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水资源保护技术探析

发布日期:2019-04-28 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

水资源是人类赖以生存的基本物质。随着人口的增长和社会经济的迅速发展,对水的需求急剧增加,水资源严重短缺,水资源污染日益严重,水质恶化,水的利用率一直较低。它已成为制约社会经济发展的重要因素。水资源的可持续利用是一个国家经济社会可持续发展的基础。为缓解水资源短缺,减少水污染,改善水质,合理调节水资源,保护水资源,制定相应的对策和措施。简要分析了水的控制技术。

由于经济的快速发展和环境保护的相对滞后,我国许多湖泊水库已进入富营养化,甚至严重富营养化。2004年对我国18个主要湖泊的调查表明,我国湖泊和水库已进入富营养化甚至严重富营养化。其中14人已进入富营养化。

富营养化水体的成因和危害

1。富营养化水的成因

水体富营养化是指在人类活动的影响下,生物体所需的氮、磷等养分大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,造成藻类及其他浮游生物的快速繁殖,以及水体中溶解氧的减少。水质恶化。鱼类和其他生物的大量死亡。

总的来说,氮和磷是植物生长的限制因子。生活污水和化肥、食品等工业废水,以及农田排水,都含有大量的氮、磷等无机盐。天然水体接受这些废水后,水体中的营养物质增加,促进了自养生物的旺盛生长,特别是蓝藻和红藻的数量迅速增加,而其他藻类的种类则逐渐减少。

水中藻类以硅藻和绿藻为主,大量蓝藻的出现是水体富营养化的标志。随着富营养化的发展,蓝藻以蓝藻为主,蓝藻是一种细菌,其生长周期基本上是每代2小时。繁殖速度快,生长周期短。当藻类和其他浮游生物死亡时,它们会被好氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物分解,产生硫化氢等气体,从而使水质恶化。鱼类和其他水生生物大量死亡。在衰变过程中,藻类等浮游生物残渣向水中释放大量氮、磷等营养物质,供新一代藻类等生物利用。因此,水体富营养化,即使切断了外部营养物质的来源,水体也很难自净并恢复正常状态。这也是富营养化难以管理的原因之一。

2.富营养化水体的危害

藻华的出现使水闻起来有鱼腥味,不舒服,降低了水体的透明度,增加了浑浊度。水面被藻类覆盖,使阳光难以进入,严重抑制了深水的光合作用,降低了溶解氧。死藻继续沉入底部,加速底部耗氧,使表层以下的水厌氧,导致有氧生物死亡。除了气味、破坏景观、破坏水生生态环境外,一些藻类还可以分泌藻类毒素,引起鸟类、牛羊等动物中毒,可能具有致突变作用,对人类具有巨大的潜在危险。富营养化对水生态和人民生活有很大影响,特别是在以富营养化水为饮用水源的城市。藻类能显著提高水中化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、悬浮物(SS)的浓度,增加水处理负担。藻类在过滤过程中堵塞过滤介质,在氯化消毒过程中产生有毒副产品,如三卤甲烷(THMS)。藻类代谢产物,如糖和酸,在混凝过程中与混凝剂发生反应,降低处理效果,增加混凝剂用量,由此产生的复合物将导致管道腐蚀。藻类毒素不能用常规方法去除。因此,富营养化水作为饮用水的水源,将严重影响水厂的工艺运行,腐蚀管网,恶化出水水质。

富营养化水体的处理

1。养分控制方法

1)做好工农业废水的处理工作。

改善施肥方法,降低农业废水中的氮,磷含量,加强水土保持,是全世界的共识,也是保护环境,防止水体富营养化的最佳解决方案。中国在这方面也不断努力。但是,由于种种原因,效果不佳,部分地区的土壤侵蚀日益严重。近年来,工业废水处理取得了相当大的成功,水的富营养化得到了有效控制。

2)禁止或限制含磷洗涤剂

生活污水中的磷25来自于磷清洁剂。许多国家都有禁止或限制使用磷清洁剂的政策。在深圳、太湖、滇池流域也采取了类似措施。然而,日本在禁令前后对琵琶湖的监测表明,由于水体中磷污染总量导致洗涤剂中磷酸盐含量低,该政策并没有显著改变水中磷的含量。同时,洗涤剂沸石中磷酸盐的替代物会大大增加污水处理污泥的体积,造成污泥处理的困难。因此,人们对去污剂磷禁令的环境影响有很大的争论。

(三)抓好城市污水治理。

除氮除磷分叉在城市污水处理中被称为三级处理,在欧美等发达国家得到了广泛的应用。三级处理有两种:化学法和生物法,化学法用絮凝剂沉淀溶解性磷,然后通过硝化反硝化过程,生物法利用微生物脱氮除磷,常用的工艺有AO、AAO(A20)、OAO(A02)等。为了促进除磷,还添加了挥发性有机酸或碳水化合物。第三阶段处理以脱氮为主,除磷效果不明显,有些工艺会造成二次污染。另外,三级处理工艺复杂,成本高,我国城市污水集中处理能力还很低,很难在常规处理的基础上大规模增加三级处理。因此,我国大部分地区还很难对生活污水中的氮、磷进行控制。随着城市化进程和居民生活水平的提高,生活污水中氮、磷含量将进一步增加。

4)污水分流

虽然污水分流,污水中的局部排水,以及引入清水等措施可以部分减轻污染水体的压力,项目规模庞大,污染转移到引水区可能导致新的污染区域。玄武湖和西湖的经验表明,很难达到污水分流和引水的预期效果,经过短暂的抑制(3个月)后,藻类繁殖恢复到原来的状态。

