城市黑臭河道綜合治理技術的應用研究

劉駿

摘要：本文介紹了目前黑臭河道常用的單一治理技術，并在此基礎上提出了綜合治理技術，并在成都市鹿溪河上游黑臭河道治理中得到成功運用，工程治理完工后，河道水質明顯改善，對我國城市黑臭河道的治理具有較好的借鑒作用。

關鍵詞：黑臭河道；生態水環境；綜合治理技術

城市河道不僅為城市增添了一道亮麗獨特的風景線，而且還是都市文化無形 的代言人之一，起著繼承文化、延續歷史和發展文明的重要作用。然而，隨著我國社會經濟的快速發展，尤其是城鎮工業和人口的迅速發展，污廢水和污染物排放量有了顯著的增長，而城市河流一直被人們視為城市廢水和生活污水的主要排污通道和場所，過度的污染直接引起了水體的富營養化，甚至導致水體發黑發臭，形成黑臭水，完全喪失使用功能、影響景觀以及人類生活和健康。目前，黑臭河道治理技術應用較多的如截污納管、底泥疏浚、曝氣增氧、微生物載體、生態浮島、微生物菌劑、水生植物、水生動物等一種或兩種技術措施的應用，雖在黑臭河道整治過程中取得了一定效果，但往往存在水質凈化效率低、治理效果不理想等問題，因而綜合治理技術的應用勢必將成為今后黑臭河道治理的發展趨勢。

1黑臭河道單一治理技術

1.1截污納管

整治城市黑臭河道的首要就是外源截污，對生活污水、工業廢水及畜禽養殖廢水等等入河污水進行截流治理，從源頭減少入河排污量。截污是保證河流水環境長期良好的前提，只有將污染物拒之于河道之外，讓河道生態環境處于自然平衡的狀態之下，才能保證河道水環境和河道不被破壞。

1.2底泥清淤

底泥清淤是黑臭河道污染治理中普遍采用的措施之一，可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻率，進而解決內源釋放而造成的二次污染問題，并為后續的生物技術介入創造出良好的生態條件。底泥清淤的方式主要有排干清淤、水下清淤、環保清淤等方式，其中，環保清淤是最有效的清淤方式，可保證有效的清淤深度和位置，并進行有效的二次污染防治。

1.3曝氣增氧

河水中溶解氧的含量是反映水體污染狀態的一個重要指標，受污染水體溶解氧濃度變化的過程反映了河流的自凈過程。河道曝氣增氧是根據河流受到污染后缺氧的特點，人工向水體中充入空氣或氧氣，加速水體復氧過程以提高水體的溶解氧水平，恢復和增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物質得以凈化，從而改善河流的水質。在河道治理中，曝氣增氧主要有微孔曝氣、射流曝氣、噴泉曝氣等幾種形式。

1.4微生物載體

微生物載體是實施河道污染水質凈化的生物手段，在水體治理中具有廣泛適用性，具有維護管理成本低，構造簡單，操作容易等特點，有利于削減水庫內源污染，改善水質，促進河道水體物質循環和生態循環的形成。在治理工程中，通過應用微生物載體，可以取得良好的效果，其附著生物主要有細菌、藻類、原生動物和輪蟲等微生物，在應用時對懸浮顆粒物（SS）有很好的降解作用、水體的透明度顯著提高。在河道治理中，微生物載體一般采用彈性填料、組合填料和碳素纖維生態草。

1.5生態浮島

生態浮島是利用生態工學原理，降解水中的COD、氮和磷的含量，它以水生植物為主體，運用無土栽培技術原理，以高分子材料等為載體和基質，應用物種間共生關系，充分利用水體空間生態位和營養生態位，從而建立高效人工生態系統，用以削減水體中的污染負荷。生態浮島對水質凈化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富營養化物質，例如總磷、氨氮、有機物等，使得水體的營養得到轉移，減輕水體富營養化現象，它能使水體透明度大幅度提高，同時水質指標也得到有效的改善，特別是對藻類有很好的抑制效果。采用生態浮島對河道進行水質改善是一種經濟而有效的途徑，目前在國內經濟發達地區已經被廣泛應用。

