1、姓名：李军班级：A09 机械 2学号：090401220专业：机械设计制造及其自动化水体富营养化处理摘 要: 随着经济的快速发展和人口的不断增加，环境污染和水质恶化日趋严重水体富营养化造成藻类过量繁殖是一个全球性的问题，我国许多湖泊水库污染严重，国内外科学家对此进行了大量的研究。人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象，演变的速度非常快，可在短期内使水体由贫营养状态变为富营养状态。关键词：富营养化 工 程 式 措 施 化 学 方 法 生 物 性 措 施 生态防治正 文水 体 富 营 养 化 (eutrophication)是 指 在 人 类 活 动 的 影 响 下 ， 氮
2、 、 磷 等 营 养 物 质 大量 进 入 湖 泊 、 河 口 、 海 湾 等 缓 流 水 体 ， 引 起 藻 类 及 其 他 浮 游 生 物 迅 速 繁 殖 ， 水 体 溶 解 氧量 下 降 ， 水 质 恶 化 ， 鱼 类 及 其 他 生 物 大 量 死 亡 的 现 象 。 这 种 现 象 在 河 流 湖 泊 中 出 现 称 为水 华 ， 在 海 洋 中 出 现 称 为 赤 潮水资源是人类赖以生存的基本物质，随着人口增长和社会经济飞速发展，水的需要量急剧增加，而水资源污染也日益严重。我国自 20世纪 80年代以来，由于经济的急速发展和环境保护的相对滞后，许多湖泊、水库已进入富营养化，甚至严重
3、富营养化状态，如滇池、太湖、西湖、东湖、南湖、玄武湖、渤海湾、莱州湾、九龙江、黄浦江等。2000 年对我国 18个主要湖泊的调查表明，其中 14个已进入富营养化状态水华的出现使水味变得腥臭难闻，降低水体的透明度，增加浊度。水面被藻类遮盖，阳光难以进入，严重抑制了深层水体的光合作用，降低溶解氧。死亡藻类不断沉到底部，加快了底部氧的消耗，使表面以下的水体处于厌氧状态，造成好氧生物死亡。除散发臭味、破坏景观、破坏水生生态环境外，部分藻类还能分泌藻毒素，引起鸟类、牛、羊等动物中毒，可能有致突变作用，对人类也有很大的潜在危险 2。富营养化对水体生态和人们生活造成很大影响，对于那些依靠富营养化水体为饮用水
4、源的城市来说，情况尤为严重。水中的藻类会大大提高化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、悬浮固体(SS)等的浓度，增加水处理负担。藻类在过滤时会堵塞滤料，在氯化消毒时产生三卤甲烷(THMs)等有毒副产物。藻类代谢物如糖酸等在混凝过程中与混凝剂反应，降低处理效果，增加混凝剂用量，而生成的络合物又会导致管网腐蚀。藻毒素不能以常规方法去除。因此，富营养化水体作饮用水源会严重影响水厂的工艺运行、腐蚀管网、恶化出水水质。在正常情况下，水体中种种生物都处于相对平衡的状态。但是，一旦水体受到污染而出现富营养状态时，这种正常的生态平衡就会被扰乱，某些种类的生物显着淘汰，而另外一些生物种类则显着增长，物种富
5、厚度显着淘汰。这种生物种类演替会导致水生生物的稳固性和多样性低落，破坏其生态平衡。1.1 工 程 式 措 施包 括 挖 掘 底 泥 沉 积 物 、 进 行 水 体 深 层 曝 气 、 注 水 冲 稀 以 及 在 底 泥 表 面 敷 设 塑 料 等 。 挖掘 底 泥 ， 可 减 少 以 至 消 除 潜 在 性 内 部 污 染 源 ； 深 层 曝 气 ， 可 定 期 或 不 定 期 采 取 人 为 湖 底深 层 曝 气 而 补 充 氧 ， 使 水 与 底 泥 界 面 之 间 不 出 现 厌 氧 层 ， 经 常 保 持 有 氧 状 态 ， 有 利 于 抑制 底 泥 磷 释 放 。 此 外 ， 在 有
