寧波市提升河道水質(zhì)適用技術(shù)探討

尹慧珊，陳永東（寧波市水利局， 浙江 寧波 315016）

寧波市提升河道水質(zhì)適用技術(shù)探討

尹慧珊，陳永東
（寧波市水利局， 浙江 寧波 315016）

近年來，寧波市大力推進(jìn)河道整治工程建設(shè)，河道綜合環(huán)境得到顯著改善，但平原河網(wǎng)水質(zhì)狀況仍不容樂觀。進(jìn)一步提高河網(wǎng)水質(zhì)，改善水生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)美麗寧波建設(shè)，成為水利部門亟需解決的課題。通過調(diào)研分析國內(nèi)河道水質(zhì)提升技術(shù)應(yīng)用情況，并結(jié)合寧波市水利科技相關(guān)試點(diǎn)成果，針對不同類型河道推薦相關(guān)適用技術(shù)。

河道；水質(zhì)改善；治理技術(shù)；寧波市

根據(jù)《2014年寧波市水資源公報(bào)》，在參評的35個(gè)平原河網(wǎng)水質(zhì)斷面中，地表水環(huán)境質(zhì)量達(dá)到Ⅱ類、Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的，僅占參評總數(shù)5.8%；Ⅴ類 ～ 劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)的，占參評總數(shù)74.2%。進(jìn)一步提高河網(wǎng)水質(zhì)，改善水生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)美麗寧波建設(shè)，成為水利部門亟需解決的課題。

1 河道水質(zhì)提升技術(shù)方法[1]

河道水質(zhì)提升技術(shù)方法分為4類，即物理法、化學(xué)法、生物法和綜合法。各種方法應(yīng)用效果不一，適用性也各有不同。①物理法：利用物理作用，分離水體污染物，或通過物理過程營造抑藻環(huán)境。適用于封閉或緩流的水體。②化學(xué)法：利用化學(xué)反應(yīng)的作用，分離回收水體污染物質(zhì)，或通過化學(xué)過程創(chuàng)造抑藻殺藻條件的技術(shù)方法。適用于有限水域應(yīng)急處理。③生物法：利用生物的代謝作用，使水體與底泥中呈溶解狀、膠體狀的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)或通過生物過程創(chuàng)造除藻條件的技術(shù)方法。適用于水質(zhì)稍好，能滿足生物存活的水域。④綜合法：利用物理、化學(xué)、生物的綜合作用，使水體與底泥中呈溶解狀、膠體狀與懸浮狀的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)，或通過物理、化學(xué)與生物的綜合過程，創(chuàng)造除藻條件的技術(shù)方法。適用于水體污染較嚴(yán)重，單一技術(shù)難以發(fā)揮明顯作用的水域。

2 寧波市河道水質(zhì)提升技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用情況

2014年6月，寧波市水利局聯(lián)合水利部科技推廣中心舉辦了水生態(tài)技術(shù)交流會，引進(jìn)EPSB微生物綜合水污染治理技術(shù)、EHBR強(qiáng)化耦合生物膜技術(shù)、超磁分離技術(shù)和復(fù)合硅酸鋁水處理等4項(xiàng)技術(shù)，在慈溪市烏山前江和新庵江水質(zhì)提升中開展了應(yīng)用試點(diǎn)。其中烏山前江采用了EPSB微生物綜合水污染治理技術(shù)、EHBR強(qiáng)化耦合生物膜技術(shù)和超磁分離技術(shù)3種技術(shù)組合工藝（即綜合法）；新庵江采用復(fù)合硅酸鋁水處理技術(shù)。

2.1 河道治理效果分析[2]

烏山前江治理前水體渾濁，呈灰黃色，感官指標(biāo)差。治理后, 從感官角度而言，治理后水質(zhì)通透度、顏色等直觀感受較治理前有很大程度改善，與附近同類河道相比，污泥上翻現(xiàn)象也得到了有效控制，前后對比見圖1。

圖1 烏山前江治理前后對比圖

新庵江治理前受沿岸居民區(qū)及企事業(yè)單位生活污水污染，水質(zhì)混濁，水體透明度低。治理后，水質(zhì)較之前清澈，水體透明度明顯提高，前后對比見圖2。

