城市河流水污染治理技術(shù)措施研究

鄭瑞欣

（中山市水務(wù)局，廣東 中山 528400）

0 引言

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得工業(yè)經(jīng)濟(jì)水平也不斷提升，這對(duì)于城市發(fā)展有顯著的促進(jìn)作用，但也帶來(lái)了嚴(yán)重的河流水污染問(wèn)題。導(dǎo)致城市河流出現(xiàn)水污染的原因有很多，如人口規(guī)模擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)增多、畜禽業(yè)發(fā)展迅速等，這些因素都對(duì)城市河流生態(tài)功能的發(fā)揮造成了制約。通過(guò)對(duì)中山市未達(dá)標(biāo)水體實(shí)施綜合整治工程，能夠促進(jìn)民生發(fā)展，并且改善城市環(huán)境，從而更好地解決城市水污染問(wèn)題。對(duì)此，必須盡快開(kāi)展水污染整治工程，以提升中山市的城市形象，吸引更多的項(xiàng)目投資，在實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的同時(shí)也促進(jìn)當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

1 河流區(qū)域概況

前山河又名前山水道，是中山市、珠海市主要的內(nèi)河水運(yùn)通道，全長(zhǎng)約23.0km，前山河流域集水面積約328km2，珠海境內(nèi)的面積有114km2，中山境內(nèi)的面積有214km2，主要是中珠聯(lián)圍的區(qū)域，下游是珠海的香洲區(qū)，中上游主體部分由中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)和坦洲鎮(zhèn)組成。中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)和坦洲鎮(zhèn)境內(nèi)共有95 條河涌，總長(zhǎng)度約為209.552km。

前山河是珠海市與中山市的重要防洪排澇通道，更是城市中非常重要的景觀帶，空間開(kāi)敞，地理位置非常重要。隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致排入河流中的污染物呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，而且這嚴(yán)重影響了河流中的水源質(zhì)量。流域交界河涌水系連通復(fù)雜，水體流動(dòng)緩慢，污染物擴(kuò)散輸移特征較為復(fù)雜，兩市水域功能區(qū)劃存在不一致，這給水污染整治工作帶來(lái)了一定的困難。因此，亟需開(kāi)展前山河水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查及評(píng)估工作，摸清前山河水環(huán)境質(zhì)量整體現(xiàn)狀，為規(guī)劃編制提供基礎(chǔ)資料，提高規(guī)劃的合理性和科學(xué)性。

2 流域污染源集中治理現(xiàn)狀

前山河流域中，中山市包括坦洲鎮(zhèn)污水處理廠和三鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，現(xiàn)狀污水處理能力分別為9 萬(wàn)m3/d和7 萬(wàn)m3/d，出水水質(zhì)應(yīng)當(dāng)達(dá)到當(dāng)?shù)氐奈鬯欧艠?biāo)準(zhǔn)。坦洲鎮(zhèn)、三鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大污水處理廠處理能力，同時(shí)按實(shí)際需求提高污水處理標(biāo)準(zhǔn)，確保整治之后的水質(zhì)能夠滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

珠海市前山河范圍內(nèi)污水主要由拱北污水處理廠（一期）和前山污水處理廠（一期）進(jìn)行收集，現(xiàn)狀污水處理能力分別為5.5 萬(wàn)m3/d 和10 萬(wàn)m3/d。近期不需再對(duì)現(xiàn)有污水處理廠處理規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)建，但要對(duì)現(xiàn)有污水處理廠的管網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)建完善，這樣可以將污水處理有效率提升到95%以上，而且當(dāng)前的水質(zhì)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足地方標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

3 河流水污染治理技術(shù)措施

3.1 外源性污染控制技術(shù)

城市中的河流水體水質(zhì)出現(xiàn)污染惡化主要是由于外界大量污染物進(jìn)入水體當(dāng)中，并且富集在水體中所致，要想實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)修復(fù)能力提升，就必須重視將外源性污染物切斷輸入。

3.1.1 截污和集中處理技術(shù)

要想保障河流生態(tài)功能的恢復(fù)，就必須要對(duì)污水、廢水進(jìn)行控制，不能將污水直接排入河流中，這是避免出現(xiàn)河流污染的最有效途徑。通過(guò)實(shí)施截污技術(shù)，避免污水直接排入城市河流當(dāng)中，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的污水進(jìn)行集中處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污染源的有效控制，進(jìn)而保障水體的生態(tài)功能。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于污水處理廠的建設(shè)，保障污水截留效果。

