城市河道水質(zhì)改善技術(shù)淺探

劉占洲 周偉明

（無錫市惠山區(qū)水利農(nóng)機局，江蘇 無錫 214174）

0 引言

當前，全國669 個城市中，有400多個城市供水不足，其中有110 個城市嚴重缺水，工業(yè)排放和城市生活污水的不斷增加，造成水環(huán)境污染嚴重，使原本就短缺的水資源形勢更加嚴峻，城市水污染已經(jīng)成為當前水污染嚴峻形勢的主導(dǎo)因素，如果得不到有效控制，將會帶來水資源枯竭的危險，從而導(dǎo)致我國社會經(jīng)濟的發(fā)展難以為繼。

1 水質(zhì)現(xiàn)狀

城市水環(huán)境是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，也是市民休閑娛樂、維護城市生態(tài)平衡的重要載體。近年來，隨著國民經(jīng)濟快速增長，環(huán)境保護工作投入日益增多，并取得了較大進展，但水環(huán)境嚴峻形勢總體上仍沒有得到根本扭轉(zhuǎn)。主要原因可歸結(jié)為污染物排放量超過水環(huán)境承載能力，致使河道水污染，湖泊富營養(yǎng)化，生態(tài)破壞嚴重，生物多樣性減少，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，從而嚴重制約了經(jīng)濟社會發(fā)展，危害人民健康，影響社會和環(huán)境安全。因此，加強水生態(tài)環(huán)境保護，修復(fù)受損的水生態(tài)系統(tǒng)，成為促進水資源可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一。

2 問題分析

我國大多數(shù)城市屬于綜合性城市，即居住、商貿(mào)、工業(yè)等多種區(qū)域混雜在一起，所以我國城市水污染主要是由人類活動產(chǎn)生的污染物造成的，主要包括工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源三大部分［1］。

工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。工業(yè)廢水為城市水域的重要污染源，具有量大、面廣、成分復(fù)雜、毒性大、不易凈化、難處理等特點。

農(nóng)業(yè)污染源包括牲畜糞便、農(nóng)藥、化肥等。農(nóng)藥污水中：一是有機質(zhì)、植物營養(yǎng)物及病原微生物含量高；二是農(nóng)藥、化肥含量高。污染物隨著水土流失進入水體，極易引起藻類以及其他生物異常繁殖，使得水體透明度和溶解氧產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

生活污染源主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，多為無毒的無機鹽類，生活污水中含氮、磷、硫多，致病細菌多，易引起水體富營養(yǎng)化。

3 水質(zhì)改善技術(shù)

大自然在長期發(fā)展變化過程中具有自凈能力，因此自然界可以持續(xù)發(fā)展。當人類活動所造成的污染超出自然界本身的修復(fù)能力時，生態(tài)環(huán)境就遭到破壞。水體質(zhì)量改善技術(shù)就是按照自然界的自身規(guī)律使水體恢復(fù)自我修復(fù)功能，并強化水體的自凈能力，修復(fù)被破壞的水體生態(tài)環(huán)境［2］。

3.1 截污治污

即將原先直接排入水體的污水收集起來，通過污水管網(wǎng)系統(tǒng)輸送到污水廠處理后再排放［3］，其目的是削減排入受納水體的污染物總量，為進一步凈化水質(zhì)創(chuàng)造條件。如：武漢東湖的水果湖水域，在污水截流后，湖水中BOD5、TP、TN、SS 逐年上升的趨勢得到遏制，污染物總量逐年下降，水中溶解氧上升，湖區(qū)水環(huán)境得到明顯改善。主要截污方案有：完善市政污水管網(wǎng)配套、提升泵站，小區(qū)通過雨污分流形成完整的污水收集處理系統(tǒng)；無條件接管的區(qū)域建設(shè)分散式污水收集控截裝置；大力、有效地開展農(nóng)業(yè)面源污染攔截工程。截污治污是城市水質(zhì)改善最關(guān)鍵的措施。

3.2 清淤

河道底泥中含有大量的有機物、氮、磷、重金屬等污染物質(zhì)［4］。一方面，當?shù)啄鄥捬醢l(fā)酵時，會使水體黑臭；另一方面，在泥水交接面會存在水中污染物沉積于底泥和底泥中污染物向水體中解析擴散的動態(tài)平衡。因此，清除水底淤泥，不僅可削減水體內(nèi)源性污染物的釋放量，同時還可達到增大庫容的目的。對于富營養(yǎng)化河道來說，將富含營養(yǎng)物的底泥層清除可控制藻類的生長。在清淤過程中，應(yīng)合理確定淤泥的清除量，一般不宜將污泥全部清除，以免把大量的底棲生物、水生植物同時清出水體，破壞現(xiàn)有的生物鏈系統(tǒng)。

3.3 調(diào)水稀釋法

用較清潔的水稀釋或完全替換污染較嚴重的水，以降低水體中的污染物濃度［5］。在富營養(yǎng)化的河道水域中，換水去除藻類的速度應(yīng)大于藻類的生長速度。一般認為，每天沖入河道較清潔水的體積宜大于其庫容的10%～15%。當然，由于存在污染物向下游轉(zhuǎn)移的問題，故所換水的受納水體須具有足夠的環(huán)境容量方可采用該方法。