5)底泥挖掘

富营养沉积物在一定条件下释放氮、磷,成为水污染的内生来源,因此,泥沙的挖掘曾经成为富营养化水处理的重要措施。但泥沙开挖工程量大,开挖后的泥沙难以进一步处理,这可能是最经济的措施。由于泥沙中氮磷吸收和释放过程复杂,目前还没有明确的认识。泥沙开挖往往达不到预期的效果。即使是由于“底栖生物”和水生植物环境的破坏,深层沉积物也暴露在水中,将沉积物中的氮和磷溶解到水体中,使水华加深了一段时间。玄武湖和西湖的实践证明,该法存在诸多弊端,必须慎重考虑。

6)混凝除磷

在美国和澳大利亚,用混凝剂沉淀溶解的磷,是藻类所不能使用的,在美国和澳大利亚得到了广泛的应用。常用的混凝剂是铁和铝盐。这种方法效果很好,特别是在较深的湖泊中,那里的磷酸盐复合体可以沉降到湖底的平流层中,不再返回表面。然而,在低氧或氧化还原电位降低的条件下,这些配合物是不稳定的,并释放出溶解磷。此外,凝固剂在水中使用面积大、用药量大,可能与水中的其他物质发生不良反应,因此具有一定的潜在风险。

2。富营养化水体中的藻类抑制与杀藻技术。

1)深层曝气方法

鉴于藻类的过度繁殖和其他生物的死亡所造成的厌氧状态,人们试图通过机械搅拌或曝气来增加水中溶解氧含量。然而,水体中氧气的主要来源是"水生"的光合作用,富营养化水体表面不缺氧,由于缺乏藻类覆盖的阳光,表面水体缺氧,机械搅拌或曝气不能改变这一基本原因。几乎没有什么影响。

2)药物除藻技术

常用的除藻剂包括硫酸铜,氯,二氧化氯等。此外,还研究了臭氧和高锰酸钾作为除藻剂。这些氧化剂可以更快地杀死藻类并进一步氧化代谢物和藻类细胞损伤释放的有毒有害物质,效果显着。然而,这些试剂更昂贵,并且尚未消除对水生生物体的影响以及与河水中溶解离子的反应,这可能导致二次污染。

3)生物控制技术

利用水生生物对藻类的捕食或竞争,定期添加和捕捞这些抑制生物。该方法投资经济,有利于建立合理的水生生态循环。因此,自20世纪70年代以来,国内外开展了广泛的研究,在对鱼类种群分析的基础上,根据实际情况选择合适的鱼类,对梭鱼、银鱼、草鱼等藻类和食藻微生物进行过滤。经济上可利用的水生植物有大戟、莲子草、慈姑、紫柏、花生、板栗等,但在减少藻类的同时,这些生物自身也会排出大量的营养物质,这意味着大量的营养物质进入矿化循环而实际上没有被去除。水生生态系统非常复杂。在强烈的人为干扰下,系统将不稳定,难以控制。引入不属于当地自然种群的生物可能会留下长期的隐患。因此,必须认真考虑生物防治的不良生态后果。

4)机械捕捞

当水花出现时,它会用船只捕捉藻类。所收获的藻类可加工成鱼食,在上海等地使用。该方法易于控制,短期效果显著。然而,它是在藻类繁殖后被去除的。工作量非常大,工作完成了一半。

5)超声波除藻机理。

在千叶湖进行了大规模的超声波藻类控制技术研究。清华大学等单位在中国也进行了一些研究。初步结果表明,超声处理5雨的适宜频率和强度对藻类飞溅的生长有较强的抑制作用(小于50%)。超声波的高效、快速、简单、无二次污染等优点使其具有抗藻类、杀藻等优点。

超声是指频率高于16 kHz的声波。它是介质中的弹性机械波。它可以产生一系列接近极端水的条件,如重力加速度的数万倍,以及空化破裂的瞬间。高温高压(4000K,500大气压),急剧放电,强冲击波和喷射。由其衍生的二次波,辐射压力,声捕获,自由基,氧化剂等也可在很大程度上改变介质的性质。

超声波抑制和杀灭藻类的可能机制是:破坏细胞壁、破坏空气细胞和破坏活性酶。高强度超声可以破坏生物细胞壁,使物质流出细胞,已在工业上得到应用。藻类细胞的特殊结构是一个占细胞体积50%的细胞。这些细胞控制着藻类细胞的运动。超声引起的冲击波和射流辐射压力会损伤空气细胞。在适当的频率下,气室甚至会变成空泡并破裂。同时,空化产生的高温高压和大量自由基会破坏藻类细胞中的活性酶和物质,从而影响细胞的生理生化活性。此外,超声波诱导的化学作用也能分解藻细胞的分泌物和藻毒素等代谢产物。超声受多种因素的影响,其中最重要的是频率和强度。工艺条件优化是下一步研究的重点。

总之,水资源是整个国民经济的命脉,如果我们不重视今天水资源的合理开发、利用和保护,整个社会的经济和环境的发展将会随着经济和社会的发展而陷入困境。用水迅速增加,加上水污染、严重浪费、过度开采和缺乏统一管理,使水资源短缺更加严重,制约了社会经济发展,影响了人民的日常生活,生态环境与社会秩序的稳定.面对如此严峻的水资源形势和诸多复杂问题,必须实现全国水资源的统一管理,实行集水许可证制度,依法治水,依法治水。

水资源保护技术探析

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