10-河湖水体污染生态治理-2017.01.24

河湖水体污染

生态治理北京市水资源公报2015年大中型水库水质日期：2016年10月1日水库所在县区水质类别密云水库密云II官厅水库延庆IV怀柔水库怀柔II海子水库平谷II白河堡水库延庆II十三陵水库昌平II斋堂水库门头沟II北台上水库怀柔II大宁水库丰台II崇青水库房山II沙厂水库密云IV遥桥峪水库密云II大水峪水库怀柔III珠窝水库门头沟II西峪水库平谷II黄松峪水库平谷II半城子水库密云III桃峪口水库昌平无水湖泊水质日期：2016年10月1日湖泊所在县区水质类别团城湖海淀II昆明湖海淀III圆明园湖海淀IV八一湖海淀IV玉渊潭湖海淀IV紫竹院湖海淀IV六海西城

展览馆后湖西城II筒子河东城、西城

陶然亭湖宣武II龙潭湖崇文II青年湖东城III朝阳公园湖朝阳IV红领巾湖朝阳III莲花池丰台IV奥运湖朝阳IV柳荫公园湖东城III河流水质日期：2016年11月河流（河段）所在区县现状水质类别潮白河下段顺义、通州V1运潮减河通州V3北运河通州V3温榆河上段昌平、顺义V3温榆河下段顺义、朝阳、通州V2小中河顺义、通州V3通惠河上段朝阳IV通惠河下段朝阳、通州IV玉带河通州V3肖太后河朝阳、通州V3通惠北干渠朝阳、通州V1西排干朝阳、通州V2半壁店明渠朝阳无水观音堂明沟朝阳V4大柳树明沟朝阳V3凤河大兴V3新凤河大兴、通州V3黄土岗灌渠丰台无水港沟河通州V2凤港减河大兴、通州V3备注：地表水水质类别功能划水质类别适用范围I类主要适用于源头水、国家自然保护区II类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区等III类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级级保护区、渔业水域及游泳区IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域V1类参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的一级限值A标准V2类参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的一级限值B标准V3类参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的二级限值标准V4类大于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）地表水环境质量标准GB3838-2002.污水综合排放标准GB8978-1996水污染物综合排放标准DB11307-2013城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002城镇污水处理厂水污染物排放标准DB11890-2012劣五类水，污染程度已超过V类的水.黑臭水体，轻度黑臭、重度黑臭

地表水环境质量标准水污染物排放标准城镇污水处理厂污染物或项目名称I类II类III类IV类V类II、III水体IV、V水体II、III水体IV、V水体A标准B标准A标准B标准色度（倍）≤

10301015悬浮物（SS）

≤

51055生化需氧量（BOD5）

≤3346104646化学需氧量（COD）

≤151520304020302030氨≤0.150.511.521.0(1.5)1.5(2.5)1.0(1.5)1.5(2.5)总氮≤0.20.511.5210151015总磷（以P计）

≤0.02（湖库0.01）0.1（湖库0.025）0.2（湖库0.05）0.3（湖库0.1）0.4（湖库0.2）0.20.30.20.3总有机碳（TOC）

≤

溶解氧≥饱和率90%（或7.5）6532

河湖水体富营养化河湖水体中污染物的物质循环城市污水处理工艺（控制源头）微生物在河湖水体污染控制中的作用水生植物在河湖水体污染控制中的作用其他水环境污染治理技术综合措施改善河湖水质河湖水体富营养化富营养化概念富营养化危害富营养化与水中氧平衡富营养化形成条件富营养化指标和评价富营养化概念

富营养化（eutrophication）它是指水体中营养物质过多，特别是氮、磷过多而导致水生植物（浮游藻类等）大量繁殖，影响水体与大气正常的氧气交换，加之死亡藻类的分解消耗大量的氧气，造成水体溶解氧迅速下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，加速水体衰老的进程。破坏水体生态系统。是水体衰老的一种表现，也是潮泊分类与演化的一个指标。

水体出现富营养现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色等。这种现象在江河、湖泊中称为水华，在海洋上则称为赤潮。这些藻类有恶臭，有的还有毒，表面有一层胶质膜，鱼不能食用。藻类聚集在水体上层，一方面发生光合作用，放出大量氧气，使水体表层的溶解氧达到过饱和；另一方面藻类遮蔽了阳光，使底生植物因光合作用受到阻碍而死去。这些在水体底部的死亡的藻类尸体和底生植物在厌氧条件下腐烂、分解，又将氮、磷等植物营养元素重新释放到水中，再供藻类利用。这样周而复始，就形成了植物营养元素在水体中的物质循环，使它们可以长期存在于水体中。富营养化水体的上层处于溶解氧过饱和状态，下层处于缺氧状态，底层则处于厌氧状态，显然对鱼类生长不利，在藻类大量繁殖的季节，会造成大量鱼类的死亡。同时，大量藻类尸体沉积水体底部，会使水深逐渐变浅，年深月久，这些湖泊、水库等水体会演变成沼泽，引起水体生态系统的变化，如图所示。因此，水体的富营养化亦是水体遭受污染的一种很值得注意并应予给予足够重视的严重现象。富营养化的危害感官恶化，不利观光鱼类窒息或中毒死亡影响植物生长水质变劣，净化费用提高加速湖泊衰亡水体富营养化与水中氧平衡有密切的联系常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体富营养化：溶氧量DO：指溶解于水中的分子态氧。生化耗氧量BOD：指水体中的有机物在好氧条件下经微生物分解咸CO2和H2O时所需要的氧气。化学耗氧量COD：指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧气。高锰酸钾法和重铭酸钾法总有机碳TOC：包括水中所有有机物质的含碳量，是评价水体有机物污染的一个综合指标。总需氧量TOD：是指把水体中的碳、氮、硫、氢等元素全部氧化时所需氧的总量。