3.1.2 改進(jìn)排水體制

要對(duì)城市現(xiàn)有的排水體制進(jìn)行改進(jìn)，確保雨污水能夠分流處理，污水進(jìn)入污水廠進(jìn)行集中處理，同時(shí)還要對(duì)污水廠進(jìn)行升級(jí)改造，從而實(shí)現(xiàn)城市河流污染減輕。對(duì)于污水處理廠凈化后的水資源可進(jìn)行重復(fù)利用，對(duì)于達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的水體可排放到河道當(dāng)中，同時(shí)也可以應(yīng)用到灌溉等方面，以保障城市河道水體的生態(tài)功能。

3.1.3 生態(tài)河堤技術(shù)

河堤能夠起到緩沖帶的作用，并且可以發(fā)揮廊道、植被護(hù)岸等功能，這樣可以保障河流防洪的安全性，還能夠形成具有觀賞性的景觀帶。生態(tài)河堤的建設(shè)應(yīng)當(dāng)是以營(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境及自然景觀為主，同時(shí)要充分考慮安全性及耐久性需求，因此可以將傳統(tǒng)人工緩凝土河堤改造為水體、土體與生物均包含且實(shí)現(xiàn)相互涵養(yǎng)的生態(tài)體系，從而實(shí)現(xiàn)河堤上生物多樣性。自20世紀(jì)90 年代以來(lái)，德、美、法、日等國(guó)家都開(kāi)始逐步將傳統(tǒng)混凝土河道拆除，并且注重修建生態(tài)河堤，這在很大程度上提升了河流水體的自?xún)裟芰?，大大促進(jìn)了生物的繁衍生息，也實(shí)現(xiàn)了河流水體及生態(tài)環(huán)境的大幅改善。

3.1.4 生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

對(duì)于生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的實(shí)施，不僅要充分發(fā)揮河道的護(hù)坡功能，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)促進(jìn)河流護(hù)坡工作開(kāi)展，并且要建立相應(yīng)的管理體系，以確保生態(tài)平衡性能夠持續(xù)開(kāi)展。對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)工作的開(kāi)展主要采用兩種方式，一種是植物護(hù)坡，另一種是植物工程復(fù)合護(hù)坡。前者是對(duì)植被根系進(jìn)行鞏固，以起到良好的水土保持效果，以免出現(xiàn)水土流失的情況，這樣不僅能夠滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境建設(shè)要求，還可以營(yíng)造觀賞性非常強(qiáng)的景觀。后者主要是將鐵絲網(wǎng)與碎石進(jìn)行結(jié)合，以構(gòu)建復(fù)合型的種植基、三維植被網(wǎng)或者水泥生態(tài)種植等。例如上海的崇明島瀛東村所建立的示范生態(tài)河道，通過(guò)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，提高了坡岸的抗剪程度，而且也提高了坡岸的穩(wěn)定性，通過(guò)發(fā)揮護(hù)坡植物的凈化作用，改善了河流水質(zhì)。分析結(jié)果顯示，總氮量從原來(lái)的2.95mg/L 降至1.08mg/L，NH4+-N從原有的2.64mg/L 降為1.02mg/L，這對(duì)于河岸環(huán)境改善起到了巨大的促進(jìn)作用，而且生物種類(lèi)也呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展，也大大提升了生態(tài)穩(wěn)定性。

3.2 內(nèi)源性污染控制技術(shù)

3.2.1 河道曝氣

通過(guò)采用增氧設(shè)備或其他具有增氧效果的方式，沿河涌設(shè)置增氧設(shè)備，能夠起到良好的增氧效果，從而將死水轉(zhuǎn)變?yōu)榛钏?，這有助于水體自身強(qiáng)化自?xún)裟芰?，從而起到分解有機(jī)質(zhì)、氨氮的作用，并且具有一定的景觀價(jià)值。

