ESB—生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)探討
【jpdark.cn南京純水設(shè)備】ESB-生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)簡介
ESB水體修復(fù)技術(shù)(生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù))是一項目前世界上正在興起的突破性的一種水體修復(fù)技術(shù)。ESB水體修復(fù)技術(shù)是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動。對水體污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術(shù)，還可以綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來，在治理區(qū)建設(shè)休閑和娛樂設(shè)施，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。
ESB水體修復(fù)技術(shù)思路是，消除爭氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢好氧微生物，打造生態(tài)基礎(chǔ)，并通過水生動、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復(fù)水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復(fù)等特點，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。
ESB水體修復(fù)技術(shù)包括：微生物修復(fù)技術(shù)、人工濕地技術(shù)、浮島技術(shù)、植物操控技術(shù)，生態(tài)護(hù)提技術(shù)，生態(tài)復(fù)氧技術(shù)、生態(tài)清淤技術(shù)、水生動物恢復(fù)和重建技術(shù)等。南京純水設(shè)備在實際工程應(yīng)用中，可按照水體污染程度，水體環(huán)境資源現(xiàn)狀及業(yè)主要求等考慮選用不同的技術(shù)組合，以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
1、ESB-生態(tài)清淤技術(shù)(微生物降低內(nèi)源污染)
微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，它們能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解，將一些有害的污染物質(zhì)加以吸收和轉(zhuǎn)化，成為無毒害或毒害較小的物質(zhì)。微生物能分解河床底質(zhì)中有機(jī)碳源及其它營養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為菌體，促使底泥硝化(減少底泥體積，穩(wěn)定底泥物理、化學(xué)性質(zhì)，阻隔減少內(nèi)源污染對水體的影響)。脫氮微生物通過硝化和反硝化作用能分解氨氮，分解后的硝態(tài)氮被植物吸收，使部分氮退出水體循環(huán)，進(jìn)而能凈化水質(zhì)。
2、ESB-浮島的凈化作用
“浮島” 原本是指由于湖岸的植物附著泥碳層向上浮起，漂浮在水面上的一種自然現(xiàn)象。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體，在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物， 漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工程學(xué)原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。
專家普遍認(rèn)為植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用。它的主要機(jī)能可以歸納為三個方面：水質(zhì)凈化;創(chuàng)造生物(鳥類、魚類)的生息空間;改善景觀。
根據(jù)有關(guān)研究資料，人工浮島植物的水質(zhì)凈化要素有以下6個：
① 植物根莖等表面對藻類的吸附、分解。
② 植物根系的營養(yǎng)吸收作用。
③ 為原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場所。
④ 為濾食性魚類的攝餌、捕食、產(chǎn)卵繁殖、棲息等活動提供場所。
⑤ 去除懸浮性物質(zhì)。
⑥ 日光的遮蔽效果，抑制藻類生長，平衡水溫。
3、ESB-生物膜對水體的凈化作用
