景观水体_水华_防治措施
净 水 技 术
景观水体“水华”防治措施
周 栋1 王瑟澜2 杨 云2 魏宏斌1
(1. 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092;
2. 上海海港新城污水综合整治有限公司, 上海 20002)
摘要 景观水体的水华防治应急措施是富营养化水体治理的重要组成部分, 行系统总结和介绍。
关键词 景观水 水华 富营养化
Countermeasures to W ater
Zhou ang 2Yun 2 Wei H ongbing 1
(1. ute , Tonji U niversity , S hanghai 200092, Chi na ; 2. S Sew age T reat ment Co. L t d , S hanghai 200002, Chi na )
Abstract to prevent water flora for landscape water is an important part for water eu 2trophication control. In this paper , different countermeasures to prevent water flora were summarized and intro 2duced.
K eyw ords landscape water water flora eutrophication
水华是湖泊富营养化的典型特征之一, 它是内
陆水域中一些浮游生物的暴发性繁殖引起的水色异常现象。近年来, 我国许多湖泊、水库如滇池、太湖、巢湖、于桥水库等绿藻、蓝藻水华频频爆发, 构成了严重的湖泊公害。水华发生时, 由于藻类的大量繁殖和腐烂, 导致水味腥臭, 降低水的透明度, 消耗水体中的溶解氧, 向水体中释放有毒物质, 造成了水生生态系统的破坏, 严重降低了水体的使用功能, 给水资源的利用如饮用、工农业供水、水产养殖、旅游及水上运输等带来巨大危害。因此, 湖泊富营养化治理中最紧迫的任务之一是水华的治理, 本文对常用的各种水华防治措施进行系统总结和介绍。1 防治目标
应急措施的目标主要是采用简单可行的方法, 防止或清除水域“水华”现象; 基本消除水体发黑发臭的感观污染, 去除藻类, 提高水体透明度, 使水体和旅游景观明显改善。2 防治水域
防治水域根据水体的使用功能和具体情况确定。可以是整个湖泊, 也可以是局部敏感水域, 如水流迟缓, 水体交换能力差, 营养盐和叶绿素相对高, 易发生水华或已经发生“水华”的地方。3 应急措施3. 1 水资源调控
对湖泊的整治“引清”, 是较为有效和普遍的治理方法。通过水体置换, 外流引水, 可稀释水体营养
物浓度, 增加水体流动性, 从而防止和抑制藻类爆发性繁殖。杭州西湖水量接近1400万立方米, 其自然置换周期为一年。20世纪50年代以来, 随着城市建设和工业发展, 湖水富营养化, 藻类繁殖严重。经过引钱塘江水并经过预处理, 同时将换水周期缩短为30天, 取得了明显的效果, 使西湖水水质保持在Ⅳ类水, 引水量与藻量之间关系明显[1]。上海在治理苏州河过程中, 运用调水工程明显改善了苏州河水质, 是这种技术最成功的例子[2]。可因地制宜, 根据具体条件和情况, 利用现有的水利设施引相对清洁的水源对湖水进行置换, 加快湖水换水周期。
国内长江流域地区的鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖的置换天数分别为57天、20天、309天、35天和168天, 太湖和巢湖富营养化程度比较严重, 而其他则只有局部湖湾有富营养化现象发生。3. 2 放养水生生物
鲢、鳙等鱼系滤食性水生生物可吞食大量藻类和浮游动物, 使浮游生物量特别是藻类数量明显减少, 达到抑制水华的目的, 并可通过鱼产量的途径从水体中消减氮、磷等营养物质[3]。大量放养滤食浮游生物的鲢、鳙是武汉东湖蓝藻水华消失的决定性因素, 放养密度达到46～50g/m 3就能控制蓝藻水华的发生[4]。在放养过鲢、鳙的富营养型水体中, 有些水体不发生蓝藻水华, 有些仍出现, 能否利用鲢、
Vol. 23No. 52004净 水 技 术
鳙鱼控制蓝藻水华, 有赖于人们对水体动植物群落结构及其相互关系的了解, 其中如何根据水体特点, 制定合理的放养时间和放养量很重要; 一般可在冬季或早春于蓝藻大量繁殖之前投放鲢、鳙、贝、螺等滤食性水生生物, 投放要及时, 比例要合适(参考鲢、鳙比为9∶1) , 水体形成大面积水华后, 再投放水生生物对生态的调节作用就明显不及水华爆发以前[5]。3. 3 栽种水生高等植物
