受工業(yè)廢水影響的城市河道部分特征及治理建議

劉超 謝雷

摘 要：【目的】消除河道治理過程中由于各種原因進入到河道中的工業(yè)廢水對水生態(tài)環(huán)境的影響，實現(xiàn)目標(biāo)水質(zhì)的穩(wěn)定。【方法】通過歸納治理過程中存在的問題，分析工業(yè)廢水進入城市河道中的危害，并提出相關(guān)治理建議?！窘Y(jié)果】通過先截污再分流、內(nèi)源治理、構(gòu)建良好的水下生態(tài)環(huán)境等多種方式相結(jié)合，有助于恢復(fù)水體的自凈能力，實現(xiàn)良好的治理效果?！窘Y(jié)論】工業(yè)廢水進入河道后因其成分的復(fù)雜性極大地損害了河道生態(tài)，對工業(yè)廢水入河的治理應(yīng)實行先短期后長期的方式，通過源頭治理和后期控制方可實現(xiàn)河道水質(zhì)長期的穩(wěn)定達標(biāo)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水；河道治理；生態(tài)修復(fù)；內(nèi)源治理

中圖分類號：X522? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1003-5168（2023）08-0112-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.08.023

Some Characteristics of Urban Rivers Affected by Industrial Wastewater and Suggestions for Treatment

LIU Chao? ? XIE Lei

（China First Metallurgical Group Co.， Ltd.， Wuhan 430000， China）

Abstract： [Purposes] To eliminate the impact of industrial wastewater entering the river channel for various reasons on the water ecological environment in the process of river treatment， and to ensure the quality of the target water. [Methods] Through summarizing the problems existing in the treatment process， this paper analyzes the hazards of industrial waste water entering urban rivers and then gives some treatment suggestions. [Findings] Through the combination of interception and then diversion， endogenous treatment， and construction of a good underwater ecological environment， the self-purification capacity of the water body was restored and a good treatment effect was achieved. [Conclusions] After the industrial wastewater enters the river， the river ecology is greatly damaged due to the complexity of its components. The treatment of industrial wastewater entering the river should be carried out in a short-term and then long-term manner. The long-term stability of river water quality can be achieved through source control and later control.

Keywords：industrial wastewater; river course management; ecological restoration; Endogenous governance

0 引言

城市河道是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為城市生活提供各種必需的功能，例如水源利用，景觀開發(fā)和水文文化等，健康的城市水環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障［1］。

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市的人口規(guī)模持續(xù)擴大，城市基礎(chǔ)設(shè)施的承載力日益不足，部分工業(yè)污染物隨著以前的合流管道進入城市河道，使城市河道受到了一定程度的污染，破壞了河道生態(tài)。截至目前，含有各種污染物的工業(yè)廢水污染已被認(rèn)為是最持久的環(huán)境問題之一，大量工業(yè)廢水一旦排放到自然河道中，將對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害［2］。全國各地在河道治理工作中投入了大量的人力、物力、財力，但受河道周邊區(qū)域污水管網(wǎng)規(guī)劃以及周邊地塊開發(fā)建設(shè)等情況限制，對廢水實行徹底截污比較困難，目前很多地區(qū)入河排污口都是一堵了之，但久而久之仍會出現(xiàn)污水外流等情況。城市河道治理是一項長久性的工程，對污水的排放需要合理的控制和干預(yù)。基于此，本研究從實際出發(fā)，分析工業(yè)廢水進入河道后的治理問題、治理難點，并提出相關(guān)建議。

1 工業(yè)廢水污染河道的主要特征

1.1 河道受工業(yè)廢水污染背景

由于部分城市污水收集系統(tǒng)不完善，存在雨污混流等情況，部分未經(jīng)處理的生活污水、工業(yè)廢水直接進入河道，導(dǎo)致河道生態(tài)受到破壞，工業(yè)廢水對河道的污染已成為嚴(yán)重的環(huán)境問題之一［3］。河道的主要污染來源可分為面源污染和點源污染。面源污染是指來自無法準(zhǔn)確識別的分散來源的污染，例如農(nóng)田退水、暗涵水等。點源污染則是來自可以識別的單一點源的污染，例如工業(yè)廢水、生活污水排放口等。

近年來，我國為了降低工業(yè)廢水的排放量，從源頭上控制了工業(yè)用水量。2015—2020年全國工業(yè)用水量及占比情況，如圖1所示。由圖1可知，我國的工業(yè)用水量及其占比呈逐年遞減趨勢，2020年，我國工業(yè)用水量約為1 030.4億m3，占全國用水總量的17.7%［4］。

