生物帘生态基在河道水体修复中的应用
2018-07-24 19:05

  生物帘?生态基是用于生态性水体修复的高分子聚酯纳米材料,是业内领先的水处理技术产品,由上海稻王环保科技有限公司独家发明,并已成功应用于多地的水体生态环境修复、水产养殖及水污染防治领域。

  生物帘?生态基材质为亲水改性高密度聚酯纤维,具有极高的吸附性与生物亲和性,经过亲水改性的超大比表面积可大量吸附生长微生物菌群。这些菌群在其表面形成附着型活性生物膜,通过自身的新陈代谢作用吸收、降解水体中的有机污染物和氮磷。同时以微生物为食物的原生动物和后生动物会聚集在生物帘?生态基的周围,生物帘?生态基成为鱼虾类及其他高级水生动物的优良卵床与养育空间。利用生物帘?生态基治理水体,通过构建水下森林,给水生生物搭建栖息地,最终逐步构建健康的水体生态系统。

  在国内北方及南方几十个个案例与实验中,生物帘的优良特性都得以证明。在海南三亚市、江苏省常州市、天津市等多个河道水质改善及生态修复项目上得到应用。项目水质指标均达到设计要求,水体生物多样性得到有效改善。

  生物帘?生态基比表面积约为10m2/g,利用此特性其能高效吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮态的污染物,从而提高水体的透明度,并为各类微生物、藻类和水生动物的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件,最终在生物帘?生态基表面形成具有很强净化功能的“生物膜”结构。

  生物帘?生态基可在适宜的条件下,10天左右形成微生物菌落附着生长,在30~60天形成活性生物膜,由外至内分别生长好氧微生物、兼氧微生物、缺氧厌氧微生物。自养及异养微生物同在,自养微生物和异养微生物需要的条件不同,比如碱度、氧、碳源等,可形成良好互补,从而实现同步硝化反硝化,将TN转化为N2从水体中彻底去除。

  生物帘?生态基和市场主流新型生物填料相比,经过亲水改性的高密度聚酯纤维生物帘生态基微生物的附着量大,老化生物膜易脱落,并且附着的微生物活性高。

  生物帘?生态基的专利编织组合方式,形成三维立体生态基构造,可以促进水藻及生物类着床的同时形成水体珊瑚礁功能,更有利于孵化、鱼虾幼苗及其他水生动物,同时能够躲避天敌的袭击。沉水安装的漂浮状帘式生物膜,顺水流方向安装,可随水位高低上下起伏,保护生态基免受日光照射,保护生态基上附着的微生物被紫外线杀灭,同时不会阻塞河道,不影响河道通航。

  安装设置容易结合景观文化设计,可利用生物浮岛等配合进行景观的绿化与文化内涵的结合。在有曝气的条件下,形成原位底泥污染消解,利用生态基附着的大量微生物高效降解水中有机物和氨氮,生物浮岛顶部种植的挺水植物,既美化景观,又吸收水体氮磷,同时通过根系往水中传递溶解氧,形成水上浮岛植物、昆虫两栖动物、鸟类,水中微生物、原生动物、后生动物、鱼虾的良好生态循环。

  生物帘?生态基由于具有优良的机械性能、巨大的比表面积、良好的亲水性等多种特点,所以在水处理方面也具有良好的性能。生物帘?生态基放进污染水体中后,其超强的污染物捕捉能力和生物亲和力,使附着的微生物快速形成生物 膜,通过在水中不断地摇摆捕捉污染物并进行分解处理。另外,生物帘?生态基三位立体的编织结构和短纤绒毛的细部构造,更容易招引微生物以及捕食微生物的原生及后生动物,甚至会成为高级水生生物的繁殖环境。根据上述所述,生物帘?生态基用于水体净化是以水质净化和藻场形成为主要目的。

  生物帘?生态基的特点使它具有很大的比表面积来捕捉污染物,附着的有益微生物群能够快速形成生物膜,生物膜与污染水体不断接触的过程中将污染物进行吸收、降解和转化。聚酯纤维因高弹性而具有的形状维持能力和由于生态基在水中摆动而形成的很强的污染物捕捉和分解效果。在自然流水环境中,应用生物帘?生态基生物膜法处理污染水体的技术是可行的。采用生物帘?生态基净化水质的效果能在短时间内降低悬浮物含量(SS),同时显著地减低COD、BOD、总氮及总磷含量,最终到达净化水质的效果。

  附着在生物帘?生态基上的微生物通过自身的生命活动来分解有机物,生物帘?生态基在水中摇摆的特性进步提高了分解能力。在高溶氧环境下,好氧菌将有机污染物氧化分解成二氧化碳和水。而在厌氧环境下,有机污染物在产酸菌的作用下形成低级脂肪酸、醛、酒精等小分子有机物。再由产甲烷菌分解成甲烷和二氧化碳等。

  (1)藻场就是指水底各种各样的水生生物形成群落的场所。藻场内的水草(淡水藻类)、海草(以浮游生物为主的海藻类)为水生生物提供氧气,吸收水中的有机物和营养盐类来净化水质。同时还会成为鱼类、贝类等产卵、生长、隐藏的场所。藻场和滩涂、珊瑚礁一样在维持水环境中多样性的生态系统方面具有重要作用。

  附着在生物帘?生态基上的微生物被激活,浮游动植物的增殖使食物链上的水生群落增多。附着在生态基表面上的微生物被捕食,重复着附着、脱落、附着、脱落的过程,促进新生物膜的形成。