TOC、TOD与BOD只在水质条件基本相同的情况下．才能表示为一定的相关关系。富营养化形成的条件营养元素氮（N）、磷（P）是主要元素；最小值定律：P光决定植物的分布：富光带、光补偿面、深水带。水体中的光照强弱、水生植物光合强度的强弱直接影响水体的富养化。温度水体温度随时间变化（季节、昼夜）形成水体的运动，是影晌水中氧和营养物质的垂直运动和在各层分布的重要因索。

夏、冬季节水体的上下对流弱，春、秋季对流强。富营养化的指标与评价物理指标（1）透明度（2）营养状态指数，不同的营养状态水质参数。化学指标氮、磷的含量浮游硅藻（小环藻、平板藻〕浮游黄鞭毛藻（锥囊藻）浮游硅藻（星杆藻、囫杆型、冠盘藻，颗粒直连藻）浮游绿藻（盘星藻、栅藻）浮游蓝藻（向囊藻、囊丝藻、鱼腥藻｝眼虫藻类浮游生物（裸藻）细菌类浮憎生物贫营养富营养生物学指标生物多样性指标，如浮游生物表。河湖水体富营养化河湖水体中污染物的物质循环城市污水处理工艺（控制源头）微生物在河湖水体污染控制中的作用水生植物在河湖水体污染控制中的作用其他水环境污染治理技术综合措施改善河湖水质河湖水体中污染物的物质循环水循环和污染物排放物质循环、碳循环、氮循环、磷循环、硫循环水体富营物质循环水体净化要点

引起水体污染（富营养化）的原因:生活污水、食品加工废水、洗涤剂：COD、P集约化畜禽养殖场：N、P、COD；农业污染：化肥N、P、农药工业污染，如化肥厂：N、P氮、磷是初级生产者的营养源，氮、磷含量越高，藻类生长旺盛，容易产生水体富营养化，导致水质缺氧，影响生物的生长。蓝藻喜好生长于有机质丰富和高磷的富营养化环境中的微藻。生态系统的物质循环又叫生物地球化学循环，物质循环带有全球性，简称生物地化循环。生态系统的物质循环能量流动与物质循环的关系碳循环基本过程化石燃料无机环境生产者分解者消费者光合作用呼吸作用分解作用呼吸作用呼吸作用燃烧分解作用摄食作用形成煤、石油、天然气等形成煤、石油、天然气等碳循环示意图氮循环氮元素主要存在于有机物、蛋白质、维生素中，磷元素是构成细胞膜和一些酶的元素，而生物体的脱落皮肤、毛发含有丰富氮、磷元素。食物残渣、生活垃圾、粪便代谢物等等，和生命有关的东西都富含这些元素。氮占大气成分的79％，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等才能在生物群落与无机环境间反复循环。大气中N2尿素及动植物遗体NO3-土壤中的微生物NH3NO3-氮素化肥①②③④⑤⑥⑦⑧⑨氮循环空气中的氮气大气闪电固氮人工合成固氮生物固氮土壤中(NH4+,NO3-)生产者各级消费者生物体组成含氮部分含氮废物交换吸附主动运输消化吸收合成脱氨基作用微生物分解泌尿系统排出捕食同化作用反硝化作用氮循环过程大气中的N2生物固氮工业固氮闪电固氮硝酸盐和氨等物质

动植物遗体等氨化细菌NH3NO3－硝化细菌反硝化细菌生物固氮：N2＋3H2→2NH3氨化作用：含氮有机物→NH3

反硝化作用：→N2

NO3－多种植物多种动物

在生物圈中，一方面N元素通过固氮作用等作用进入生物群落，另一方面N元素又通过反硝化作用重新返回大气。硝化作用：NH3→→NO3－NO2－氮循环

磷元素是构成细胞膜和一些酶的元素。

核酸与核蛋白：核酸是作物生长发育、繁殖和遗传变异中极为重要的物质，磷的正常供应，有利于细胞分裂、增殖，促进根系的伸展和地上部的生长发育

磷脂：磷脂在种子内含量较高，说明在其繁殖方面有重要作用，磷脂分子中既有酸性基因，又有碱性基因，对细胞原生质的缓冲性具有重要作用，因此磷脂提高作物对环境变化的抗逆能力。含磷的生物活性物质