3.4 河道水體曝氣

河道曝氣技術(shù)作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術(shù)，在很多國家被優(yōu)先采用。英國的Thames，德國的Rwhr 與Saar，澳大利亞的Swan 和美國的Homewood 等河流就先后利用河道曝氣技術(shù)改善河流的水質(zhì)。目前，河道曝氣技術(shù)在我國水環(huán)境質(zhì)量綜合治理中尚不多見［6］，但近年來在一些大中城市已經(jīng)進行了一定規(guī)模的河道人工曝氣復(fù)氧試驗，如：北京的清河環(huán)境改善工程、上海的蘇州河河道曝氣復(fù)氧工程、上澳塘和新涇港的曝氣工程試驗、重慶的桃花溪曝氣措施等。主要的曝氣技術(shù)有曝氣機曝氣增氧技術(shù)、跌水曝氣增氧技術(shù)、微納米曝氣技術(shù)等，每種技術(shù)都有其各自的特點，具體可以根據(jù)實際情況選擇。

3.5 水力循環(huán)

水力循環(huán)的目的是使原本靜止的水體產(chǎn)生緩慢的流動，實現(xiàn)水量水質(zhì)的交換，為凈化處理提供必要的基礎(chǔ)；同時，可以通過水力推動設(shè)施提供水流表面復(fù)氧，提高水體的自凈能力。確定水力循環(huán)方案的基本原則是利用原有河道或者塘的水面形狀，在隱蔽處設(shè)置機械推動裝置，使水體定向循環(huán)流動，控制水流速度以推流方式緩流徐進。

3.6 地下滲濾系統(tǒng)

地下滲濾系統(tǒng)是一種就地污水處理技術(shù)，它是將污水有控制地投配到具有一定構(gòu)造、距地面有一定深度和具有良好擴散性能的土壤中，使污水在土壤毛管浸潤和滲濾作用下向周圍擴散，并在土壤中的微生物、植物以及土壤的物理、化學綜合作用下得到凈化。該技術(shù)由于利用了土壤的自然凈化能力，因而具有基建投資低、運轉(zhuǎn)費用少、操作管理簡便等優(yōu)點，同時還能夠利用污水中的N、P 等水肥資源［7］。隨著水資源短缺形勢的日益嚴峻，對污水進行回用和對一定污染的河湖水進行處理的研究不斷開展，在日本、韓國、美國、新西蘭和西歐等國家，地下滲濾系統(tǒng)的研究和應(yīng)用越來越受到重視。地下滲濾系統(tǒng)大致有三大種類：

（1）土壤滲濾溝。滲濾溝可由布水管、散水管、集水管、受皿、濾料、特殊土壤、防水層等組成。將經(jīng)過預(yù)處理的污水排入埋在地下的滲濾溝中，在浸潤、滲透和擴散作用下，污水向土壤中慢慢地擴散并在一系列的物理、化學和生物作用下得到分解。

（2）毛管滲濾系統(tǒng)。系統(tǒng)的下部為不透水層，可以防止污水直接下滲污染地下水；不透水層上面是礫石層，起承托滲濾層和使污水均勻分布的作用，內(nèi)設(shè)進水布水管；礫石層上面是特殊滲濾層。污水通過土壤毛管作用，緩慢地由礫石層進入特殊土壤層，在這層土壤層內(nèi)，聚集著大量的微生物及微型動物，在需氧微生物和厭氧微生物的作用下，污水中的有機物被吸附、降解，土壤中大量的原生動物和后生動物又以微生物為食料，伸入土層中的植物根系則吸收污水中的N、P 等無機養(yǎng)分，作為其生長所需要的營養(yǎng)。因此，該系統(tǒng)基本上是一個生態(tài)系統(tǒng)，通過植物、土壤、微生物間復(fù)雜而相互聯(lián)系的作用，最終將污水凈化。

（3）把利用土壤天然凈化的工藝和人工凈化工藝結(jié)合起來，可以提高系統(tǒng)的處理負荷和便于進行人工控制，但顯然會增加處理成本，目前有土壤式沉淀池、厭氧消化——沉淀——土壤滲濾一元化構(gòu)筑物、接觸曝氣——土壤凈化復(fù)合式處理系統(tǒng)、土壤式污泥濃縮池和地下滲濾場等。

4 結(jié)語

城市水體質(zhì)量改善技術(shù)不僅要體現(xiàn)技術(shù)的有效性、暢銷性、生態(tài)相容性，更要考慮技術(shù)的景觀協(xié)調(diào)性、技術(shù)的經(jīng)濟性等。改善污染水體水質(zhì)的策略是削減水體中的污染物總量，通過物理、化學和生物等方法，控制水體外源性和內(nèi)源性污染物的排入量，人工強化水體自身的凈化能力，以降低水體中污染物的濃度，提高溶解氧濃度，恢復(fù)水生生物的多樣性。同時，應(yīng)加強對水生態(tài)系統(tǒng)的保護，減少人為破壞，做到預(yù)防為主。

［1］毛益飛，朱培梁，吳紅梅.城市河道水環(huán)境現(xiàn)狀分析及改善措施探討［J］.浙江水利水電?？茖W校學報，2009，1（21）：65-67.

［2］趙豐，黃民生，戴興春.當前水環(huán)境污染現(xiàn)狀分析與生態(tài)修復(fù)技術(shù)初探［J］.上?；ぃ?008，3（7）：27-30.

［3］毛威敏.城市中小河道截污主要方式和工程實例［J］.中國市政工程，2009，6（143）：45-46.

［4］曹承進，陳振樓，王軍，等.城市黑臭河道底泥生態(tài)疏浚技術(shù)進展［J］.華東師范大學學報（自然科學版），2011（1）：32-40.

［5］杜曉舜，王春樹.上海市引清調(diào)水工作研究［J］.水資源保護，2006，22（3）：92-94.

［6］孫從軍，張明旭.河道曝氣技術(shù)在河流污染治理中的應(yīng)用［J］.工程與技術(shù)，2001（4）：12-15.

［7］鄭向勇，嚴立，王崇，等.地下滲濾污水處理系統(tǒng)的工藝類型［J］.中國給水排水，2006，22（6）：11-14.