受污染河水的修复和治理的研究背景

受污染河水的修复和治理是目前我国环境领域的研究重点，相应的技术包括；生态浮床、人工曝气复氧、化学絮凝、引水冲污、生物接触氧化等。然而这些方法存在能耗大、治理周期长、见效慢、效果不佳等不住。污染水体原位生物修复技术的而研究在我国尚处于起步阶段。随着我国水污染趋势的日益加重，除了对污染物进行源头控制之外，对已经收到污染的水体进行原位修复变得日益迫切。所以，污染水体原位修复反应器的研究与开发有其必要性和迫切性。大多采用生物膜反应器的形式，主要是因为生物膜在去除有机物同时具有脱氮除磷的作用，尤其对受有机物和氨氮污染比较严重的河水具有明显的净化效果。另外生物膜上还可能大量出现丝状细菌、轮虫、线虫等，从而进一步加强了生物膜对污染物的净化能力。目前生物膜载体多用弹性填料为主，这些填料一般成本比较低廉，但生物可附着生长的表面积比较低，本研究针对水体原位修复反应器的要求，设计开发一种新型的悬浮载体生物膜反应器。人工浮岛具有构建灵活、运行费用低、易维护等特点，作为原位水体生态修复技术的一种，收到越来越广泛的研究，其形态也由最初单纯植物浮床发展为加入组合填料的立体浮岛。目前人工浮岛技术已用于水体富营养化的污染控制和生态修复方面。氮研究结果发现人工浮岛技术对有机物的去除效果好，对氮磷的去除能力有限。针对目前人工浮岛脱氮除磷效果差的问题，通过对比试验研究提出了一种新型复合基质人工浮岛技术，器特点是通过安装2中不同通水能力的基质和材料及曝气设备，在人工浮岛基质内部形成不同溶解氧浓度区域，水在流经系统过程中通过填料吸附、微生物降解及植物摄取等实现对氮磷的有效去除。长期受纳大量工业废水、生活污水、农田退水以及污染地表径流的水体发黑发臭、藻华爆发，城市附近的地表水体这类问题更加严重，由此恶化水体景观、威胁城镇供水安全并影响当地社会经济的可持续发展。随着生态工程的日益兴起，一种生态污水净化技术人工浮岛逐渐受到人们的中试。这种技术模仿植物自然生长规律，在水面上设置浮体，将一些喜水植物终止与浮体上，利用植物的根部吸附吸收作用去除氮磷等污染成分。在城市地表水体中，城市内河水量大、水体流速慢，停留时间长、波浪小，受区域城市污染物干扰大，容易引起富营养化。目前国内外对这些水体的污染治理主要通过建立污水处理厂控制污水排放、底泥疏浚等各种治理措施，但这些措施存在建设周期长、耗子巨大等问题。人工浮岛施工简单，工期短，对周围环境影响小，投资小，安装灵活，在净化城市内河水质方面，人工浮岛技术具有独特优势和可操作性型。当前环境问题越来越突出，城市绿化是生态城市建设的重要部分，热工浮岛可是水面成为绿化点，提高城市绿化面积，改善城市生态环境。人工浮岛设置在水面能有效节约土地资源，在土地日益紧张的城市更具有现实意义。人工浮岛是一种具有净化污染，修复生境，恢复生态，改善景观等多功能的新型生态环境技术，在水体的综合治理中具有良好的推广应用前景。随着社会经济的快速发展，城市河流、湖泊由于未经处理的工业和生活污水直接排入，营养负荷急剧增加，富营养化异常严重。而受污染河流、湖泊的治理是水污染治理中十分棘手而又代价昂贵的难题，生态浮床技术作为一项传统的富营养化水体水质改善技术，由于具有直接从水体中取出污染物，充分利用水面二无需占用土地、适应较宽的水深范围，造价低廉且运行管理相对容易等有点，研究日益增多。近年来，随着工农业的发展，人类对水环境的破坏日益严重，全球出现水资源短缺的信箱，如何有效利用水资源及将污废水处理回用。随着人类长期的生息运作，使湖泊及流域熊发生着巨大变化。我国水域环境富营养化近年来已呈现出加速恶化的趋势，是湖泊生态系统和水功能受到破坏。如何实施对水体富营养化的有效控制与政治以保障社会经济的无环境风险和二次污染；具景观观赏价值，具经济价值景观功能，绿叶红花相映衬；具备遮蔽涡流饲料效果，可提高生物多样性；不足：1）超富集植物；2）随着社会经济的快速发展，输入水体的污染物总量和种类不断增加，导致我国的湖泊、河流等水体普遍面临着水质下降、富营养化严重、生态系统结构破坏、生态服务功能退化等主要环境问题，已经成为制约社会经济可持续发展的重要限制因素。据《2014年浙江省环境状况公报》，全省221个省控断面，水质劣于地表水环境质量Ⅲ类标准的断面占36.2%。其中，浙江的“母亲河”钱塘江劣于Ⅲ类水断面占25.5%，主要污染河段集中在金华市境内的金华江、东阳江、南江、武义江和浦阳江浦江段等；鳌江水质为Ⅱ-劣Ⅴ类，其中Ⅱ类水断面仅占25.0%，主要污染河段为干流中下游，超标物为氨氮；京杭运河和平原河网仍然污染严重，主要污染指标为氨氮、总磷和石油类，水质主要为Ⅳ-Ⅴ类和Ⅲ～劣Ⅴ类。我国城市河道近80%已受污染或严重被污染。根据我国环境状况公报显示：我国流经城市的河段普遍受到污染。大部分河道存在水体富营养化现象，其中主要表现为河道水体黑臭，水体中的氮、磷污染物超标，河道底泥因淤积大量污染物呈黑色有害淤泥。因此加强河道生态修复治理建设，营造人与水的和谐环境，已经是刻不容缓的紧迫任务。目前，污染河道水质净化末端治理关键技术主要为第一代的工程师思维的指导下的技术，主要为以下几种：（1）物理方法，通过疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等来达到修复目的；（2）化学方法，通过加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但该法易造成二次污染；（3）生态方法，通过人工干预，重建水生态循环系统，利用自然界自身的净化能力修复被污染水体。河道水体富营养化主要表现在河道水体氨氮、总磷污染物浓度超标，藻类丰富，水体透明度低，水体溶解氧含量低等问题。针对以上问