腺苷三磷酸（ATP）、鸟苷三磷酸（GTP）、脲苷三磷酸（UTP）、胞苷三磷酸（CTP）。它们在物质新陈代谢过程中起着重要的作用，尤其是ATP。磷还存在于许多酶中，辅酶Ⅰ（NAD）、辅酶ⅡNAPT、辅酶A(HS-CoA)，黄素酶(FAD)等。

城市污水中磷的来源主要为生活污水中的有机质、洗涤废水、工厂废水。以后两项为主。磷循环S主要作为生物体内蛋白质的主要成分硫循环影响酸雨形成的因素很多，除大气污染程度外，还与土壤地带性差异、大气和降水以及大气的缓冲能力等因素有关。下表是不同国家和地区雨水酸度与酸碱成分酸雨生产者：植物

消费者：动物分解者：微生物N、P元素含量正常情况下来源于自然的元素循环过程，但是人类的活动会大大的影响两种元素的正常循环或在某一处的含量。氮元素主要存在于有机物、蛋白质、维生素中，磷元素是构成细胞膜和一些酶的元素，而生物体的脱落皮肤、毛发含有丰富氮、磷元素。食物残渣、生活垃圾、粪便代谢物等等，和生命有关的东西都富含这些元素。人多的地方N、P含量高出人少的“世外桃源”高几十倍很正常。另外污染物从别处迁移过来也是个因素，就像上游的脏水流到下游。1控制外源性营养物质输入2减少内源性营养物质负荷3去除污水中的营养物质防治措施（1）制订营养物质排放标准和水质标准。（2）根据湖泊水环境磷容量，实施总量控制。

（3）实施截污工程或者引排污染源。

（4）合理使用土地，最大限制地减少土壤侵蚀、水土流失与肥料流失。1控制外源性营养物质输入2减少内源性营养物质负荷1生物性措施生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水体中氮、磷营养物质目的的方法。它的最大特点是投资省，有利于建立合理的水生生态循环。2工程性措施工程性措施主要包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀等。3化学方法这类方法包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻等。3去除营养物城市生活污水及某些工业废水中含有较高浓度的氮、磷营养物质，一部分氮、磷能够通过二级生化处理过程被微生物去除，利用生物法进行脱氮除磷是一种比较适用的方法。但由于城市污水中的氮、磷浓度往往要比活性污泥生长所需要的浓度高出2～5倍，所以污水中仅有30%～50%的氮和磷被活性污泥去除，余下50%～70%的氮和磷将随二次废水排出。利用物理化学方法去除污水中的氮、磷营养物质可以采用以下方法：（1）铁盐凝聚沉降法（2）铝离子交换法（3）石灰凝聚与氨气提法要点：

要净化水体，就需要把有机质、N元素、P元素等污染物从水体中清除出来。任何无法将污染物从水中提取出来的措施（从水系整体而言）都是无效的、非生态的、不经济的，即便其可以取得短期的、区域性的效果。水体净化的核心是：水体净化速度>水体恶化速度；即水体中污染物的去除速度高于富集速度。水体中污染物质循环有其基本规律。水体净化有物理、化学、生物等方式，要想取得较好的效果，需要根据实际情况采用多种净化方式相组合的方式。河湖水体富营养化河湖水体中污染物的物质循环城市污水处理工艺微生物在河湖水体污染控制中的作用水生植物在河湖水体污染控制中的作用其他水环境污染治理技术综合措施改善河湖水质城市污水处理工艺概述物理处理法化学处理法生物处理法污水处理工艺的指标分析处理措施要点国内外污水处理主要技术、基本原理和工艺流程污水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含有的污染物分离出来，或将其转化为无害和稳定购物质，从而使污水得到净化。现代的污水处理技术，按其作用原理可分为：物理处理法化学处理法生物处理法物理处理法利用物理作用分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中污染物质的化学性质不发生改变。主要有：利用污染物质与水的密度差异借重力沉降作用使其从水中分离的沉淀法，利用筛滤介质截流污水中的悬浮物的筛滤法；利用气浮处理设备在污水中形成的微小气泡上浮时将密度接近于水的微小颗粒状的污染物质粘附去除的气浮法；利用反渗透膜将污染物截留的反渗透法等。主要处理设施包括格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池等。直棒式栅条格栅格栅工艺流程图曝气式沉砂池曝气式沉砂池工艺流程图中心进水周边进水平流沉淀池竖流沉淀池辐流沉淀池平流式气浮池工艺流程图竖流式气浮池工艺流程图

