河道水體污染治理技術(shù)探析

林鈺烽，陳林江，傅 寧

（余姚市江河水利建筑設(shè)計有限公司，浙江 余姚 315400）

0 引 言

城市內(nèi)湖泊、河道等不僅是自然生態(tài)重要的部分，也是城市民眾居住環(huán)境的重要組成。良好的水體環(huán)境發(fā)揮保持水土、調(diào)節(jié)溫度、涵養(yǎng)水質(zhì)、提升空氣質(zhì)量等作用。一旦水體遭受污染，最明顯的威脅是環(huán)境遭受破壞，自然氣候、水域生態(tài)系統(tǒng)等受到影響。隨著工業(yè)化時代發(fā)展，N、P等化學(xué)物質(zhì)應(yīng)用較為廣泛，其進入水體之中，會造成水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水體中藻類迅速增長，從而導(dǎo)致河流出現(xiàn)黑臭問題，這也是當前影響城市河道水體質(zhì)量的常見污染問題。文章從實際出發(fā)，基于河道黑臭水體產(chǎn)生成因，總結(jié)現(xiàn)階段常見的水體污染治理技術(shù)，這對于促進我國黑臭水體治理有積極作用。

1 研究案例闡述

在此以浙江省寧波市某小區(qū)附近的支流河段為研究對象。該河流段隨著當?shù)毓I(yè)發(fā)展，受到多種因素干擾，水體黑臭、污染較為嚴重。該河流支段位于寧波市區(qū)環(huán)城南路附近，河流段從小區(qū)內(nèi)穿過，水深最低為1.0m，最高接近2.0m，河面寬度15~25m，河流支段整體長約250m，水域面積達到5 000m2。

該河流支段水域?qū)挾取⑸疃认鄬^低，河流支段流速較為緩慢，水體自凈能力相對較弱，且位置較為獨特，從小區(qū)中南北貫穿，周圍環(huán)境較為復(fù)雜，這進一步增大污染治理難度，也使其污染源呈現(xiàn)復(fù)雜、多樣化分布。最明顯表現(xiàn)為嚴重富營養(yǎng)化。在此以該河流在小區(qū)支段為研究主體，在治理之前，對該水域水質(zhì)進行檢測，結(jié)果如表1所示。

表1 研究水域支段水質(zhì)治理前檢測結(jié)果數(shù)據(jù)總結(jié)表

結(jié)合表1來看，未治理之前，該區(qū)段水域質(zhì)量較差，其中很多含量均超過標準要求。這為確定治理目標奠定基礎(chǔ)。

2 河道黑臭水體成因分析

結(jié)合上文闡述的治理案例分析，該支段水域黑臭水體形成原因包括以下7方面：

1）周圍環(huán)境。該支段位于小區(qū)內(nèi)，周圍人流量大，很容易出現(xiàn)向河水中丟棄廢棄物的問題，就算有完整的保障管控體系也難以覆蓋式預(yù)防。

2）水體深度。水體深度較淺，流動速度較為緩慢，自凈能力較弱。

3）有機物污染物。有機污染物種類較多，且很多以溶解態(tài)和懸浮態(tài)存在，如蛋白質(zhì)、氨基酸等，這些物質(zhì)被微生物分解之后以硫化氫、氨等存在，這會導(dǎo)致水體變臭。同時，水中有細菌和微生物存在，可以降解部分污染物，但部分污染物難以分解，且降解效果與水體溶氧量有關(guān)。

4）重金屬污染[1]。重金屬污染是導(dǎo)致黑臭水體出現(xiàn)的主要因素，尤其是其中的FeS和MnS等物質(zhì)，是導(dǎo)致水體發(fā)黑的主要成分。

5）底泥及再懸浮作用。底泥上存有大量污染物，在化學(xué)、物理等作用下，會導(dǎo)致吸附的污染物傳遞到孔隙水中，進而向水體擴散，例如底泥甲烷化是導(dǎo)致水體黑臭的直接原因之一。