2015—2020年全國工業(yè)廢水主要污染物排放量，如圖2所示。由圖2可知，我國工業(yè)廢水源化學(xué)需氧量排放量由2015年293.5萬t，下降為2020年49.7萬 t，下降幅度達83.07%。工業(yè)廢水源氨氮排放量由2015年21.7萬t，下降為2020年2.1萬t，下降幅度達90.32%。根據(jù)以上數(shù)據(jù)來看，我國對工業(yè)廢水主要污染物的管理效果顯著，但是對工業(yè)廢水的治理仍然不可松懈，通過非正常途徑進入河道的工業(yè)廢水是需要重點關(guān)注的問題之一。

工業(yè)廢水是河道中點源污染的主要來源，因其具有成分復(fù)雜、波動較大等特點，一直是水處理中的難點。工業(yè)廢水中往往含有大量高分子有機污染物和特定工藝產(chǎn)生的典型污染物，因此并沒有適用所有工業(yè)廢水的處理工藝［5］，具體方案需要通過現(xiàn)場考察具體考慮。工業(yè)廢水對河道的主要影響為其會增加河道各種化合物含量，改變水的自然特性（如溫度、溶解氧、有機化合物和pH值等）影響河道的水質(zhì)，進而影響河道的生態(tài)系統(tǒng)［6］。與生活污水相比，工業(yè)廢水對河道自然生態(tài)的破壞更為嚴(yán)重，影響更為廣泛。

為盡可能地降低工業(yè)廢水對河道生態(tài)環(huán)境的破壞，國家對工業(yè)廢水的排放出臺了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，需要對其進行一定的處理，符合排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能將其排放到河流中。但仍然存在將工業(yè)廢水直接排入的情況，對河道生態(tài)造成極大的破壞。

1.2 幾種典型工業(yè)廢水的基本特征

工業(yè)廢水排放的區(qū)域特征與其上游行業(yè)有密不可分的關(guān)系。我國工業(yè)行業(yè)種類繁多，對應(yīng)的工藝組成也非常復(fù)雜，影響工業(yè)廢水污染物種類及濃度的主要因素包括生產(chǎn)用原材料、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備等，工業(yè)廢水性質(zhì)差異大，類型復(fù)雜。按照上游工業(yè)廢水排放源頭行業(yè)分布類型，可分為石化行業(yè)、食品行業(yè)、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、冶金工業(yè)廢水等，見表1。

由表1可知，一般工業(yè)廢水中含有大量的化學(xué)污染物，使得化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD5）濃度急劇升高，一些工序可能還會產(chǎn)生有毒化合物，如重金屬、苯酚、氟化物、多環(huán)芳烴等，若將其直接排入河道中，會極大地威脅人們的生存環(huán)境。

1.3 工業(yè)廢水排放進入河道的影響

不同種類工業(yè)廢水其排放于河道中的形態(tài)也不相同，以下對五種典型的工業(yè)廢水的排放對河道的影響進行分析。

1.3.1 五種典型工業(yè)廢水排放對河道的影響。①紙漿和造紙工業(yè)廢水會導(dǎo)致河道溶解氧的降低、顏色變化，對水生動植物種具有較大的毒性，河道的顏色變化會影響水生植物光合作用，從而影響河道的自凈能力，此外，造紙廢水還含有木質(zhì)素及其衍生物等難降解的污染物。②紡織廢水因其所用化學(xué)品的類型、織物類型、工藝流程等條件影響，濁度較高，并產(chǎn)生有害氣味，容易導(dǎo)致空氣與水界面的氧氣傳遞不良，使河道COD和氨氮的上升，且染料本身的顏色也會加重河道的污染［12］，部分染料還會導(dǎo)致基因突變和致癌，對水生動植物的傷害極大。③冶金廢水成分和性質(zhì)較為復(fù)雜，含有大量的有毒金屬元素和有機污染物［13］。例如，來自稀土冶金的廢水含有放射性金屬，如釷（Th）、鈾（U）和鐳（Ra）等。最典型的具有嚴(yán)重危害的冶金污染物是重金屬、氰化物、酸等。冶金廢水未經(jīng)處理或處置不當(dāng)，會嚴(yán)重影響生態(tài)體，甚至?xí)?dǎo)致人類產(chǎn)生急性和/或慢性中毒、癌癥、畸形等風(fēng)險。④石油化工行業(yè)由于原料復(fù)雜、工藝復(fù)雜等特點，一般含有許多有毒物質(zhì)，分為無機和有機污染物。無機污染物被稱為重金屬和其他成分（硫化物，氟化物等），有機污染物由特定的有機污染物組成，如苯，醛，酚等［14］，這些有機物一版毒性較大，易溶于水，且很難將其短時間內(nèi)降解去除，長期存在環(huán)境中會破壞生態(tài)系統(tǒng)［15］。⑤食品廢水中含有碳水化合物，蛋白質(zhì)，無機和有機鹽，油脂等物質(zhì)，這些營養(yǎng)物質(zhì)不加處理進入河道后極易引起河道出現(xiàn)富營養(yǎng)化，COD急劇升高，并產(chǎn)生大量的惡臭氣味，嚴(yán)重污染環(huán)境。