生物膜是一種為參與污染物凈化的微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著生長條件的設(shè)施。它是在固定支架上設(shè)置生物填料，使大量參與污染物凈化的生物在此生長，由于其固著生長而不易被大型水生動物和魚類吞食，使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級數(shù)增加，南京實驗室純水設(shè)備可強(qiáng)化河湖水體的凈化能力。生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強(qiáng)對污染物的降解作用。
生物膜其反應(yīng)過程是：
①基質(zhì)向生物膜表面擴(kuò)散，
②在生物膜內(nèi)部擴(kuò)散，
③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，
④代謝生成物排出生物膜。
生物膜法處理的機(jī)理是使工程菌和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育，形成膜狀生物污泥，污水與生物膜接觸時，污水中的有機(jī)污染物、藻類、氮、磷等營養(yǎng)物，被生物膜上的微生物所攝取，使微污染水得到凈化，微生物自身也得到繁殖。這種處理方法能夠有效的去除污水中有機(jī)污染物，降低污染物總量，使水體得到凈化，在污水及微污染水的處理中得到了應(yīng)用。
4、ESB-水生植物操控技術(shù)
控制去污能力強(qiáng)，生長速度快的植物的生長范圍。同時有利于對該植物物種的管理，避免造成生態(tài)災(zāi)難，擴(kuò)散到相鄰水域。南京純水設(shè)備通過此種方法可以證明，一些所謂的害草是可以進(jìn)行環(huán)境利用的。
5、ESB-人工濕地(岸邊涉水植物種植)
河流沿岸水生植物帶(人工濕地)的水質(zhì)凈化要素有以下8個：
1) 植物根莖等表面生物膜對有機(jī)物，特別是對藻類的吸附去除;
2) 植物根系的營養(yǎng)吸收;
3) 昆蟲的攝餌、羽化等;
4) 魚類的攝餌、捕食;
5) 防止已沉淀的懸浮性物質(zhì)再次上浮;
6) 日光的遮蔽效果;
7) 在污泥表面的除磷脫氮;
8) 保護(hù)河岸作用。
6、ESB-水生動物凈化水體
水體中投放適當(dāng)?shù)乃鷦游锟梢杂行У娜コw中富余營養(yǎng)物質(zhì)，控制藻類生長，底棲動物螺螄主要攝食固著藻類，同時分泌促絮凝物質(zhì)，使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝，促使水變清。濾食性魚類，如鯽、鳙魚等可以有效的去除水體中藻類物質(zhì)使水體的透明度增加。課題水域面積大，會成為許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所，在水中投魚，它可攝食蚊子的幼蟲及其它昆蟲的幼蟲，避免了水域?qū)χ車h(huán)境造成的危害。
魚是水生食物鏈的最高級，在水體內(nèi)藻類為浮游生物的食物，浮游生物又供作魚類的餌料，使之成為：
菌→藻類→浮游生物→魚類的食物鏈。利用食物鏈關(guān)系進(jìn)行有效的回收和利用資源，取得水質(zhì)凈化和資源化、生態(tài)效果等綜合效益。
7、ESB-水生植物凈化景觀化應(yīng)用
水生植物技術(shù)以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo)，將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能應(yīng)用于水質(zhì)凈化，充分利用自然凈化與水生植物系統(tǒng)中各類水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì)，在水體中適當(dāng)布置既有觀賞價值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物，使水體不僅具有自然風(fēng)貌的景觀，而且增強(qiáng)城市水體的生物凈化功能。
根據(jù)水面的大小不同布置植物網(wǎng)箱，以控制水生植物的生長范圍，滿足景觀空間形態(tài)的需求，并留出維護(hù)行船的通道。
水面景觀綜合岸線景觀和倒影、水面植物進(jìn)行適當(dāng)?shù)木坝^組織，形成水面畫卷;植物以防污抗污、具凈化水質(zhì)功能的水生植物為主，并具有較高的觀賞價值，接合植物季節(jié)生長特點;其中水面浮水植物以睡蓮、風(fēng)眼蓮為主，岸邊挺水植物以蘆葦、香蒲、茭白、荷花等，配合四季常青植物美華景觀。南京實驗室純水設(shè)備既有水景綠化的作用，也起到凈化水質(zhì)、保護(hù)魚類生長環(huán)境、保護(hù)河流生物多樣性的目的。
8、ESB-生態(tài)護(hù)堤技術(shù)(綠化混凝土)