  在水中分散开的生态基聚酯纤维短纤绒毛具有多腔的空隙结构,维持着附着生物的活动,这种结构成为幼鱼生长的良好环境。

  改性聚酯纤维对植被也有高度的亲和性,生物帘?生态基布置到海域中就成为海藻类繁殖的基床。

  生物帘?生态基布置到水域中后,不仅具有净化水质的功效,而且具有修复水体生物多样性的功效。利用生物帘?生态基能够促进这种水底森林的形成,对于保护沿岸区域的生物多样性和生态系统稳定性有重要作用。

  生物帘?生态基采用特殊材质,具有亲微生物性和亲水性,比表面积大、挂膜速度快和操作简便,其表面很容易形成高效的黏着性生物膜。污染水体和生物帘?生态基表面生物膜的接触过程中,通过对有机污染物的吸附、传质、分解等环节,对水体中的有机污染物进行降解、转化。可生物降解的有机物一部分被微生物分解和转化,最终形成各种代谢产物(CO2、H2O、矿化物等),同时为微生物的生长和代谢提供能量;另一部分有机物被微生物同化形成新的微生物组分,最终高效去除水体中的有机污染物。

  在生物帘?生态基基于短程和同步硝化反硝化机理去除总氮,在生态基表面形成生物膜的一个断面上,由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三种反应区。从而为氨化、硝化、反硝化细菌群落繁殖以及藻类生长创造适宜的条件,这种特征是非常重要的。生物帘?生态基按照脱氮原理,以微生物的结构组成为蓝本研制的高效脱氮载体,亲水亲微生物性好,基于亲和微生物性,生态基载体对专性菌的选择固定化作用好,尤其是参与脱氮过程的硝化菌和反硝化菌。?生态基从外至内,挂膜均匀,形成溶解氧梯度,生物膜外层为好氧菌、中间为缺氧菌和内层为厌氧菌,形成无数个微观的A2/O工艺,发生短程和同步硝化反硝化作用从而高效去除总氮。用于污水处理脱氮,总氮可以从350mg/L降到15mg/L以下,氨氮未检出。

  在水生态系统中,水体中磷的生物去除途径大致有三条。第一方面是磷被细菌、藻类和水生植物吸收,细菌和藻类又被底栖动物或鱼类所摄食,最后鱼类的捕捞将磷从水中去除;第二方面是生物帘?生态基表面的微生物(如高效聚磷菌)过量摄取水体中的磷并将其同化为自身结构或转化为稳定的矿化组织,沉积在底泥中,抑制其再释放至水体中。第三方面是生态浮岛顶部种植的水生植物,其根系会从水中吸收磷,转化为植物秸秆,通过人工定期收割枯萎秸秆的方式从水中去除。

  悬浮物分为有机组分与无机组分。通过曝气沉砂可去除大颗粒无机组分,微细不易沉淀的胶体颗粒通过生物帘?生态基生物接触氧化,去除小颗粒无机组分及有机组分:生物帘?生态基水下散开的帘状绒毛结构,有效增加了胶体颗粒与生物载体的接触面积,通过营造平缓的水利环境,增加了颗粒物与生物膜的接触,促使曝气沉砂部分未去除的小颗粒悬浮固体在此接触过程中充分沉降。另外生物帘?生态基具有很好的粘附与吸附作用,悬浮物中的有机组分被活性生物膜粘附,通过微生物的作用进行分解转化,从而得到去除。

  生物帘?生态基对矿物质、重金属具有超强的吸附和富集作用。一方面生态草表面附着的大量微生物在与污染物充分接触的过程中不断吸收和富集重金属;另一方面生态草表面的生物膜产生大量的生物絮凝剂,将重金属充分絮集。

  生态基系统中的原后生动物(变形虫、鞭毛虫、游动型纤毛虫、匍匐型纤毛虫、吸管虫、线虫、蠕虫、轮虫等)通过吞噬悬浮细菌可以控制微生物数量,保持生物膜膜活性,表观上的特征就是增加了水体透明度。大型水生生物以原后生动物和藻类为食,作为该系统的最高级,对于控制藻类的过度繁殖、膜的更新有决定性作用。生态基产生的生物量还可以作用鱼类的食物饵料。

  (1)依靠生物帘?生态基巨大的表面积和生物接触面积快速吸附水中的污浊物质,同时吸附水中的碳化细菌、硝化细菌、聚磷菌等微生物聚集在材料表面加快初期粘合。同时生物帘?生态基良好的亲水性和生物亲和性有利于促进微生物增殖形成高活性的微生物膜,扩大净水作用范围。

  (2)依靠高度的生物亲和性和吸附性,形成具有生产者—消费者—分解者的生态物质能量转移链。

  (3)生态基表面形成的微生物膜随着水体的波动摇动,捕捉污浊物质,进行降解、转化和吸收,达到净化水质的目的。

  (4)生物帘?生态基材料柔软而富有弹性,能够随着水体的流动而自然摇摆,特殊的上下缝制口可灵活添加配重和漂浮材料,可随水位变化上下浮动,顺水流安装阻水系数几乎为零,不会对水流产生不利影响。

  (5)激发微生物活性,吸引鱼虾类,成为水生动物产卵、繁殖和栖息的场所,起到人工鱼巢虾床的作用,能够逐步恢复水体健康的生态系统。

  (6)生物帘?生态基在自然水体中能够进行适当的动、静结合,为前期微生物膜的挂膜、失活生物膜的脱膜以及二次挂膜创造最为有利的条件。大大加快了挂膜速率和生物膜的更新速度,始终保持具有高效的污染物降解能力。另外,材料的特征也省去了其他材料挂膜前期需人为投加培养菌种的工程环节。

  (7)生物帘?生态基技术实施简单,管理要求低。工期短,见效快,维护方便。系统进入成熟稳定期 后无需专人进行管理,整个系统的运行管理非常简单方便。结合生态浮岛工艺,可在构造立体净化体系的同时,美化环境。返回搜狐,查看更多