千燈浦河道底質(zhì)污染修復(fù)工程技術(shù)初探

朱太旺，王志英

(1.昆山市水利建筑安裝工程有限公司，江蘇 昆山 215300;2.水利部建設(shè)管理與質(zhì)量安全中心，北京 100038)

隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人為占用河道、任意排放生活污水和工業(yè)廢水的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，致使河流出現(xiàn)水質(zhì)惡化、底質(zhì)污染等多種水環(huán)境問題，影響了周邊居民正常生活，嚴(yán)重制約了社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 千燈浦概況

千燈浦位于昆山市千燈鎮(zhèn)，北起吳淞江，南至淀山湖，全長11.40km，貫穿整個淀山鎮(zhèn)和千燈鎮(zhèn)。千燈浦河道底質(zhì)污染修復(fù)工程項目從南浦大橋橋頭向北延伸，全長2000m，水面平均寬度60m，平均水深1.80m。水面面積120000m2，水量216000m3。

由于長期受生活污水、工業(yè)廢水、建筑垃圾等污染，千燈浦河道水質(zhì)惡化、河道底層沉積淤泥呈黑色，夏季河水極易發(fā)臭翻泥，針對千燈浦河道現(xiàn)狀，必須進(jìn)行修復(fù)。

2 底泥對河道水體的影響

在城市經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化高速發(fā)展的進(jìn)程中，大量廢水直排城市河道，嚴(yán)重超過河道的自身凈化能力，導(dǎo)致污染嚴(yán)重。污染物進(jìn)入河道后，經(jīng)過沉淀、吸附、吸收等一系列途徑，最終沉積在底泥中并逐漸積累，構(gòu)成了水體污染的主要來源。因此，沉積物可以說是容納水環(huán)境中各種污染物質(zhì)的最終儲存場所。當(dāng)?shù)啄嗌蠈铀h(huán)境發(fā)生改變后，底泥中沉積的污染物不斷釋放，成為河道水體二次污染源。有關(guān)研究結(jié)果表明:河道底泥中釋放的污染物使水體中NH3-N、TP、COD濃度分別達(dá)到了3.00mg/L、0.40～0.5mg/L和30～35mg/L，底泥修復(fù)后分別降為2.5mg/L、0.1mg/L和15～20mg/L。河道底泥修復(fù)可使污染水體水質(zhì)得到顯著改善和提高。

3 底泥污染處理方法分類

水環(huán)境生態(tài)重要部分為底泥，從底泥的處理機(jī)制上進(jìn)行分類，可分物理法、化學(xué)法、生物法三類;按照底泥處理方法可分為底泥天然恢復(fù)、覆蓋、去除三種方法;按照底泥處理位置的不同可將其分為異位處理、原位處理兩類，其中原位處理即原位修復(fù)，是指利用物理、化學(xué)、生物等技術(shù)在原地對底泥進(jìn)行處理并修復(fù)，生物技術(shù)修復(fù)因其具有成本低、不損害原有生態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。

4 底泥處理微生物應(yīng)用研究

有價值的微生物獲取一般通過三種方式，一是人工馴化，二是固定化微生物，三是轉(zhuǎn)基因工程菌。據(jù)有關(guān)研究報道，將某種特定的固定化微生物用于污染的底泥中，發(fā)現(xiàn)底泥厚度有降低現(xiàn)象，水體和底泥中的NTU、COD、NH3-N和TP含量也明顯降低。如果采用某種凈化促生液對水環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，底泥中的生物多樣性逐漸增加，有機(jī)物的含量逐漸減少，主要微生物類群則由厭氧型向好氧型演替，水體的生物多樣性不斷的增加;如果在專業(yè)培養(yǎng)基上接種河道底泥，制成底泥生物氧化復(fù)合制劑，此制劑對河道底泥氧化層的形成有明顯的促進(jìn)作用，對底泥有機(jī)污染物分解能力也有顯著的強(qiáng)化作用，同時，底泥對上覆水體生物氧化能力也逐步增強(qiáng);如果對底泥進(jìn)行生物修復(fù)，能夠有效地減少河道污染負(fù)荷，同時，強(qiáng)化河道的自凈功能。

目前，國內(nèi)很多研究人員，對上述底泥處理微生物應(yīng)用研究已有成果，并成功應(yīng)用到河道底泥污染處理中，并取得了顯著成效。

5 千燈河道底泥修復(fù)工程試驗

5.1 底泥處理試驗方法

2013年，針對千燈河道樣板區(qū)底泥進(jìn)行生態(tài)修復(fù)試驗，通過“消毒劑+微生物制劑”相結(jié)合的綜合修復(fù)處理方式進(jìn)行了處理研究。未處理前，隨機(jī)取2份河道底泥試樣檢測污染物，之后，進(jìn)行修復(fù)措施處理:按75kg/畝、50kg/畝標(biāo)準(zhǔn)，先后均勻噴灑消毒劑和微生物制劑到河道底部。分別于7天后、12天后，對處理過的區(qū)域隨機(jī)取2份樣進(jìn)行檢測，檢測比較結(jié)果見表1～表3。

表1 處理前數(shù)據(jù)

表2 處理7天后數(shù)據(jù)

表3 處理7天后數(shù)據(jù)

5.2 底泥處理效果分析

從表1～表3中可以看出通過處理后的底泥pH偏堿，但仍在一個合適范圍內(nèi);試劑與底泥接觸的時間越長其殺菌效果越明顯，有機(jī)質(zhì)的降解率越高。處理7天后有機(jī)質(zhì)降解率為70% ～80%，12天后有機(jī)質(zhì)的降解率達(dá)到50%;大腸菌群含量降了1～2個數(shù)量級，處理時間越長其大腸菌群數(shù)量越少。

6 微生物底質(zhì)改良處理技術(shù)

微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，對養(yǎng)分的循環(huán)和污染物的降解、去除起著十分重要作用，并具有廣泛的應(yīng)用價值。

相關(guān)研究報道顯示，通過光合細(xì)菌、復(fù)合光合細(xì)菌作用，可降低、甚至去除富營養(yǎng)化水體中的NH3-N和有機(jī)質(zhì);也可以通過溶藻菌控制藍(lán)藻，去除水體富營養(yǎng)化，抑制“水華”現(xiàn)象的產(chǎn)生。

本工程試驗主要通過先向污染底泥中投放消毒劑，減輕底泥中的毒性;然后通過投放微生物制劑，形成一個能完成自然降解的底泥環(huán)境，進(jìn)而加強(qiáng)被污染底泥的自凈功能，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物的快速、高效的降解，從而達(dá)到改善底泥的污染狀況，提高水體中溶氧量。

7 小結(jié)

河道生態(tài)修復(fù)是通過創(chuàng)造適合于各類生物生存的生境條件，形成各種生物群落配比合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能強(qiáng)大、系統(tǒng)穩(wěn)定的城市河道良性水生態(tài)系統(tǒng)，重建受損河道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。微生物底質(zhì)改良劑是通過對治理河道底泥中微生物的促生作用，創(chuàng)造一個可以完成自然降解功能的基底環(huán)境，加強(qiáng)污染底泥的自凈功能，加速有機(jī)污染物的降解和河道底泥的修復(fù)。

千燈河道通過“消毒劑+微生物”的綜合方式，修復(fù)河道底泥污染，有機(jī)質(zhì)降解率達(dá)到了50%，大腸菌群的數(shù)量級下降了1～2，修復(fù)效果明顯。此修復(fù)方式可廣泛應(yīng)用于其他河道底泥修復(fù)中。■