1.6微生物菌劑

微生物菌劑是生物修復法的一種，在工業污水生活污水以及其他一些污水的治理中均有應用。在黑臭河道的治理上，可通過向上覆水或底泥中投加微生物菌劑達到黑臭水體修復的目的。投加的微生物菌劑可以是外來菌劑，也可以是對河道水體原有菌種富集培養后的土著微生物菌劑。微生物菌劑法作為一種成本相對較低的原位修復技術在黑臭河道的治理中已有較多應用和研究。目前在河道治理中常用的微生物產品主要是對自然界中普遍存在的具有特殊作用的一些微生物進行發酵生產的，主要有光合細菌、硝化細菌、反硝化細菌、芽孢桿菌和酵母菌等。但在運用過程中，微生物種類相對單一、使用配比沒有針對性或設計菌群功能沒有系統性等，造成菌群功能單一或不能發揮理想效果。

1.7水生植物

水生植物不但能吸收、凈化水體中的污染物質，而且能減少河道淤泥中的營養鹽再釋放，同時還能抑制藻類的生長，并為水生動物提供繁育棲息的場所。沉水植物為水生生物提供了生存環境、對增加水體空間生態位、抑制生物性和非生物性懸浮物、吸收水體中的污染物、改善水下光照和溶解氧條件、改善水質等具有重要作用。沉水植物作為水體生態系統中水和底質兩大營養庫之間的有機接合部位，對水體生態系統的生物生產力結構與功能的穩定起著至關重要的作用。河道治理工程中，常用的主要有以下沉水植物有苦草、黑藻、竹葉眼子菜、微齒眼子菜、篦齒眼子菜等。

1.8水生動物

黑臭河道治理過程中除了利用水生植物對河道水體進行凈化外，可通過投放螺蚌、濾食型魚類等完善生態系統食物網鏈。一方面，水生動物可有效地去除了植物表面的附生生物覆蓋層、解決的植物的光照限制及其與浮生藻類的營養鹽競爭等有害影響，促進了水生植物的生長；另一方面，可有效的控制浮游植物的數量，增加了系統穩定性和調控效果。

1.9其他技術

目前，黑臭河道治理技術種類繁多，入引水稀釋、化學藥劑、一體化設備等，但城市黑臭水體整治技術的選擇應遵循“適用性、綜合性、經濟性、安全性和長效性”等原則。

2黑臭河道綜合治理技術

由于黑臭河道的污染成因較為復雜，而且水體內的有害物質存在多樣性，加之每種治理技術均有其各自的適用性，所以在治理技術選擇上，單一的治理技術很難達到良好的治理效果，因此，黑臭河道的治理需要根據河道污染情況來采取綜合性的技術進行治理，科學合理地進行技術組合，遵循“源頭削減、過程控制、系統治理”的污染削除原則，提出因河施策、分段治理、分期實施的系統治理思路，最終實現河道清潔、河水清澈、河岸美麗。

2.1應用案例-成都市鹿溪河上游工程

鹿溪河屬都江堰水系府河左岸支流，流經龍泉驛區及雙流區六個鄉鎮，發源于成都市龍泉驛區長松山西坡王家灣，鹿溪河全長74.6km，流域面積684km2，本工程位于成都市雙流區興隆鎮境內，興隆湖入湖口壩址以上，水域總面積約65萬m2，區間河道全長7.0km，平均比降0.155%。由于鹿溪河長期受河道兩側違規排放生活污水、生產廢水、甚至部分工業廢水影響，加之近年來鹿溪河附近大量建筑物、道路基礎設施建設，河道被硬化、渠化等，導致鹿溪河水質常年處于Ⅴ類～劣Ⅴ類，總氮、總磷、氨氮濃度較高，總體水質情況較差。此外，河道水土流失嚴重、導致河床淤積，生物多樣性差，導致生態環境和水環境的惡化。2017年，鹿溪河上游區段實施了水生態環境治理工程，采用了綜合治理技術措施，主要包括沿線截污納管、初期雨水截留、河道底泥清淤、曝氣增氧、微生物載體、微生物菌劑、生態浮島、水生植物、水生動物等措施。