圖2 新庵江治理前后對比圖

根據(jù)檢測水質(zhì)數(shù)據(jù)，水體治理效果比較明顯，各項(xiàng)指標(biāo)均有明顯的變化，水體透明度、溶解氧上升，總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)下降明顯，水體透明度和高錳酸鹽指數(shù)均達(dá)到黑臭河道整治驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 溶解氧含量

治理前，水體中的溶解氧比較低，2015年1月份治理后，溶解氧明顯上升，甚至達(dá)到景觀用水標(biāo)準(zhǔn)。溶解氧含量變化趨勢見圖3。

圖3 烏山前江治理前后溶解氧的變化趨勢圖

2.1.2 氨氮含量

2015年1月份，治理前烏山前江（烏山路橋）氨氮為9.720 mg/L，烏山前江（金山路橋）氨氮為12.350 mg/L。治理后烏山前江（烏山路橋）氨氮為8.570 mg/L，降幅為11.8%；烏山前江（金山路橋）氨氮為5.410 mg/L，降幅達(dá)56.2%（見圖4）。

圖4 烏山前江治理前后氨氮變化趨勢圖

2.1.3 總磷含量

2015年1月份，烏山前江治理前（烏山路橋）總磷為0.810 mg/L、烏山前江（金山路橋）總磷為1.060 mg/L。治理后，烏山前江（烏山路橋）總磷為0.685 mg/L，降幅達(dá)15.4%；烏山前江（金山路橋）1月份總磷為0.504 mg/L，降幅達(dá)52.1%（見圖5）。

圖5 烏山前江治理前后總磷含量變化趨勢圖

2.2.4 透明度

2015年1月份治理開始，透明度上升明顯，到3月份，透明度達(dá)到治理過程中的最高點(diǎn)，之后，透明度稍有下降。但2條河道透明度均大于20 cm（見圖6 ～ 7）。

圖6 烏山前江治理后透明度變化趨勢圖

圖7 新庵江治理后透明度的變化趨勢圖

2.2 試點(diǎn)總結(jié)

治理1 a來，無論是從感官角度還是通過水質(zhì)檢測，均表明3種治水技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)了烏山前江河道水體不黑不臭、水面不油不污較理想的黑臭處理效果。新庵江水質(zhì)透明度明顯提升，對這4項(xiàng)河道水處理技術(shù)試點(diǎn)效果分別總結(jié)如下：

（1）EPSB特效微生物技術(shù)側(cè)重于底泥污染治理和削減底泥，抑制底泥中厭細(xì)菌的生物活性和群落數(shù)量，阻止厭氧反應(yīng)及其產(chǎn)生的水體黑臭和氣泡翻漿現(xiàn)象，除COD、氨氮及除黑能力強(qiáng)，無能耗，持續(xù)性較好，但見效相對較慢；

（2）EHBR強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器技術(shù)專注于水體治理，曝氣效率高，同時(shí)具有厭氧和好氧作用，去除COD和氨氮能力強(qiáng)，綜合工程投資較少，能耗低，持續(xù)性較好，但見效相對較慢；

（3）超磁分離技術(shù)利用超磁分離機(jī)產(chǎn)生的高強(qiáng)磁場，實(shí)現(xiàn)磁性絮團(tuán)與水體的快速分離，使水體在河道內(nèi)自然形成循環(huán)，可快速清除水體的懸浮污染物和總磷，但能耗高，持續(xù)性稍差；

（4）復(fù)合硅酸鋁水處理劑技術(shù)能有效消除河道黒臭，從而提高水體的自凈能力，但該技術(shù)必須在完成截污工作后方能展開，否則可持續(xù)性較不理想。

3 寧波市城市內(nèi)河及上海水質(zhì)提升技術(shù)情況

3.1 寧波市城市內(nèi)河水質(zhì)維護(hù)技術(shù)

寧波市內(nèi)河處對市主城區(qū)內(nèi)河經(jīng)過近10 a的治理，特別是2009 — 2011年的全面治理，取得了較好的效果，城區(qū)內(nèi)河水質(zhì)較治理前有了明顯的提升。因此到寧波市內(nèi)河處開展河道水質(zhì)提升技術(shù)調(diào)研。主要水質(zhì)維護(hù)技術(shù)有：