綠化混凝土是能夠適應(yīng)植物生長，可進(jìn)行植被作業(yè)，具有恢復(fù)和保護(hù)自然環(huán)境、改善生態(tài)條件、保持原有防護(hù)作用功能的混凝土及其制品。即能長草、長花的混凝土，或稱混凝土草坪。綠化混凝土是一種較理想的近自然河川防護(hù)工程材料，實現(xiàn)了河川安全防護(hù)與環(huán)境的恢復(fù)和保護(hù)的有機(jī)結(jié)合。
目前國內(nèi)已經(jīng)有10余個省市采用了綠化混凝土技術(shù)，累計設(shè)計、施工面積已超過60萬平方米。其中包括北京奧運會配套工程、江蘇淮河入海水道工程等重點工程。
9、ESB-新生態(tài)鏈建立恢復(fù)
種植水生高等植物群落為原生動物提供場所，原生動物以微生物為食，消耗水中有機(jī)物總量完成養(yǎng)分傳遞。提高河流生產(chǎn)力，建立水體中的食物鏈：
浮游植物→浮游類(含原生動物)→ 浮游動物(輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等)→濾食性魚類。
食物鏈的建立是在生態(tài)循環(huán)的基礎(chǔ)上，南京純水設(shè)備它標(biāo)志河流生態(tài)的恢復(fù)，水體生產(chǎn)力的提高，水域環(huán)境改善。
10、ESB-復(fù)氧技術(shù)
1、生態(tài)增氧劑;選用無殘留、無二次污染，符合生態(tài)環(huán)保要求的增氧產(chǎn)品。
2、機(jī)械增氧：微孔曝氣機(jī)、水下射流機(jī)、水景噴泉等設(shè)備，對水體進(jìn)行曝氣復(fù)氧及造流。復(fù)氧曝氣和水體造流主要是為了增加水體的溶解氧，提高水體好氧微生物的活性，加快污染有機(jī)質(zhì)的分解。
ESB水體修復(fù)技術(shù)效益展望
ESB-生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)污水的消納成本低。ESB-生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)如果生態(tài)修復(fù)的技術(shù)能進(jìn)行全面推廣的話，其工程成本和維護(hù)費用可以大大降低，其投資效益非常明顯。
隨著河道水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和城市水體生態(tài)景觀的形成，可進(jìn)行休閑垂釣、河流水體旅游等商業(yè)用途的開發(fā)，以提河流水體自身經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)出，來籌集部分維護(hù)資金，減少長期支出河道維護(hù)費用的壓力，拓寬了水體治理的資金來源，使河道治理進(jìn)入市場化和社會化。
人類的所有活動都必須依托于所棲息的生態(tài)環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了生存維護(hù)系統(tǒng)，提供了從事各種活動所需的最基本的物質(zhì)資源。通過生物修復(fù)可緩解因水污染給周邊商業(yè)、居住區(qū)域帶來的負(fù)面影響和環(huán)境壓力，還美化了環(huán)境，產(chǎn)生了良好的景觀效應(yīng)。采用浮島種植的水生花卉清翠碧綠、色彩繽紛、鮮艷奪目，呈現(xiàn)一片欣欣向榮的景象，構(gòu)成一幅美麗的人工自然生態(tài)景觀，提升了城市的環(huán)境生態(tài)水平，普及河流生態(tài)知識、提高環(huán)保意識，具有極高的社會效益和環(huán)保效益。
ESB——生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)實施，具體為采用耐污性強(qiáng)的活性微生物制劑，南京實驗室純水設(shè)備結(jié)合各種功能性水生植物的生物性能，運用陸生植物的水培技術(shù)和生物浮島技術(shù)、生物膜技術(shù)、復(fù)氧技術(shù)等綜合技術(shù)來分解、吸收水體的污染物質(zhì)，利用濾食性水生動物的介入來轉(zhuǎn)移水體的污染物質(zhì)，達(dá)到人工重建水生生態(tài)系統(tǒng)的目的，同時在治理過程中還可以營造一個城市水體生態(tài)景觀。
在還沒有建造污水處理廠或已有污水處理廠而無法短時間進(jìn)行截污納管的城市和地區(qū)，利用ESB——生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)可有效降低水體原有的污染指數(shù)，提高河道水體的自凈能力和環(huán)境容量。提高自凈能力后的河道，納污能力增加，可以有效的分解和吸收連續(xù)流入的營養(yǎng)鹽，其流出的水達(dá)到污水處理廠的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，可以減少對河段造成的污染壓力，有利于河道整體水質(zhì)的長期保持。
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