6、 条 件 的 地 方 ， 用 含 磷 和 氮 浓 度 低 的 水 注 入 湖 泊 ， 可 起 到 稀 释营 养 物 质 浓 度 的 作 用 。 1.2 化 学 方 法这 是 一 类 包 括 凝 聚 沉 降 和 用 化 学 药 剂 杀 藻 的 方 法 ， 例 如 有 许 多 种 阳 离 子 可 以 使 磷 有 效 地从 水 溶 液 中 沉 淀 出 来 ， 其 中 最 有 价 值 的 是 价 格 比 较 便 宜 的 铁 、 铝 和 钙 ， 它 们 都 能 与 磷 酸盐 生 成 不 溶 性 沉 淀 物 而 沉 降 下 来 。 例 如 美 国 华 盛 顿 州 西 部 的 长 湖 是 一 个 富 营 养
7、 水 体 ，1980年 10月 用 向 湖 中 投 加 铝 盐 的 办 法 来 沉 淀 湖 中 的 磷 酸 盐 。 在 投 加 铝 盐 后 的 第 四 年 夏天 ， 湖 水 中 的 磷 浓 度 则 由 原 来 的 65 g/L降 到 30 g/L， 湖 泊 水 质 有 较 明 显 的 改 善 。 在化 学 法 中 ， 还 有 一 种 方 法 是 用 杀 藻 剂 杀 死 藻 类 。 这 种 方 法 适 合 于 水 华 盈 湖 的 水 体 。 杀 藻剂 将 藻 杀 死 后 ， 水 藻 腐 烂 分 解 仍 旧 会 释 放 出 磷 ， 因 此 ， 应 该 将 被 杀 死 的 藻 类 及 时 捞 出 ，
8、或 者 再 投 加 适 当 的 化 学 药 品 ， 将 藻 类 腐 烂 分 解 释 放 出 的 磷 酸 盐 沉 降 。 常用的除藻剂有硫酸铜、二氧化氯等。二氧化氯除藻效果较好，但成本较高，控制藻类生长的硫酸铜浓度一般须大于10 mgL，因而须谨慎使用。化学药剂法应用较为灵活，但使水体增加了新的对鱼健康不利的化学物质。强化混凝剂(如硫酸铝)也可除藻。浓度为O79m3的硫酸铜可直接杀死小三毛金藻。用于除臭的氧化剂主要有高锰酸钾、自由氯、二氧化氯和臭氧。臭氧是一种强氧化剂，可使水中氨、氰化物降解，也是有效的除臭剂，用于养殖水处理具有反应快、投量小、半衰期短、无残余毒性和二次污染的特点。有机物与臭氧之
9、间只能发生部分氧化，臭氧的氧化作用是破坏有机物的分子结构，将大分子有机物氧化成小分子，并改变有机物的性质。二氧化氯也为氧化剂，可以分解水中几乎所有还原性污染物质，如残留饵料、排泄物等。可改善养殖水体环境，增加水中溶解氧含量，从而防止养殖过程中流行病爆发和传染。1.3 生 物 性 措 施利 用 水 生 生 物 吸 收 利 用 氮 、 磷 元 素 进 行 代 谢 活 动 以 去 除 水 体 中 氮 、 磷 营 养 物 质 的 方法 。 目 前 ， 有 些 国 家 开 始 试 验 用 大 型 水 生 植 物 污 水 处 理 系 统 净 化 富 营 养 化 的 水 体 。 大型 水 生 植 物 包 括
10、 凤 眼 莲 、 芦 苇 、 狭 叶 香 蒲 、 加 拿 大 海 罗 地 、 多 穗 尾 藻 、 丽 藻 、 破 铜 钱等 许 多 种 类 ， 可 根 据 不 同 的 气 候 条 件 和 污 染 物 的 性 质 进 行 适 宜 的 选 栽 。 水 生 植 物 净 化 水体 的 特 点 是 以 大 型 水 生 植 物 为 主 体 ， 植 物 和 根 区 微 生 物 共 生 ， 产 生 协 同 效 应 ， 净 化 污 水 。经 过 植 物 直 接 吸 收 、 微 生 物 转 化 、 物 理 吸 附 和 沉 降 作 用 除 去 氮 、 磷 和 悬 浮 颗 粒 ， 同 时 对重 金 属 分 子 也 有
11、 降 解 效 果 。 水 生 植 物 一 般 生 长 快 ， 收 割 后 经 处 理 可 作 为 燃 料 、 饲 料 ， 或经 发 酵 产 生 沼 气 。 这 是 目 前 国 内 外 治 理 湖 泊 水 体 富 营 养 化 的 重 要 措 施 。 1.3.1水生动物处理法水生动物包括浮游动物、游泳动物和底栖动物。它们以水体中的游离细菌，浮游藻类、有机碎屑等为食呵以有效减少水体中的悬浮物，提高水体的透明度。投放数量合适，物种配比合理的水生动物，对于延长生态系统食物链、提高生物净化效果有明显作用。通过定期对游泳动物和底栖动物进行打捞。可以防止其过量繁殖造成的内源污染，同时也将已转化成，t物有机体的