6）溫度、溶解氧和微生物。溫度可以促進水體微生物活性，微生物愈活躍，則耗氧量越大，同時溫度增加會導(dǎo)致部分菌類產(chǎn)生黑臭物質(zhì)，例如放線菌就是其中代表，當水體溫度處于25℃ 時，放線菌會產(chǎn)生黑臭物質(zhì)，因此，多數(shù)水體黑臭現(xiàn)象發(fā)生在夏季。

7）徑污比[2]。其是指徑流量與排入河流中污水量的比值，徑污比值越大，表示河流稀釋能力越強，此時河流遭受污染相對可能性較小，反之，正相反，代表河流容易受到污染。當徑污比低于8:1時，河水很容易受到污染，此時黑臭現(xiàn)象發(fā)生頻繁[3]。

綜上，結(jié)合對水體黑臭成因的分析可知，水質(zhì)指標改變因素和水體黑臭之間的聯(lián)系及污染源分類，可用表2進行概括。

表2 水質(zhì)指標改變因素和水體黑臭的聯(lián)系及污染源分類

3 河流黑臭水體污染治理技術(shù)闡述

3.1 河道污染生態(tài)處理工藝流程

具體來看，河道污染治理過程中，生態(tài)處理方法極為常見，該類型方法既符合環(huán)保、綠色原則，也可以保證處理效率，因此在實際生活中應(yīng)用較為廣泛[4]。 通常生態(tài)處理工藝流程如圖1所示。

圖1 河道生態(tài)處理工藝流程圖示

結(jié)合圖1來看，采用生態(tài)處理工藝進行治理時，不僅需要思考治理效果，還會從生態(tài)景觀角度進行思考。盡可能將治理措施與周圍環(huán)境結(jié)合，且主要以水下布置為主，避免水面觀賞價值被削弱。同時布設(shè)各治理設(shè)備時，多以無需固定、可以隨著水位自動調(diào)整為基礎(chǔ)。且借助造流器等設(shè)備，實現(xiàn)水流流態(tài)調(diào)整，提升水中氧的溶解量、削減水體中的污染物、營造更為良好的水生環(huán)境，進而增強水體自凈能力。河水從上游流入，途徑凈化浮島和生物柵區(qū)，此時水體中殘存的污染物量降低，經(jīng)過上游造流器發(fā)揮效用，增大氧的溶解量，途徑人工水草區(qū)，經(jīng)過生物過濾，河水向中游流去。中游造流器增大流速，增大氧溶解量，促使河水向下游流去。在治理水域過程中，科學(xué)布置凈化浮島，下面懸掛生物柵，同時為了增上觀賞價值，可以利用植物等點綴浮島，借助浮島、人工水草、生物柵等組成的區(qū)域，可以有效避免污染物向其他區(qū)域擴散[5]。

上述生態(tài)處理工藝主要應(yīng)用的構(gòu)筑物和設(shè)備如下：①人工水草以高分子有機材料為基礎(chǔ)，尺寸為100 cm（長）×5 cm（寬），共鋪設(shè)600m2,不會對水環(huán)境造成影響；②凈化浮島+改性吸附過濾材料+生物柵。其中凈化浮島上種植圓幣草等附生植物，按照占整個治理區(qū)域1.2%的比例進行布設(shè)，生物柵長為100cm，整體約布設(shè)600m2；③景觀浮島+生物柵，浮島上主要種植挺水植物，整體占治理水域的2.0%；④造流器，基于實際需求，選定2臺額定功率為1.5kW，額定電壓為380V的QSTL型潛水造流器；⑤懸浮穩(wěn)定器和可移動式定位裝置，保證相關(guān)設(shè)備可以移動，輔助生態(tài)治理工作有序開展；⑥警示防護裝置，為了避免意外發(fā)生，在造流器等區(qū)域以輕質(zhì)工程塑料為主要材料，設(shè)置防護網(wǎng)，避免發(fā)生危險。

3.2 河道黑臭水體污染治理技術(shù)闡述

3.2.1 泥沙疏浚技術(shù)