運(yùn)用噴泉曝氣機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的復(fù)氧化處理，從而促進(jìn)上下水體的混合，這樣可以確保水體處理好氧狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)水腫氧含量的快速溶解，并且對(duì)水體中有機(jī)物分解所產(chǎn)生的H2S、甲硫醛、FeS 等物質(zhì)進(jìn)行快速氧化處理，這樣能夠避免水體出現(xiàn)黑臭的情況。河涌曝氣增氧設(shè)備有多種，主要有涌泉曝氣、噴泉曝氣、推流曝氣、鼓風(fēng)增氧盤(pán)曝氣等。其中涌泉曝氣、鼓風(fēng)增氧盤(pán)曝氣適用于河面小，水不深的河涌，推流曝氣、噴泉曝氣適用于河面較寬、水較深的河涌。通過(guò)采取適當(dāng)?shù)脑鲅踉O(shè)備，能夠更好地滿(mǎn)足河道靜態(tài)要求，這樣也可以實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)程度的最大化提升。

3.2.2 底泥生態(tài)疏浚

對(duì)于河流底泥的生態(tài)疏浚處理，應(yīng)當(dāng)盡量減少內(nèi)源污染符合，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)河道內(nèi)源污染的有效控制[2]。生態(tài)疏浚技術(shù)的實(shí)施能夠?qū)⒊练e物表面的氮、磷、有機(jī)質(zhì)等清除干凈，將河流水體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)鹽物質(zhì)循環(huán)鏈切斷，促使富含營(yíng)養(yǎng)鹽的大部分物質(zhì)都移除出水體，從而消減底泥對(duì)上層覆蓋水體所產(chǎn)生的污染，避免由于內(nèi)源釋放而產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題。例如，太湖五里湖生態(tài)疏浚區(qū)通過(guò)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了底泥磷含量下降了30%以上，重金屬的含量大大降低，經(jīng)過(guò)半年的疏浚處理，水體總磷含量比之前降低了10%～25%，葉綠素a 降低了40%，這對(duì)于生態(tài)恢復(fù)起到了良好的促進(jìn)作用。

3.2.3 生態(tài)浮床技術(shù)

生態(tài)浮床技術(shù)則是依托于自然規(guī)律，基于無(wú)土栽培技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)，并且通過(guò)開(kāi)展生態(tài)工程來(lái)實(shí)現(xiàn)水面植物的無(wú)土種植[3-4]?；诖隧?xiàng)技術(shù)，能夠?qū)⒏患癄I(yíng)養(yǎng)的磷、氮等物質(zhì)進(jìn)行聚集，并且通過(guò)獲取農(nóng)產(chǎn)品方式將其搬離出水體，以實(shí)現(xiàn)水體狀況的根本性改善，這樣能夠?yàn)樗鷦?dòng)植物群落繁衍生息提供良好的水體環(huán)境，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)的良好修復(fù)。例如，杭州市應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展的示范工程，歷時(shí)5 個(gè)月的生態(tài)修復(fù)，水體的透明度從原來(lái)的49cm 轉(zhuǎn)變?yōu)榱爽F(xiàn)在的1m 以上，溶解氧從修復(fù)前的0 轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的4mg/L以上，氨氮及總磷含量均出現(xiàn)很大程度上的降低，由此使得修復(fù)之后的河流中出現(xiàn)了較多的水生植物，例如小浮萍、小型魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)水生動(dòng)物等等。

3.2.4 水生植物修復(fù)技術(shù)

通過(guò)應(yīng)用水生植物修復(fù)技術(shù)，建立符合水體特點(diǎn)的植物群落，并且利用水生植物吸收水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能夠在收獲植物的同時(shí)將水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶走，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的凈化效果。此種方法實(shí)施較為簡(jiǎn)單，而且維持起來(lái)較為方便，這些水生植物的快速生長(zhǎng)能夠給水體中的微生物生長(zhǎng)提供充足的營(yíng)養(yǎng)，而且還能夠?qū)腋≡谒w中的有害物質(zhì)吸走，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)河道中的水體質(zhì)量最大化提升[5]。水生植物可作為生物修復(fù)的加強(qiáng)穩(wěn)定措施，適用于水深1～1.5m 的河涌。例如，在南京外港河的生態(tài)治理工程中，通過(guò)應(yīng)用鳳眼蓮作為水生植物來(lái)促進(jìn)水體恢復(fù)，實(shí)施之后，外港河的水體透明度從之前的40cm 上升到了120cm，化學(xué)需氧量下降了70.4%，總懸浮固體下降了39.6%，總氮下降了49.7%，氨氮下降了21.8%，由此表明應(yīng)用水生植物恢復(fù)能夠?qū)λw污染起到良好的凈化作用。

3.2.5 仿生水草修復(fù)技術(shù)