第一階段主要是對河道周邊生活污水等點源污染進行截污納管措施，同時實施初期雨水截留，降低進入河流水體氮磷等營養鹽含量、有機物含量及總固體懸浮物含量等。此外，對存在底泥污染嚴重的河流區段采取底泥生態清淤措施，加快底泥污染物的去除。

第二階段主要是在完成截污納管、初期雨水截留、底泥清淤的基礎上，在河道實施按照布設噴泉曝氣增氧設備，增加水體溶解氧，并在部分河道安裝布設微生物載體，同時定期投加微生物菌劑，促進微生物在微生物載體上快速掛膜，提高微生物的凈化效率，調節并改善河道水質，提高水體透明度，為沉水植物的生長打下堅實的基礎。工程實施過程中，在水體透明度明顯提升的基礎上，分階段實施了沉水植物種植，利用沉水植物為水生生物提供了生存環境、對增加水體空間生態位、抑制生物性和非生物性懸浮物、吸收水體中的污染物、改善水下光照和溶解氧條件、改善水質。此外，在河道部分區段的近岸帶，布設了生態浮島，生態浮島下部同樣懸掛微生物載體，利用生態浮島上部挺水植物和下部微生物載體的共同作用，有效去除水體中的污染物。

工程完工后，鹿溪河生態系統進入優化調整期，優化調整期間，主要是對河道水質進行監測分析，以及觀測沉水植物的生長情況，曝氣設備等運行情況，并根據水質情況分階段投放水生動物，完善食物網鏈，增強系統的穩定性，提高河道水體自凈化能力。鹿溪河生態系統優化調整完成后，河道黑臭問題徹底解決，水體透明度高，水面感官良好，水質明顯得到了改善，河道功能基本得到恢復。

2.2水質監測分析

成都市鹿溪河上游水生態環境治理工程完工后，在系統優化調整期間選取了4個監測斷面對污染物去除效果進行分析，主要監測指標為氨氮（NH3-N）、化學需氧量（CODcr）、總磷（TP），監測點位如下圖：

2.3結果分析

從上述水質監測結果中可以看出，4個監測點位的中氨氮（NH3-N）、化學需氧量（CODcr）、總磷（TP）基本達到地表水Ⅳ類水質標準，部分時間段內水質質量甚至優于Ⅲ類水質標準。由此可以看出，成都市鹿溪河上游經過水生態環境的整治及水生態系統優化調整，河道污染物濃度明顯降低，水質較工程實施前明顯得到了改善，表面利用綜合治理技術對黑臭河道進行治理效率更高，且凈化效果好。

通過對鹿溪河上游實施水生態環境整治，實現了黑臭河道水質改善和生態恢復，優化調整期間，基本形成了穩定的自然河道生態系統，實現鹿溪河上游河道清潔、河水清澈、河岸美麗的目標。由此可以看出，黑臭河道的整治應該根據河道的實際情況，分別對各個污染源針對性的選擇適宜的技術，使污染得到有效的截留或削減，最終才能夠達到預期的水質目標。此外，河道水生態系統及水質的改善是一個長期的工程，需要建立完善的管理制度，加強對污染源頭的管理和水面的養護，鞏固河道整治成效，避免前治理后污染的惡性循環局面。

3結語

黑臭河道整治是一個復雜的系統性的工程，單一的治理技術措施無法解決所有污染源，且凈化效率低，因此，只有根據河道的實際情況，分析各種污染源的污染情況，針對各自的污染源選用適宜的治理技術，科學組合，因地制宜，才能夠徹底解決河道的黑臭問題，并且做到長期穩定有效。

（作者單位：四川省川建勘察設計院）