污染物主要來源之一就是泥沙，因此，科學(xué)利用泥沙疏浚技術(shù)，如水力淤泥、抓斗疏浚、河床干洗等可以有效避免水體黑臭現(xiàn)象出現(xiàn)。底泥清淤中，將蘊含多種有機污染物、磷和氮的淤泥進行科學(xué)清理，可以有效預(yù)防水體黑臭，且可以避免二次污染發(fā)生。

3.2.2 人工曝氣

水體環(huán)境隨著水生植物、腐殖質(zhì)增加，會導(dǎo)致含氧量下降，此時出現(xiàn)氧氣供應(yīng)不平衡，進而導(dǎo)致水體黑臭現(xiàn)象出現(xiàn)，基于此，借助人工曝氣增加河水中氧氣含量，提升水體自凈能力，對治理黑臭水體有積極作用。一般人工曝氣和復(fù)燃大致可分為3類：①爆炸曝氣和擴散曝氣。常應(yīng)用于污染較少且設(shè)備運行良好狀態(tài)下；②水面旋轉(zhuǎn)刷曝 。適于應(yīng)用在污染較嚴重條件下；③船舶移動曝氣。適用于水體污染嚴重條件下，尤其是環(huán)境惡劣場景，此方法更占優(yōu)勢。但需要注意，此方法耗電大、成本更高，且會對環(huán)境產(chǎn)生影響，需要基于實際綜合考慮再進行應(yīng)用[6]。

3.2.3 生物處理與修復(fù)

借助水體的自凈能力實現(xiàn)清理修復(fù)目的。主要借助水中微生物，對污染物進行吸收和轉(zhuǎn)化。當前常見的生物處理方法包括生物膜技術(shù)、微生物富集技術(shù)等，該方法成本低廉、操作簡便且不會造成二次污染，生物修復(fù)技術(shù)，主要以建筑濕地法為主，以沙子和其他無污染材料為基礎(chǔ)，按照一定比例混合，人工建造濕地系統(tǒng)，這對于修復(fù)水體環(huán)境也極為有利[7]。

3.2.4 活水補水技術(shù)

為了提升水體環(huán)境自我凈化能力，保證水體流動性是基礎(chǔ)。當前多數(shù)河流出現(xiàn)黑臭水體的原因都與河流自我凈化能力弱、河流成死水有關(guān)?；诖耍⒅厮辞鍧?、保證水域流動性，改善水質(zhì)均是可行措施。

3.2.5 水源凈化

該方法可以通過物理法、化學(xué)法、生物法及生態(tài)法等多種方法達成目的，上文著重闡述的人工曝氣方法就屬于物理凈化方法之一?；瘜W(xué)方法主要是向水體中增加不會再次造成污染的物質(zhì)，如鐵鹽、鋁鹽等混凝劑，與水體污染中的磷等進行反應(yīng)，生成沉淀，降低其中存在污染物。生物法主要包括水生植被恢復(fù)技術(shù)等，借助植物凈化空氣、提高水深照度，或者干擾部分特定植物生長等，這也是預(yù)防黑臭水體出現(xiàn)的可行措施。同時隨著我國先進技術(shù)發(fā)展，越來越多新型就似乎面世，例如生態(tài)浮床技術(shù)就是一項應(yīng)用范圍較廣的技術(shù)，其不僅可以發(fā)揮環(huán)境治理，還具備生態(tài)修復(fù)能力。應(yīng)用原理是借助無土栽培技術(shù)將種植在陸地的植物移栽到水面上，為水體環(huán)境增加觀賞價值的同時，達成治理水體目的，但需要注意，此技術(shù)適合應(yīng)用在流速平緩、總體積恒定的中小型流域場景中[8]。

表3 水質(zhì)凈化方法總結(jié)比對表

4 結(jié) 語

綜上所示，文章以浙江省寧波市某小區(qū)附近的河域支段為基礎(chǔ)，結(jié)合該水域黑臭水體出現(xiàn)原因展開分析，進而結(jié)合成因以及當?shù)睾佑蚓唧w情況，總結(jié)河道黑臭水體污染治理技術(shù)。希望文章的研究內(nèi)容，可為我國水體污染治理領(lǐng)域進一步發(fā)展提供更多參考。