水葫芦、荷花、菖蒲和芦苇等水生高等植物能吸收、迁移、代谢和富集各种化学物质, 特别是水葫芦对净化水体有非常突出的效果, 快, 能吸收大量氮磷等营养物质, 难以生存, 控制水华发生[3]要排污河口水生植物, , 失控, , 河道受阻等新的问题, 必须引起足够重视。因此可将水生植物生长带围隔起来, 并在夏秋等水葫芦生长时节, 定期以一定比例打捞出一部分。3. 4 设置曝气设施
根据水质监测结果, 在湖泊、河道内适当位置设置固定的曝气设施如风能曝气机、水流加压喷射设备、机械曝气设备、水下射流曝气设备等, 或增设一定数量的流动曝气船, 以提高敏感水域的复氧自净能力, 防止水体发黑变臭、破坏藻类生长聚集。3. 5 水域围隔措施
采用软性不透水材料将敏感水域封闭起来, 将由风力和湖流输入的浮藻、水华挡在围隔之外, 在围隔内进行机械除藻及药剂杀藻, 并保证处理效果, 为
[6]
围隔内水体达到应急预期目标创造条件。。3. 6 机械除藻措施
机械除藻是将物质从湖泊中移出的一种方式, 一般应用在蓝藻富集区, 采用固定式除藻设施和除藻船对区域内湖水进行循环处理, 有效清除浮藻层, 为药剂等措施的实施创造条件。3. 6. 1 固定式除藻设施
对于湖泊和河道, 往往由于风力和水流的作用, 浮藻、水华将在特定水域聚集, 可在湖岸或河道两侧合适位置建造固定式除藻设备, 水华及落叶、水草等水面飘浮物随水流自流进入固定式除藻水处理设备或经藻类收集装置被抽吸上岸后, 含藻水送至岸上分离机(微滤机、重力斜筛自动脱水设备、带式压滤机、絮凝气浮装置等) 处理后, 水藻和固体垃圾被截留, 净水则回流到湖泊。近年来, 同济大学上海申耀环保实业有限公司利用自行开发的固定式景观水处理设备成功处理了多个生活小区的人工湖或河道水, 取得了明显的效果。3. 6. 2 移动式除藻设备—除藻船
移动除藻设备是将收藻、分离脱水等技术集成在可方便拆装、移动的船上, 从而方便地实现对远岸河湖景观水体水质定点、随机改善的目标。
, 主、、储存装置、脱水; 其工作原理, 泥渣进入集藻。:气浮针对含藻及有机物(如水草、腐叶等) 较多的水体处理效果比较好, 而且对凝聚的要求可适当降低, 节约混凝剂量及减少反应时间, 并且气浮处理排泥方便, 耗水量小, 泥渣含水率低、不需反冲。专利00124828描述了一种船式气浮除藻方法, 包括提取原水、混合、絮凝反应、气浮、排放处理水等工序, 整套流程安装在船只上, 提取原水工序及排放处理水工序在同一水域进行, 具有简单灵活可自动控制的特点[7]。3. 7 投加药剂
利用化学杀藻剂除藻是一种效果显著、见效快、操作简单的方法, 在短时间内对水体藻类有一定控制作用。
“99昆明世界园艺博览会”期间所实施的滇池蓝藻清除应急措施有力保证了滇池草海水体旅游景观的改善, 滇池草海应急措施水域范围为7. 5km 2的草海和2. 5km 2的外海北部水域, 合计约10km 2。根据各区域不同的污染特征将应急水域划分为污染物控制区(约1. 57km 2) 、藻量控制区(5. 68km 2) 和水华控制区(2. 5km 2) 。针对不同水域的污染特征和预期应急目标, 采用了以多专业、多技术相互配合的湖泊应急治理技术措施, 其中药剂措施在整个应急计划中占有重要地位, 这对其它景观水体防治“水华”很有借鉴意义[6]。
对于有机物、N 、P 营养丰富、局部厌氧、藻类含量高的水体, 可对入湖河道、入湖口及整个湖区水域投放微生物制剂或杀藻剂来抑制藻类生长, 清除黑臭; 同时根据实际需要投加絮凝剂提高水体透明度, 来迅速改善局部敏感水域景观; 两者交替使用, 达到迅速改善水体景观的目的。必要时考虑将局部敏感水域围隔, 在围隔内投放药剂, 以加强药剂的处理效果。
对水华爆发、浮藻堆积区域, 主要采用水域围隔、机械除藻及投加较为安全的杀藻剂相互配合的
景观水体“水华”防治措施
方案:将敏感水域围隔, 用机械除藻措施将围隔区域约12～15天, 无毒副作用, 但投药量大, 实际处理费
内浮藻基本清理后, 再施用杀藻剂[6, 8]。用约0. 54元/m 3[10, 11]。
(3) 杀藻剂, 使用最广泛的当属硫酸铜, 一般投3. 7. 1 药剂种类