（1）微納氣泡氣液分散系統(tǒng)與推流曝氣機(jī)相結(jié)合的工藝。微納氣泡氣液分散系統(tǒng)可產(chǎn)生大量微納米級的氣泡，為水體高效充氧，促進(jìn)好氧微生物對污染物的降解；推流曝氣機(jī)將微納氣泡推送至更遠(yuǎn)的距離，提高了充氧效率。

（2）高效有益菌生物修復(fù)與曝氣組合工藝。該工藝通過管道向水中曝氣，提高水體溶解氧，同時(shí)投加培養(yǎng)的高效菌群，通過菌群的好氧作用，降解水體中的污染物。

（3）模塊式微生物循環(huán)馴化結(jié)合推流曝氣技術(shù)。通過對高效微生物進(jìn)行培養(yǎng)、馴化，并引入河底的生物發(fā)生器中，通過推流曝氣機(jī)增加水體的溶解氧含量，通過生化、循環(huán)等過程，在短時(shí)間內(nèi)降解水體中的污染物，并持續(xù)維持水質(zhì)治理效果。

（4）推流曝氣、微生物膜、浮島水生植物凈化和鎖磷劑相結(jié)合的工藝。在治理過程中，微生物附著于人工水草、生物柵及浮島填料的表面，形成生物膜，實(shí)現(xiàn)對污染物的降解；推流曝氣可向水中充氧，促進(jìn)水體流動，從而提高微生物的降解效率；浮島中的水生植物可吸收多種污染物；鎖磷劑可迅速、高效、持久地降低可溶性磷酸鹽，抑制水華的發(fā)生。

治理后城中村河道消除了季節(jié)性黑臭，各河道夏季水華現(xiàn)象得到了明顯抑制。對比治理前后，高錳酸鹽指數(shù)下降54%，總氮下降24%，透明度提高至18 cm。尤其是微納氣泡氣液分散系統(tǒng)與推流曝氣機(jī)相結(jié)合的工藝，對內(nèi)河水質(zhì)改善效果顯著。

3.2 上海市湖泊、河道水質(zhì)提升技術(shù)

3.2.1 項(xiàng)目概況

通過對水質(zhì)提升技術(shù)應(yīng)用效果較好的上海之魚、束家灣河道等水質(zhì)提升項(xiàng)目開展調(diào)研。

3.2.1.1 “上海之魚”景觀水系生態(tài)凈化工程

總水面積54萬m2，水深0.5 ～ 5.0 m，集中湖面，金魚形狀，自然土底。應(yīng)用水生去富營養(yǎng)技術(shù)，水生森林技術(shù)等，水質(zhì)處理后由劣V類達(dá)II類 ～ III類，透明度達(dá)到1.2 ～ 2.0 m，清澈見底。河道進(jìn)入湖泊水質(zhì)見圖8，湖泊內(nèi)水質(zhì)見圖9。

圖8 河道進(jìn)入湖泊水質(zhì)圖

圖9 湖泊內(nèi)水質(zhì)圖

3.2.1.2 束家灣河道生態(tài)修復(fù)工程

束家灣河道屬輕污染河道，長約900.0 m，平均水深2.0 m，應(yīng)用構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)+生態(tài)水景觀賞區(qū)域構(gòu)建技術(shù)，水質(zhì)由劣V類凈化為IV類水，水體透明度1.2 m以上（見圖10）。

圖10 束家灣河道治理效果圖

3.2.2 主要應(yīng)用技術(shù)概況

工程主要應(yīng)用了水生森林/水生草皮構(gòu)建技術(shù)和人工生態(tài)系統(tǒng)集成去水體富營養(yǎng)化技術(shù)。

（1）水生森林/水生草皮構(gòu)建技術(shù)。沉水植物有效吸收水體氮磷營養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)，抑制藻類生長，改善環(huán)境，為水生動物提供空間生態(tài)位置，增加生物多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高水生態(tài)系統(tǒng)自凈能力。

（2）人工生態(tài)系統(tǒng)集成去水體富營養(yǎng)化技術(shù)。以生態(tài)平衡為原則，通過人工構(gòu)建或調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)，使水生動物、水生植物、微生物之間構(gòu)成具備高效凈化的食物鏈，實(shí)現(xiàn)以魚保水、種草凈水、微生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控的全方位景觀水體生態(tài)系統(tǒng)。