化学处理法利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物。主要有：混凝法(通过向水中投加带有与胶体状污染物质相反电荷的电解质(混凝剂)改变胶体颗粒稳定性从而使其凝聚沉淀去除)、中和法(通过向酸性废水中投加碱性物质或向碱性废水中投加酸性物质改变污水PH值)、氧化还原法(向废水中投加氧化剂或还原剂通过氧化还原作用使污染物质转变为无害的物质，主要用于处理含酚、氰污木和含铬、含汞污水)、电解法(在污水中插入电极，在阳极相阴极分别发生氧化还原反应，主要用于处理含铬和含氰污水)、吸附法(通过团体吸附剂将污水中的溶解性有机或无机污染物吸附)、电渗析法(通过由阴、阳离子交换膜组成的电渗析器使污水中的阴、阳离子得到分离)、汽提法、吹脱法、牟取法等。生物处理法利用微生物的新陈代谢功能使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被溶解并转化为无害的物质，包括好氧和厌氧生物处理两种方式。其中，好氧生物处理对COD的去除效果较好。好氧生物处理法主要分为活性污泥法和生物膜法。这两种方法中活性污泥法、氧化沟、SBR、A2/O、曝气生物滤池、生物接触氧化、生物流化床几种工艺在国内外应用的较广泛。活性污泥法活性污泥对有机物的降解主要在曝气阶段进行，可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的比表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移道活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15-45min左右，而稳定阶段较长。氧化沟氧化沟是一种简易的活性污泥系统，属于延时曝气法。其曝气设备为转刷，设置在氧化沟的直段上，转刷旋转，推动混合液在池内循环流动，并使活性污泥处于悬浮状态。污水进入反应池，通常需要循环几十圈，才能流出沟外。SBR法SBR技术本身是活性污泥法的一种，去除污染物的机理与传统的活性污泥法完全一致，但其操作过程又与活性污泥法完全不同。SBR作为序批式活性污泥法兼有推流、厌氧—好氧操作、间断进水的特点。实际上，SBR是一种半连续—间歇式装置，它与传统的充放式曝气池不同。从进水方式看，可以是间歇的，也可以是连续的。而排水一般是间歇的；从曝气方式看，可以来用充水期不曝气的限制曝气方式、充水期曝气的非限制曝气方式或充水后期曝气的半限制曝气方式。SBR法工艺流程图A2/O法在厌氧/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统原理的基础上，人们提出的A2/O污水处理系统，即将两个处理系统结合起来，使污水经过厌氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三个生物处理过程(简称A2/O))，达到同时去除BOD、氮和磷的目的。曝气生物滤池污水通过补水设备连续地、均匀的喷洒道滤床表面，在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗析，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水到达排水系统，流出滤池。污水流经滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤床表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的粘膜，称为生物膜。这个起始阶段通常叫“挂膜”，是生物滤池的成熟期。污水流经成熟滤床时，污水中有机污染物呗生物膜重的微生物吸附、降解，从而得到净化。生物膜法基本工艺流程图曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗等五个部分。生物接触氧化法生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在废水中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，废水得到净化。在接触氧化池中，微生物所需要的氧气来自水中，而废水则自鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。空气是通过设在池底的穿孔布气管进入水流，当气泡上升时向废水供应氧气，有时并借以回流池水。污水处理工艺的指标分析城镇污水污水处理厂常用的工艺有8大类:普通活性污泥工艺、水解一好氧工艺、AB工艺、A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR及其改进工艺、土地处理工艺。针对这8大类工艺进行了技术经济指标分析。

技术指标指普通污染物去除效率、除磷脱氮效果、运行稳定性及自控要求等；

经济指标评价包括能耗、投资、运行费用以及占地面积。技术指标——普通污染物去除效率对COD，BOD和SS的去除效率进行了调查。普通曝气工艺、水解一好氧工艺、A/O工艺、A/A/O工艺、氧化沟系列工艺、SBR系列工艺、AB工艺相差不多，土地处理效率最低，但各工艺在合理的设计下都能够达到出水达标排放要求。A为普通曝气工艺；B为水解一好氧工艺；C为AB工艺；D为A/O工艺；E为尸/O工艺；F为卡式氧化沟；G为奥式氧化沟；H为交替式氧化沟；I为一体化氧化沟；J为SBR工艺；K为MSBR工艺；L为IDEA工艺；M为ICEAS工艺；N为CASS工艺；O为UNITANK工艺；P为芦苇湿地处理。各工艺BOD去除效率对比技术指标——除磷脱氮效果从下图可以看出，A/O工艺、A/A/O工艺明显具有优势；氧化沟系列工艺、SBR系列工艺、水解一好氧工艺、芦苇湿地工艺相对来讲也可以根据实际情况选择采用；AF工艺和普通曝气工艺在这方面显得相对不足。A为普通曝气工艺；B为水解一好氧工艺；C为AB工艺；D为A/O工艺；E为尸/O工艺；F为卡式氧化沟；G为奥式氧化沟；H为交替式氧化沟；I为一体化氧化沟；J为SBR工艺；K为MSBR工艺；L为IDEA工艺；M为ICEAS工艺；N为CASS工艺；O为UNITANK工艺；P为芦苇湿地处理。技术指标——运行稳定性普通曝气工艺运行经验积累丰富，运行稳定性最高；A/O工艺、A/A/O工艺、氧化沟系列工艺(除一体化氧化沟),SBR系列工艺(除UNITANK工艺)、芦苇湿地工艺运行稳定性良好，相对的，水解-好氧工艺与AB工艺、一体化氧化沟工艺和UNITANK工艺的运行稳定性尚无确切保证。A为普通曝气工艺；B为水解一好氧工艺；C为AB工艺；D为A/O工艺；E为尸/O工艺；F为卡式氧化沟；G为奥式氧化沟；H为交替式氧化沟；I为一体化氧化沟；J为SBR工艺；K为MSBR工艺；L为IDEA工艺；M为ICEAS工艺；N为CASS工艺；O为UNITANK工艺；P为芦苇湿地处理。技术指标——自控要求