(1) 微生物制剂, 即优势除藻菌群。它是从自然加量为0. 6～1. 0mg/L 。用铁盐铝盐作增效剂, 可界筛选出各种有益微生物, 用特定的方法混合培养所提高硫酸铜的除藻效果, 0. 2～0. 3mg/L Cu 2+就能形成的微生物复合体系, 其微生物组合以光合细菌、控制微囊藻水华[12, 13]。沸石吸附铜离子, 使用时能放线菌、酵母菌和乳酸菌为主[9], 菌种具有很强的抗缓慢释放铜离子, 延长有效期, 增强除藻能力, 并可污染能力和繁殖能力, 能有效降解水中的有机污染、脱氮除磷, 对人体和环境无副作用, 特别适合用于天[14然水体的净化处理。可针对不同的水域、不同的水, 、重金属体, 采用不同的技术搭配, 将其直接喷洒于水体。, 经实践验证, 比较有效的产品有RB , 尽量减少和控制剂、利水净、兵器PSB , 。滇池蓝藻清除试验天后开始见效, 12, 中所采用的BC -655杀藻剂和环水-355藻类复合量小, , ]抑制剂处理效果良好, 投药后一至两天开始见效, 药体的污染、效维持时间约1个月, 毒副作用较小,BC -655杀藻多, “碧蓝”生物修剂实际处理成本约0. 59元/m 3[10, 15]。复除藻剂“、酶可邦”除藻剂等。实施药剂措施应进行药剂筛选试验, 综合考虑
(2) 絮凝剂, 常用的有三氯化铁、明矾、聚铁、聚药剂净水效果、安全性、经济性和可操作性等因素来铝、PAM 、石灰等。滇池蓝藻清除试验中采用云环确定药剂种类、投加量、投加方式等。部分药剂详细一号混凝剂取得不错的治理效果, 其主要成分为硅信息见表1[10]。藻土、PAM , 投药后2～4h 明显见效, 药效维持时间
表1 应急药剂一览表
类 别
名 称水体恢复功能
菌(RB )
微生物制剂
利水净
主要成分及特点
含氨化细菌、硝化与反硝化细菌含放线菌、细菌及水生真菌三种系列, 经MAB 生物技术处理获得的复合菌群
紫硫和绿硫细菌、异养型红色非硫菌
作用机理
降解水中氨氮及有机物, 与藻类争夺营养物来抑
制藻类生长
对水中有机污染物氨及磷等物质的利用转化和降解同时自身大量繁殖, 形成微生物-浮游生物-鱼类食物链为体系的微生态系统, 抑制藻类生长以光为能源, 降解水中硫化氢、氨氮及有机物、自身大量繁殖, 形成微生物—浮游生物—鱼类食物链为体系的微生态系统, 抑制藻类生长吸附、混凝、絮疑、沉淀
投加量
1～3mg/L/次
每月两次
20～30mg/L/
次
每月两次
20～30mg/L/次
兵器PS B 光合菌
每月两次 硅藻土 150～200mg/L/次 PAM 2. 5mg/L/次 5～20mg/L/次
混凝剂
硫酸铝环水—355复
合抑制剂
Al 2(SO 4) 3
云环一号硅藻土、PAM
综合植物酸抑藻剂絮凝剂及
C 12H 25ClNH 2
(1) 破坏细胞蛋白膜的半透性, 与细胞内的RNA
反应, 使之退化、导致细胞分裂死亡
(2) 混凝、絮凝、沉降。
其分子迅速穿透细胞膜, 作用于一定的蛋白基因, 终止细胞的氧化还原, 导致细胞死亡藻类对铜离子有很强的吸附性, 硫酸铜中的铜离子属于重金属离子, 能使蛋白质变性, 使微囊藻体内的酶失去活性, 进而不能进行正常的新陈代谢, 具有很强的杀藻效果。
20～40mg/L/次
杀藻剂
BC —655
一种有机溴杀菌灭藻剂, 主要成分
为2, 2—二溴—3—氮川丙酰胺(DBNPA ) , 含量大于20%
6～25mg/L/次
每月两次
CuSO 40. 6～1. 0mg/L/次
4 结语
综上所述, 水体富营养化应急治理方法包括物
理法、化学法、生物法等, 这些方法各有所长但也各
具有其局限性, 靠单一的方法去治理一个复杂的水
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专利00124828.
生生态系统往往难以取得理想的效果。因此, 具体应用时要根据所治理水体的特点选择合适、有效、安全的水华应急措施, 通过几种措施的相互配合达到预定的处理目标, 营造优美的水环境景观。
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7 中国科学院生态环境研究中心; 一种船式气浮除藻方法及装置.
收稿日期:200426-
8
第一作者简介:周栋, 1973年10月出生, 男, 同济大学环境科学与工程学院工程硕士, 工程师。
新 书 信 息
《工业用水处理技术》第一版自1995年10月发行以来, 深受读者欢迎。根据近年来水处理技术发展的情况, 进行了修订。增加了纳滤和连续电除盐两项较新技术, 并将循环冷却水技术也纳入本书。
全书近50万字, 叶婴齐主编, 上海科普出版社2004年10月出版, 购书请联系2004全国《水处理技术培训班》办公室 龚小姐 联系电话:021-62301100 021-62479662
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