1.3.2 工業(yè)廢水進入河道的特征變化。工業(yè)廢水進入河流，不但會引起河流系統(tǒng)中的pH值和顏色變化，還會導(dǎo)致河道COD、BOD5和DO的含量升高［16］，河道受到有機污染物的高度污染會對水生動植物的生存造成威脅［17］。工業(yè)廢水排放還會導(dǎo)致河道硝酸鹽、氨和磷酸鹽等營養(yǎng)物質(zhì)濃度過高，進而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，降低水生物種多樣性并最終增加魚類死亡率［18］。工業(yè)廢水中的重金屬也是對河道產(chǎn)生影響的重要因素之一，由于其毒性、持久性、生物累積性和生物放大特性［19］，重金屬濃度超標(biāo)，可能影響河水灌溉的安全性，污染土壤、影響農(nóng)作物的質(zhì)量，并最終通過食物鏈威脅人類健康。

2 工業(yè)廢水污染河道治理技術(shù)

2.1 河道污水處理技術(shù)手段

目前可用于處理工業(yè)廢水的方法有物理法、化學(xué)法和生物法。

2.1.1 物理法。物理技術(shù)主要是通過物理的手段將河道污染物從河道里分離出來，達到凈化水質(zhì)的目的，包括截污、河底清淤、引水稀釋等工藝。物理法主要利用較為直接的工程手段對河道中工業(yè)廢水產(chǎn)生的源頭地方進行吸附，降低污染濃度，或者用膜過濾裝置置于河道排口處防止污染物進入河道。物理法可以在很大程度上降低工業(yè)廢水對河道的污染，且不會產(chǎn)生二次污染物，但是該方法成本較高，應(yīng)用范圍較小。

2.1.2 化學(xué)法?；瘜W(xué)法主要有化學(xué)除藻、絮凝沉淀、重金屬化學(xué)固定等工藝?；瘜W(xué)法操作簡單，效率高，然而，其使用的化學(xué)試劑成本較高，長期使用對企業(yè)是一種極大的經(jīng)濟負擔(dān)。

2.1.3 生物法。生物法主要包括植物修復(fù)、人工濕地、人工生態(tài)島、高效菌種等工藝，通過生物尤其是微生物對廢水中有毒物質(zhì)的富集、轉(zhuǎn)化、降解等生理生化特征來改變河道水質(zhì)。自然生態(tài)修復(fù)法因其能實現(xiàn)多種有機污染物的徹底降解和礦化，是一種環(huán)保、有效的方法，應(yīng)用較為廣泛。但由于河道中的微生物受到溫度、pH值和溶解氧等外界因素影響較為嚴(yán)重，該方法往往作為河道水體處理之后的完善處理措施。

2.2 河道污水處理中存在的主要問題

盡管國家不斷加強對河道的治理，但城市河道污染難以根治，仍有不少受污染的河道嚴(yán)重影響城市生活環(huán)境和居民用水安全。特別是受到工業(yè)廢水污染的河道，由于其污染來源較為復(fù)雜，治理后極易出現(xiàn)“反彈現(xiàn)象”，需要在治理過程中綜合考慮，對癥下藥。

一是受工業(yè)廢水污染的河流原因難以排查。受工業(yè)廢水污染的河流一般位于工業(yè)區(qū)附近，周圍聚集大量的工業(yè)廠房，管線錯綜復(fù)雜，勘察難度大，很難形成完整有效的治理，經(jīng)常造成整治過程中或整治完成后，仍能發(fā)現(xiàn)不少“漏網(wǎng)之魚”；二是在治理過程中，很多設(shè)計河岸兩邊合流管道有生活污水直排現(xiàn)象，在對其進行雨污分流的過程中，某些小區(qū)或者村落存在管線復(fù)雜，道路過窄導(dǎo)致難以施工的情況；三是部分城市前期治理河道采取簡單硬化措施，片面追求景觀工程建設(shè)，忽視了河道自然生態(tài)屬性，一味地追求“三面光”，河道失去了自凈能力，后期對其構(gòu)建新的生態(tài)系統(tǒng)有一定的難度；四是管理機制不完善。目前針對工業(yè)廢水的監(jiān)管機制仍不完善，某些工廠通過一些合流管、暗涵等在非工作日偷排工業(yè)廢水，給河道的整治帶來了極大的難度；五是廢水處理成本過高，過高的經(jīng)濟負擔(dān)也是產(chǎn)生工業(yè)廢水偷排現(xiàn)象的主要原因之一。