工艺的自控要求高低直接影响运行稳定性、工程投资、员工素质等。自控要求低(定性评价分值高)相对工艺来讲稳定性高，投资省，员工素质要求较低，反之亦然。由图可见氧化沟系列工艺自控水平要求相对低，而SBR系列工艺无一例外自控水平要求高；普通曝气工艺自控水平要求非常高，因为目前普通曝气工艺主要应用于大型和超大型污水处理项目中的缘故。A为普通曝气工艺；B为水解一好氧工艺；C为AB工艺；D为A/O工艺；E为尸/O工艺；F为卡式氧化沟；G为奥式氧化沟；H为交替式氧化沟；I为一体化氧化沟；J为SBR工艺；K为MSBR工艺；L为IDEA工艺；M为ICEAS工艺；N为CASS工艺；O为UNITANK工艺；P为芦苇湿地处理。经济指标——能耗各工艺能耗本身相差不大，这是因为能耗很大部分在于提升泵房和鼓风机房的电耗，而提升泵房的电耗主要取决于受纳水体水面高程，进水管底标高以及工艺水力损失，鼓风机房的电耗主要取决于进出水水质情况。相对而言，土地处理工艺能耗较低。经济指标——投资在投资方面，各种工艺除芦苇湿地工艺以及Biolak工艺和多级A/O工艺采用土工构筑物较小外，其他工艺相差不大。这是因为工艺研究伊始，经济性是决定其能否被广泛使用的最根本也是最关键的因素之一。经济指标——运行费用运行费用与投资一样，是决定该工艺能否被广泛使用最根本也是最关键的因素之一。除芦苇湿地工艺外，其他工艺运行费用相差无几。经济指标——占地面积占地面积是制约工艺适用范围的关键因素之一，尤其是对于城市用地紧张的特点，占地面积对于城市污水处理工艺的选择至关重要。SBR系列工艺也正是因为占地面积节省的突出特点，在近几年被广为采用。从图5中可以看出，除SBR系列工艺外，水解一好氧工艺、A/O工艺、A/A/O工艺、一体化氧化沟工艺等占地面积较小，而芦苇湿地工艺占地面积最大。废水处理的基本方法废水处理按其处理程度不同可分为三级：一级处理，主要是去除废水中呈悬浮状态的固体污染物质。基本上采用物理方法。一级处理后的废水，通常仍含有有机物及其它污染物，不宜排放，还必须进行二级处理。二级处理主耍去除废水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物，BOD的去除率可达80％以上，常用的处理方法是生物化学法。二级处理后的废水，水质已很大改善，一般可达到排放标准。三级处理用干去除不能降解的有机物，以及氮、磷等可溶性无机物。混凝沉淀、砂滤、活性碳过糠、离子交换、电惨析、生物脱氮等。物理方法，主要是通过物理作用采分离或回收废水中的悬浮物质，常用常用的方法主要有筛滤、沉淀、气浮、过滤、离心分离、蒸发、结晶等方法；化学法，主要是借助化学反应的作用，来回收或去除废水中的溶解性物质或胶体物质，常用的化学方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等；物理化学法，是从废水中回收有用成分，分离溶解物威，以及使废水循环利围等，常用的方法有吸附法、离子交换法，萃取取法、汽提法、吹脱法、电渗析法、反渗透法等；生物方法，是利用微生物的作用，使废水中溶解性和胶体性有机污染物降解，转化为简单的物质，将有毒物质转化为无害物质。处理措施要点：

污水处理厂通过物理、化学和生物处理方法，去除污水中的营养盐。提取的污染物主要为污泥。污水处理厂有很多种工艺，采用何种工艺需根据实际条件确定，但最主要的是成本。污水处理分多个级别，具体根据排放标准要求确定。在处理到一定程度后，再想降低水中营养盐含量会带来成本的大量增加。河湖水体富营养化河湖水体中污染物的物质循环城市污水处理工艺微生物在河湖水体污染控制中的作用水生植物在河湖水体污染控制中的作用其他水环境污染治理技术综合措施改善河湖水质微生物在河湖水体污染控制中的作用微生物概念和特点天然水体的微生物污染水体的微生物微生物在水体自净中的作用促进微生物作用的工程措施要点微生物个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物包括：细菌、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体以及病毒，它个体微小、种类繁多、与人类关系密切。涵盖了有益跟有害的众多种类，广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。根据存在的不同环境分为空间微生物、海洋微生物等，按照细胞机构分类分为原核微生物和真核微生物。微生物特点体小面大微生物体积很小，如一个典型的球菌，其体积约1mm³，可是其表面积却很大。这个特征也是赋予微生物其他如代谢快等特性的基础。吸多转快