12、有机质和氮磷等营养盐从水体中彻底输出。武汉东湖富营养化水体中引人50ecm3的鲢或鳙，使微囊藻水华得到有效抑制1.4 生态防治生态学要领即从生态体系结谈判功效举行调解，从营养要害来控制富营养化，使营养物质变为人类需要的终极产品(如鱼等水产品)而不是“水华”。使用滤食性鱼类直接吞食蓝藻可以作为一种生物操作要领的生物防治途径。连年来对浮游动物与藻类“水华”的关连报道许多，鱼类可以选择性地吞食浮游动物或浮游植物，而我们可以议决捕捞鱼产品来削除污染。水生高等植物和藻类在光能和营养物质上是竟争者，在湖泊种植大型水生植物，如莲藕、曹蒲等可以克制浮游植物的生长，对改进水质感观性状有利。1.5综合防治富营养化
13、是多种缘故原由、综相助用的效果，且污染源庞大，营养物质去除难度大，只用一种要领防治是很难收效的。实践中通常是多种要领同时使用，既控制外源性营养物质的输入，又淘汰内源性物质的负荷，水体一但富营养化，实时去除污水中的营养物质。近 年 来 ， 有 些 国 家 采 用 生 物 控 制 的 措 施 控 制 水 体 富 营 养 化 ， 也 收 到 了 比 较 明 显 的 效果 。 例 如 德 国 近 年 来 采 用 了 生 物 控 制 ， 成 功 地 改 善 了 一 个 人 工 湖 泊 (平 均 水 深 7 米 )的 水 质 。 其 办 法 是 在 湖 中 每 年 投 放 食 肉 类 鱼 种 如 狗 鱼
14、、 鲈 鱼 去 吞 食 吃 浮 游 动 物 的 小 鱼 ，几 年 之 后 这 种 小 鱼 显 著 减 少 ， 而 浮 游 动 物 (如 水 蚤 类 )增 加 了 ， 从 而 使 作 为 其 食 料 的 浮游 植 物 量 减 少 ， 整 个 水 体 的 透 明 度 随 之 提 高 ， 细 菌 减 少 ， 氧 气 平 衡 的 水 深 分 布 状 况 改 善 。但 也 发 现 ， 浮 游 植 物 种 群 有 所 改 变 ， 蓝 绿 藻 生 长 量 比 例 增 高 ， 因 为 它 们 不 能 被 浮 游 动 物捕 食 ， 为 此 可 以 放 鲢 鱼 来 控 制 这 种 藻 类 的 生 长 。水体中氮、
15、磷含量过高是导致水体富营养化的根本原因,其中磷的含量是评价水体富营养化的重要指标。按各种来源对水体中磷的贡献率来看,水体中磷的主要外界来源依次为农业排水,居民生活污水,洗涤剂,工业污染源,内部来源是底泥释放磷。故制订富营养化的防治措施时应首先对水体中磷的主要来源进行分析。对于富营养化问题,可采用预防和治理措施。预防的手段包括在农业区加强科学施肥,在全国范围内加强植树造林和水土保持。在目前无法大量建立污水深度处理的情况下,洗涤剂禁磷也不失为一条切实可行的方法。在有条件的地区,可以采用污水的深度处理减少营养物向水体的排放。治理手段包括建立水生生态系统处理污水和直接疏浚底泥和建立引水工程等措施,由于
16、治理措施耗资巨大,很难短期见效,我们在制订对策时应坚持预防为主,防治结合的原则。采用水生植物净化富营养化水体,具有投资少、运转费用低、节省能源、基本无二次污染等特点。但和所有处理技术一样，利用水生植物修复富营养化水体也存在其自身局限性。如处理时间长、占地面积大及受气候影响严重等。今后对水生植物水体修复的研究应该着重加强以下几方面：（1）不同生境条件下水生植物的生理生态研究；（2）不同条件下水生植物的最优选型和最优群落配置的研究；（3）低透明度污染水体和行洪河道水生植物生存的研究；（4）不同水生植物对于不同污染因子的生存阈值问题参考文献1 杨红，任志远.中国湖泊的富营养化评价研究. 陕西师范大学
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