2.3 工業(yè)廢水污染河道的治理措施建議

針對工業(yè)污水排入河道，根據(jù)實際治理經(jīng)驗，提出以下幾種治理措施。

第一，加強對工業(yè)廢水源頭的控制。對工廠的用水量和廢水排放量進行監(jiān)控，如果差距過大則需要進一步查明情況，從源頭上解決。第二，對有工業(yè)廢水的排放口加強處理。針對現(xiàn)狀河道邊污水直排口的，采取先截污、后分流的策略，將直排廢水先納入現(xiàn)狀污水管道，防止其繼續(xù)直排入河，然后開展雨污分流改造，通過新建污水管網(wǎng)解決合流制溢流污染問題。對于無法施工的一些街道或者片區(qū)采用先合后分策略。第三，加快污水處理技術(shù)更新發(fā)展。盡量優(yōu)化工藝，以最低的成本實現(xiàn)工業(yè)廢水的處理，降低污水主干網(wǎng)水位，為含工業(yè)廢水的河道治理提供技術(shù)保障。第四，建立監(jiān)測站進行連續(xù)監(jiān)測。對河道進行實時監(jiān)控，通過針對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析工業(yè)廢水的分類情況，及時摸排，及時處理，并為社區(qū)河道管理者提供具體的數(shù)據(jù)和信息。第五，針對河道中內(nèi)源污染物應(yīng)合理處理。內(nèi)源處理分為異位處理和原位處理法。異位處理法主要是通過清淤、疏浚等方式將河道底部的沉積污染物引至附近的專業(yè)處理設(shè)施進行處理，然后將凈化后的沉積物送回原河道。異位處理技術(shù)可以突破河道自然條件的限制，實現(xiàn)河道內(nèi)源污染物的深度清潔，是一種非常有效的內(nèi)源整治手段。原位處理法則主要通過原位覆蓋、化學(xué)穩(wěn)定等手段在原河道的基礎(chǔ)上進行處理。第六，完善工業(yè)廢水流入河道整治后的治理手段。通過構(gòu)建水生生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)自然河道的自凈能力和生態(tài)系統(tǒng)健康。人工調(diào)節(jié)恢復(fù)河道動植物的生長繁殖，恢復(fù)河道中動植物的物種豐富度，改善整體生態(tài)系統(tǒng)。具體可以將漂浮水生植物的過濾法和曝氣技術(shù)相結(jié)合，通過恢復(fù)水生植物的種植，對河道進行進一步處理。此外，在消除污染源后，應(yīng)確立生態(tài)措施與補水措施相結(jié)合的維護方法，這也是河流整治的重要途徑，能夠支撐生態(tài)系統(tǒng)健康長遠發(fā)展。

3 結(jié)論

自古以來，人們的生活便與河道緊密相連，依賴于河道的各種功能，因此，城市河道的治理工作尤為重要。本研究從實際出發(fā)，為治理進入河道的工業(yè)廢水提出了相關(guān)建議。

城市河道的治理是一項復(fù)雜且綜合性很強的工作，只有針對工業(yè)廢水污染的特點，探明工業(yè)污染的源頭，才能“對癥下藥”。廢水的整治不能只求短期的清澈，要建立保持水體清澈的長效機制，通過先截污再分流、內(nèi)源治理、構(gòu)建良好的水下生態(tài)環(huán)境等多種方式相結(jié)合，恢復(fù)水體的自凈能力，實現(xiàn)良好的治理效果。但城市河道的治理工作不能僅僅是事后補救，更需要采用各種合理的措施做到事前預(yù)防，才能從根本上解決河道的污染問題。這需要政府、企業(yè)等各相關(guān)機構(gòu)相互協(xié)作、共同努力，采用各類監(jiān)督控制手段進行有效的治理，最終實現(xiàn)城市河道的“長治久清”。

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收稿日期：2022-10-08

作者簡介：劉超（1995—），男，碩士，工程師，研究方向：水生態(tài)修復(fù)與治理。