微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力。据研究，乳糖菌在1个小时之内能够分解其自身重量1000-10000倍的乳糖，产朊假丝酵母菌的蛋白合成能力是大豆蛋白合成能力的100倍。生长繁殖快相比于大型动物，微生物具有极高的生长繁殖速度。大肠杆菌能够在12.5-20分钟内繁殖1次。1个大肠杆菌假设20分钟分裂1次，1小时3次，1昼夜24小时分裂72次，大概可产生4722366500万亿个（2的72次方）。但事实上，由于各种条件的限制，如营养缺失、竞争加剧、生存环境恶化等原因，微生物无法完全达到这种指数级增长。已知大多数微生物生长的最佳pH范围为7.0(6.6~7.5)附近，部分则低于4.0。天然水体中微生物水体微生物来源地球上的水体海水，占地表水体97%，所含微生物称海洋微生物淡水，主要讨论湖泊和河流所含微生物称淡水微生物1水体固有的微生物2来自土壤的微生物3人类活动产生的微生物4来自空气的微生物淡水微生物的种类及在水中的分布受到水的类型、有机质的含量等因素影响。在洁净的湖泊和水库蓄水中，因有机物含量低，微生物数量也很少（10～1000/ml）。淡水微生物的共同特征：1能在低营养物浓度下生长2微生物是可以游动的3表面积和体积比大（柄细菌），有效吸收营养天然水中还有一些低等藻类生物，以硅藻数量最大，此外还有各种原生动物。淡水微生物（1）江河水微生物数量和类群决定于江河通过的土壤类型。

流动很慢的小河、小溪（浅水）：连成丝状的单细胞藻类铁、硫细菌化能自养性细菌丝状真菌（壶菌、水绵、水霉属）流动很大的水域：（1）表层：细菌如芽胞杆菌、无芽胞小杆菌等；放线菌如链霉菌、诺卡氏菌；真菌以丝状水生真菌为主。（2）底层（河底污泥）：细菌如芽胞杆菌；放线菌如链霉菌；真菌如酵母菌。靠近村庄的小池塘：有机质含量高，微生物量大（2）湖泊水：静止状水域细菌：大量腐生菌，病原菌（痢疾、伤寒），109

个/ml放线菌：链霉菌、诺卡氏菌真菌：丝状水生真菌和酵母菌远离村庄的大湖泊、水库：有机质含量少主要是光能自养型微生物，蓝细菌、单细胞藻类、光合细菌湖底沉积泥中和表面的微生物浅层湖泊沉积泥表面：厌氧光合自养细菌（使水体出现特征颜色），降解纤维素的真菌（植物碎片），能进行厌氧呼吸的微生物（假单胞细菌反硝化细菌）沉积泥中：专性厌氧细菌（梭状芽孢杆菌、产甲烷细菌和产硫化氢的脱硫弧菌）流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水以及下水道的沟水中，由于流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，因此有机物的含量大增，同时由于降水、土壤冲刷也夹入了大量外来的腐生细菌，使水体中微生物尤其是细菌和原生动物大量繁殖，每毫升污水的微生物含量达到107～108个。

其中数量最多的无芽胞革兰氏阴性细菌，如proteus(变形杆菌属)、E.coli、Enterobacteraerogenes（产气肠杆菌）和Alcaligenes（产碱杆菌属）等，还有各种Bacillus（芽胞杆菌属）、Vibrio（弧菌属）和Spirillum（螺菌属）等的一些种。原生动物有纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类。污染水体的微生物病毒主要包括有脊髓灰质炎病毒、柯萨基病毒及人肠细胞病变孤儿病毒，还有腺病毒、呼肠孤病毒和肝炎病毒等。这些病毒一般存在于病人肠道，通过粪便污染水体，最后危害人体。

细菌是污染水体的主要污染物，它包括肠道细菌（大肠菌群、结核杆菌等）和病原菌（沙门氏菌、霍乱孤菌、结核菌等。这些细菌可导致人体患各种急性传染病。

寄生虫主要包括溶组织阿米巴、麦地那线虫、血吸虫以及肠道的钩虫、蛔虫、鞭虫、蛲虫、猪条绦虫、牛肉绦虫等它们通过动物或病人的粪便污染水体，再通过污染的水体、土壤等途径传。

污染水体的微生物病毒

细菌寄生虫污染水体的微生物脊髓灰质炎病毒腺病毒蓝细菌大肠杆菌结核菌霍乱孤菌太湖蓝藻水华发生的面积变化水生物系统中微生物的主要功能降解死的有机物，释放无机营养物同化可溶性有机物重新进入食物链无机元素循环进行光能自养和化能自养作为原生动物食物，大面积深湖中的主要初级生产者细菌的类型（根据营养能源和碳源分类）：

化能异养细菌：

以有机化学能为能源，以有机碳为碳源。化能自养细菌：

以无机化学能为能源，以无机碳（CO2）为碳源。光能异养细菌：

以光辐射能为能源，以有机碳为碳源。光能自养细菌：

以光辐射能为能源，以无机碳（CO2）为碳源。水体微生物环境效应——水体自净水体自净即经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水体的自净过程。物理作用

包括可沉性固体逐渐下沉，悬浮物、胶体和溶解性污染物稀释混合，浓度逐渐降低。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程化学作用

