污染 工业污水、城镇生活污水、固体废物处置场面源污染 城镇地表径流、农牧业区地表径流、矿区地表径流、大气降尘、湖泊养鱼、水面娱乐

4、 生活污水 主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他排水等。 大量合成洗涤剂 2、面污染源农业面源污染城市径流污染3 “水华”、“赤潮”的产生条件“水华”、“赤潮”发生机理到目前没有彻底弄清楚环境条件： 温度、水动力条件水体中的有机物、营养盐浓度 氮、磷某些刺激因子 铁、硅、维生素、微量元素 4 水体富营养化控制对策治理污水、去除氮磷控制暴雨径流污染控制大气、固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投

5、放药剂控藻、收获藻类 。 4 水体富营养化控制对策治理污水、去除氮磷控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 脱氮除磷城市污水处理厂脱氮除磷工艺湿地系统控制面源氮磷污染WaterSedimentAirN2+N2ONH3Org-NNH4- NO2 - NO3- NH4-NO3- Simplified wetland nitrogen cycle人工湿地除磷特性研究物化吸附、共沉淀生物吸收、直接截留 不同湿地结构除磷效果对照Ca、Fe、Al、Mg的

6、氧化物或氢氧化物有机磷沉积/直接截留无机磷生物吸收异养降解 物化吸附共沉淀过饱和CaCO3土壤、根系层、填料床吸收湿地植物/漂浮生物/微生态结构吸收 Constructed wetlands Free surface flow wetlandsSubsurface Flow WetlandsSubsurface Flow Wetlands Horizontal SSFSubsurface Flow WetlandsVertical Flow System滇池边的人工湿地湿地植物湿地植物表面流布水系统 Some parameter for system（1） HydraulicslHydraul

7、ic loading rate qi (HLR) qi=Qi/A (4.1)where A = wetland top surface area(m2) qi = HLR (md-1; often expressed as cm d-1) Qi= wastewater inflow rate (m3d-1) lNominal detention time =LWh/Q (4.3) where L = length (m) Q = flow rate (m3d-1) W= width (m) = nominal detention time (d)（2） Water budgetThe dyna

8、mic overall water budget for a wetland is where ET = evapotranspiration rate (m d-1) I = infiltration to groundwater (m d-1) P = precipitation rate (m d-1) Q b = bank loss rate (m3d-1) Q c = catchment runoff rate (m3d-1) Q o = output wastewater flow rate (m3d-1) Q sm = snowmelt rate (m3d-1) t = time

9、 (d) V = water storage in wetland (m3)生态动力学模型4 水体富营养化控制对策治理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 4. 水体富营养化控制对策治理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 4. 水体富营养化控制对策治

10、理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 浙江余姚茶园喷灌电动时针式喷灌机滴 灌发展喷灌、滴灌 控制水土流失： 草、灌、林混种，减少地面裸露； 种植经济林木，增加农民的收入； 采用栏沙坝等工程措施，控制水土流失；4. 水体富营养化控制对策治理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态修复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧

11、、投放药剂控藻、收获藻类 4. 水体富营养化控制对策治理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态修复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 4. 水体富营养化控制对策治理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 生物控藻技术 放养食草鱼和食鱼鱼(注意比例) 放养贝类 投菌法（注意处理效率和生态安全）

12、采用藻病毒 采用植物控藻1、大型肉食性鱼类2、小型肉食性鱼类3、大型杂食性鱼类4、小型杂食性鱼类5、滤食性鱼类6、草食性鱼类7、蟹8、虾9、底栖动物10、浮游动物11、浮游植物12、沉水植物13、碎屑鳜、乌鳢和翘嘴鲌等红鳍原鲌、黄顙鱼和 沙塘鳢等草鱼、团头鲂和鳊等鲢和鳙（1：10）鳑鲏、麦穗鱼、黄鱼幼子陵栉鰕虎、似鱎 、黑鳍鳈和棒花鱼等鲤、鲫和餐条等中华绒螯蟹日本沼虾等将湖泊生态系统生物成分划分成13个功能组4. 水体富营养化控制对策治理污水、控制面源污染控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 底泥疏浚 疏浚对岸坡的影响 底泥运输 底泥疏浚的厚度（薄层疏浚） 底泥疏浚的最终处理处置 余水的问题 二次污染的问题4. 水体富营养化控制对策治理污水、去除氮磷控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、采用藻病毒等）底泥疏浚、调水冲湖、水体充氧、投放药剂控藻、收获藻类 。 4. 水体富营养化控制对策治理污水、去除氮磷控制固废污染控制水产养殖强度合理施肥、控制水土流失利用前置库技术控制污染物入湖湖内和湖滨带生态恢复生物控藻（放养食草鱼和贝类、