仿生水草技術(shù)也就是生物膜技術(shù)，主要是通過(guò)應(yīng)用天然材料，如卵石等，或者組合材料，如纖維等作為載體，以為微生物提供附著面，從而實(shí)現(xiàn)微生物與污染物之間的最大面積接觸，這樣可以促進(jìn)污染物的快速講解。在河流內(nèi)可以設(shè)置仿生水草生物修復(fù)系統(tǒng)，仿生水草的填料可以選擇專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于污染河道或者湖泊中的防水草填料，將其下端固定在河床底，上端自由漂浮，當(dāng)河水凈化至透明后，這些填料的表面會(huì)附著生長(zhǎng)藻類(lèi)，而且呈現(xiàn)出綠色，模擬出了天然水草的形態(tài)，既不會(huì)藏納污泥，還不會(huì)出現(xiàn)堵塞，使用壽命也比較長(zhǎng)。通過(guò)應(yīng)用此種填料，能夠?qū)羲芴嵘?0%～80%，可見(jiàn)此種仿生水草的應(yīng)用對(duì)于水體凈化的顯著效果，不僅能夠提升全年性的凈化水質(zhì)，還能提高凈化質(zhì)量。

3.2.6 微生物菌劑投加技術(shù)

通過(guò)利用所投加的微生物，能夠?qū)λw中原本具有自?xún)糇饔玫灰种茻o(wú)法發(fā)揮自身功能的微生物起到激活作用，而且可以促使其快速繁殖，從而對(duì)有害微生物的生長(zhǎng)及活動(dòng)產(chǎn)生有效的抑制作用，以消除水體中的污染物質(zhì)，并且防止水體營(yíng)養(yǎng)富集，同時(shí)還能夠?qū)Φ啄嗥鸬较趸饔?，控制好藻?lèi)，實(shí)現(xiàn)水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)及重建[6]。通過(guò)應(yīng)用生物簇生技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)原位化的處理，而且不需要投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)便可以達(dá)到非常理想的修復(fù)效果，也不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用。通過(guò)應(yīng)用定向擴(kuò)增技術(shù)，往河流的底泥中注入生物促進(jìn)劑，可以促進(jìn)其中的微生物快速繁殖，同時(shí)還能夠?qū)Φ啄嘀械母黜?xiàng)生物起到良好的氧化效果，然后在此基礎(chǔ)上還可以在河床上種植一些仿生水草，這樣便能夠形成較為系統(tǒng)且完善的生態(tài)環(huán)境，而且還能夠?qū)λw起到良好的修復(fù)作用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。而且基于生態(tài)系統(tǒng)還可以促進(jìn)被污染水體的逐步凈化，在實(shí)現(xiàn)水質(zhì)改善的同時(shí)也進(jìn)一步提升水體自?xún)裟芰?，以建立其更加完善的生態(tài)均衡系統(tǒng)，促進(jìn)河流水質(zhì)的進(jìn)一步凈化。

3.2.7 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是指往受污染的合流水體當(dāng)中投放化學(xué)改良藥劑，改良劑與污染物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而生成不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害的中性物質(zhì)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水質(zhì)的良好凈化。此種方法能夠更好地對(duì)突然發(fā)生的水污染問(wèn)題進(jìn)行有效處理，這樣不僅能夠達(dá)到非?？斓奶幚硭俣?，同時(shí)還能夠達(dá)到非常顯著的處理效果。但就此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，卻無(wú)法從根本上實(shí)現(xiàn)水污染問(wèn)題的解決。因此，在具體的水污染治理過(guò)程中，對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用僅能夠作為輔助性手段，或者是在水體污染較為嚴(yán)重時(shí)作為應(yīng)急的污染處理手段，以保障污染處理效果。只有在必要情況下才可應(yīng)用化學(xué)修復(fù)技術(shù)，通過(guò)是要注意保護(hù)河流中的生物多樣性，將對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響降到最低，以保障城市河流水生態(tài)系統(tǒng)的平衡性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市河流水污染對(duì)于城市發(fā)展的危害極大，更是嚴(yán)重影響到了城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)進(jìn)步，這對(duì)于城市中人們的日常生活及工作開(kāi)展都有著非常的制約，更不利于城市良好發(fā)展形象的建立。因此，我們必須要給予水污染治理充足的重視，通過(guò)分析河流出現(xiàn)污染的情況進(jìn)行分析，并積極采取有效的污染治理技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)河流水資源的生態(tài)修復(fù)效果提升。