污染物质由于氧化、还原、酸碱反应、分解、化合、吸附和凝聚等作用而使污染物质的存在形态发生变化和浓度降低生物作用各种生物（藻类、微生物等）的活动特别是微生物对水中有机物的氧化分解作用使污染物降解。它在水体自净中起非常重要的作用水体自净进入水体有机物不多，其耗氧量没有超过水体中氧的补充量，溶解氧始终保持在一定的水平上，表明水体有自净能力，水体迅速恢复原状。分解产物：H2O、CO2、NO3、SO42-。如有机物多，溶解氧来不及补充，水体中溶解氧迅速下降，导致缺氧甚至无解，有机物转而进行厌氧分解。分解产物NH3、H2S、CH4,使水质恶化。微生物降解作用：可以除去水体、固体废物、废气等介质内的有机污染物，达到无害化的目的。微生物降解是有机污染物转化为简单有机物和无机物的最重要的环境过程之一，是影响污染物的归宿和环境效应的最主要因素。水体自净过程图水体自净过程会沿河流方向形成一系列连续的污化带生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水体中氮、磷营养物质目的的方法。它的最大特点是投资省，有利于建立合理的水生生态循环。根据图得知：清洁区：溶解氧持于平衡状态；分解区：溶解氧降低，大气中氧又不能即使补充，氧垂直线开始下降，有好氧分解转化为厌氧分解。腐化区：水中溶解氧由小增大（水底中氧化过程结束，达到有机化，有机物完全分解）。清洁区：水体恢复原来状态。在水体自净过程中可作为指示生物的生物种类很多，包括细菌、真菌、藻类、原生动物、轮虫浮游甲壳动物、底栖动物（寡毛类的颤体虫）、软体动物和植物水生昆虫等光穿透温度氧气浓度PH值……营养物质含量（营养物质含量）光照温度氧气浓度PH值吸附表面——增大吸附体碳源……水体微生物群落的影响因素促进微生物作用的工程措施投加适宜适量的微生物菌种（增加微生物种群）曝气（增加氧浓度）生物浮床（增加吸附面+）潜流湿地（增加吸附面+）……微生物方法

微生物繁殖会产生变异，导致微生物处理水质能力下降；其生长受环境的影响大，很难控制其数量；同时微生物的分解物，造成藻类大量繁殖再次导致水质变坏。

前期有效，后期效果不佳。投加适当适量的微生物菌种，加速污染物的分解，从而净化水质。要点：

微生物降解污染物，使污染物变为藻类和植物可吸收的物质。可使部分污染元素脱离水体，但大部分污染元素仍在水体中。微生物是水体自净的重要一环。利用微生物净化水体应当受到足够重视。水体微生物是一个复杂的环境和过程。河湖水体富营养化河湖水体中污染物的物质循环城市污水处理工艺微生物在河湖水体污染控制中的作用水生植物在河湖水体污染控制中的作用其他水环境污染治理技术综合措施改善河湖水质水生植物在河湖水体污染控制中的作用概述污水处理工艺的指标分析处理措施要点污染元素依然在水体中，如何将其从水体中提取出来。水生维管束植物高等藻类大型水生植物大型水生植物的分类大型水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型。有发达的机械组织植物个体比较高大光合作用利用水中微生物分解有机物产生的CO2和NH4+、PO43-等营养物质，并释放出O2高等藻类高等藻类高等藻类大型水生植物的四种生活型生活型生长特点代表种类挺水植物根茎生于底泥中,植物体上部挺出水面鱼腥草、芦苇、菖蒲、菰、梭鱼草、鸢尾、千屈菜、水葱、莲花等漂浮植物植物体完全漂浮于水面,具有特化的适应漂浮生活的组织结构凤眼莲、浮萍浮叶植物根茎生于底泥,叶漂浮于水面睡莲、荇菜沉水植物植物体完全沉于水气界面以下,根扎于底泥或漂浮于水中狐尾藻、金鱼藻Page

107大型水生植物的生态功能净化所需的能源由光合作用提供具有美学价值，能改善景观生态环境植物可被收割和利用，创造新的价值能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源扩散为降解微生物提供了良好的栖息场所Page

108水生植物对污染物的去除机制去除机制植物吸收微生物降解物理化学作用富集吸附沉降植物吸收环境中的重金属和一些有机物并非是植物生长所需要的，并且达到一定程度后具有毒害作用。对于此类化合物，一些植物也演化出了特定的生理机制使其脱毒。植物通常是通过螯合和区室化等作用，来耐受并吸收富集环境中的重金属，这种机制也存在于许多水生植物中。下面将列举些研究和应用较为普遍的几种大型水生植物[3]。微生物降解微生物是净化污水的主要“执行者”，它们把有机质作为丰富的能源，将其转化为营养物质和能量。水生植物的根系常形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。植物的根系还可分泌一些有机物从而促进微生物的代谢,这样就为好氧微生物群落提供了一个适宜的生长环境,而根区以外则适于厌氧微生物群落的生存。物理化学作用富集：水生植物根系发达，能吸收富集N、P、重金属及其他污染物质，从而将这些污染物质固定在体内或土壤中，减少水体中污染物的量。吸附：漂浮植物发达的根系与水体接触面积很大，能形成一道密集的过滤层，吸附水中颗粒较大的杂质。沉降：附着于根系的细菌体在进入内源生长阶段后会发生凝聚形成菌胶团，把悬浮有机物和新陈代谢产物沉降下来。Page