4 寧波市河道水質(zhì)提升適用技術(shù)探討

通過試點(diǎn)及調(diào)查研究，要提升河道水質(zhì)，截污是前提，治理是手段，同時(shí)還需堅(jiān)持河道長效管理。

4.1 適用于黑臭河道水質(zhì)提升的技術(shù)

針對黑臭河道需采用綜合法治理，單一技術(shù)效果不是很明顯，推薦EPSB特效微生物技術(shù)、EHBR強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器技術(shù)、復(fù)合硅酸鋁水處理劑技術(shù)、微納氣泡氣液分散系統(tǒng)與推流曝氣機(jī)相結(jié)合這4項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行有針對性的組合。其中：EPSB特效微生物技術(shù)能抑制水體和水底的厭氧反應(yīng)，消除水體黑臭，具有投資省、工程量小、無能耗、無二次污染等特點(diǎn)；EHBR強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器技術(shù)曝氣效率高（氧氣利用率50%以上），單位體積曝氣膜面積大，能耗低；單一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，效率高。復(fù)合硅酸鋁水處理劑技術(shù)能有效消除水體黑臭，提高水體自凈能力。微納氣泡氣液分散系統(tǒng)與推流曝氣機(jī)相結(jié)合技術(shù)從微納氣泡氣液分散系統(tǒng)可產(chǎn)生大量微納米級的氣泡，為水體高效充氧，促進(jìn)好氧微生物對污染物的降解；推流曝氣機(jī)將微納氣泡推送至更遠(yuǎn)的距離，提高了充氧效率。

4.2 適用于V類及以上水質(zhì)河道水質(zhì)提升的技術(shù)

已實(shí)現(xiàn)截污納管且河道水質(zhì)稍好的河道采取生物法治理，推薦人工生態(tài)系統(tǒng)集成去水體富營養(yǎng)化技術(shù)，即采取調(diào)控措施實(shí)現(xiàn)水體原位自凈并保持水質(zhì)長期穩(wěn)定。

4.3 適用于應(yīng)急性河道水質(zhì)提升的技術(shù)

應(yīng)急性河道采用物理法，推薦超磁分離技術(shù)，在污染河道旁放置“移動式超磁分離水體凈化設(shè)備”經(jīng)過3 ～ 5 min的混凝攪拌后在混凝系統(tǒng)的后段生成以磁種作為“核”的磁性絮體，實(shí)現(xiàn)磁性絮團(tuán)與水體的快速分離。原污染的水體已經(jīng)變得清澈透明無味再排入河道，干凈的水體直接回到河道的另一端，使水體在河道內(nèi)自然形成循環(huán)。

5 結(jié) 語

河道水質(zhì)改善能夠取得長效，還是要在截污的前提下從適宜生物棲息的角度出發(fā)，全面考慮工程對水文、水質(zhì)、底質(zhì)、河道形態(tài)、斷面形式及材料等多方面生境因子的影響，

構(gòu)建適宜生物棲息及繁殖的生存環(huán)境條件。在生存環(huán)境條件構(gòu)建的基礎(chǔ)上，先行恢復(fù)水生植物，水生植物群落基本穩(wěn)定后，再逐步恢復(fù)水生動物。另外在堤防河岸整治工程中，

除河道開挖疏浚、堤岸護(hù)岸、綠化、岸邊水生植物等項(xiàng)目考慮外，一并將水質(zhì)提升措施及相應(yīng)投資列入整治項(xiàng)目中，以利項(xiàng)目的整體實(shí)施，完善河道的生態(tài)建設(shè)。摒棄河道兩側(cè)及河底均漿砌石或混凝土封閉硬化處理，易導(dǎo)致水體自凈功能消退，宜選用生態(tài)護(hù)岸。

[1] 廖日紅.河湖水質(zhì)改善技術(shù)與方法[N].大眾科技報(bào)，2006，10(A01).

[2] 王壯良，嚴(yán)愛蘭，尹慧珊，等.慈溪市烏山前江水質(zhì)改善對策研究報(bào)告[R]. 寧波：慈溪市水利局， 2015.

（責(zé)任編輯 姚小槐）

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1008 - 701X(2016)06 - 0055 - 04

10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2016.06.018

2016-06-22

尹慧珊(1977 - )，女， 高級工程師，大學(xué)本科，主要從事水利工程管理工作。E-mail：ashanchang@tom.com