112水生植物修复技术

通过实验，国内外的研究人员已相继筛选出了一大批能够高效地去除水中各种污染物的植物，结合各种生态环境，构成不同的生态处理系统。其中，有些成熟的技术已成功地应用在许多湖泊、河流的生态修复、生态整治工程中。国内外应用较多的水生植物修复技术生态浮床技术氧化塘技术人工湿地处理技术Page

113水生植物生态修复优缺点植物枯枝败叶易造成营养释放，应及时收割冬季植物容易枯死，净化效果降低植物净化系统一般占地面积大水生植物会在水面屏蔽，压迫环境难以科学的筛选出抗性大的植物缺点：Page

114水生植物生态修复优缺点植物枯枝败叶易造成营养释放，应及时收割冬季植物容易枯死，净化效果降低植物净化系统一般占地面积大水生植物会在水面屏蔽，压迫环境难以科学的筛选出抗性大的植物缺点：Page

115总结与展望

大型水生植物为主的污水处理系统,主要由太阳能来驱动,并且在对污水进行深度处理的同时,还可以回收资源和固定能源,加之处理过程基本不使用化学品,也不会产生有害副产物,是一种非常有潜力的“绿色”处理技术。因此,随着研究的深入和技术的不断完善,以大型水生植物为主的污水处理与水体修复技术,将会得到越来越广泛应用。河湖水体富营养化河湖水体中污染物的物质循环城市污水处理工艺微生物在河湖水体污染控制中的作用水生植物在河湖水体污染控制中的作用河湖水体技术综合措施改善河湖水质河湖水体净化技术概述生物浮岛湿地其他生态浮床技术[4]Page

119定义：按照自然规律，运用无土栽培技术，以高分子材料为载体和基质，用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。采用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生植物种植到自然水域水面,并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。原理：利用植物根系吸收水体中污染物质，同时植物根系附着的微生物降解水体中污染物，从而有效进行水体修复的技术。生态浮床技术典型的湿式有框浮床组成包括4个部分：浮床框体、浮床床体、浮床基质、浮床植物。Page

1211、浮床框体2、浮床床体3、浮床基质4、浮床植物122Page

123

生态浮床技术的特点不仅产生经济效益，而且美化景观4扩大了水面植物可种植范围1采用废弃塑料泡沫板作为浮体的载体2实现污水资源化利用3生态浮床技术Page

124稳定性从浮床选材和结构组合方面考虑,能抵抗一定的风浪、水流的冲击而不至于被冲坏。耐久性正确选择浮床材质，保证浮床能历经多年而不会腐烂，能重复使用。便利性设计过程中要考虑施工、运行、维护的便利性。浮床技术设计原则:生态浮床技术Page

125生态浮床技术展望1、生态浮床和削减波浪设备的组合：在风浪较大的区域，如广阔的湖面，可以结合削减波浪的技术如消浪栅、消浪排等，营造局部平静的环境，缓解水流、风浪对浮床的冲击，保证浮床的稳定性。2、生态浮床和填料、曝气等技术的组合：微生物逐渐在填料上形成数量可观的生物膜，可以明显提高水体污染的去除率。浮床增加曝气过程，能提高水体溶解氧的含量，降解水体中耗氧物质。氧化塘技术氧化塘是利用塘库等水生生态系统对水体的净化作用，进行污水原位处理的工程措施。通过在池塘内种植对重金属、有机物有富集和吸收作用的植物，如水葫芦、水芹菜、香蒲等，然后定期收割，达到净化水质的目的。Page

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129人工湿地技术[5]具有独特而复杂的净化机理,它能够利用基质-微生物-植物这个复合的生态系统,综合物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水中有害物质的去除,同时通过营养物质和水分的循环,实现废水的资源化和无害化。浮生植物系统挺水植物系统沉水植物系统湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带。Page

130潜流人工湿地构造图创新的治理技术路线AddYourText生物—生态修复技术植物培养接种的微生物水生动物转移、转化及降解

藻类大型水生植物细菌水蚤和螺蚌鱼N、P元素含量正常情况下来源于自然的元素循环过程，但是人类的活动会大大的影响两种元素的正常循环或在某一处的含量。氮元素主要存在于有机物、蛋白质、维生素中，磷元素是构成细胞膜和一些酶的元素，而生物体的脱落皮肤、毛发含有丰富氮、磷元素。食物残渣、生活垃圾、粪便代谢物等等，和生命有关的东西都富含这些元素。人多的地方N、P含量高出人少的“世外桃源”高几十倍很正常。另外污染物从别处迁移过来也是个因素，就像上游的脏水流到下游。四、富营养化治理1、污泥法除氮三段污泥法：去除BOD硝化脱氮污泥2、活性污泥法除磷3、高等水生植物：水葫芦、眼子菜4、建立