某河道治理與生態修復工程實例

王 雄 鄭澤鑫 陳 振

（南京大學環境規劃設計研究院集團股份公司 江蘇南京 210093）

引言

隨著工業化與城市化進程的加快，水生態環境日益受到人類活動的影響，而河道是水生態系統的重要載體，我國部分河道出現了不同程度的污染問題。由于水體缺氧，水中有機污染物（COD）和氮磷營養物質超標，破壞了水體的自凈功能，導致河水水質惡化，從而失去了河流的資源作用、使用價值和景觀功能，危害河流所處流域的水環境及周圍居民的身心健康[1]。

在污染河道的治理過程中，為改善水質而采用的各種技術手段可分為物理方法、化學方法及生物-生態法等[2][3]。物理方法包括人工曝氣[4][5]、底泥疏浚[6]和調水補給[7]等，但投資一般較大，運行成本較高?；瘜W方法主要通過投加化學藥劑，如絮凝劑、氧化鈣[8][9]等，去除水中的懸浮物、磷等物質，提高水體的透明度，但花費大，并易造成二次污染。生物-生態修復技術[10～16]包括微生物強化、植物凈化、人工濕地、氧化塘及組合生物-生態修復技術。生物-生態修復技術具有穩定有效、安全持久、造價較低、運行成本低、可與綠化環境及景觀改善有機結合等特點，是近年來國內外快速發展的河道水體修復技術。而水體污染的成因復雜，治理難度大，需要針對性地選擇適用技術和確定組合模式，才能取得理想的治理效果。

南京市某河道水體污染嚴重，底泥沉積，水體呈季節性黑臭，有機污染物和氮磷超標，水質常年處于劣V 類水體范疇，水體自凈能力基本喪失，給周圍環境和下游河道帶來了嚴重影響。主要原因有：排污管破壞，一次性大量污水流入，造成河段嚴重污染；部分河段仍有少量排污口排污；河岸堆積了大量的固體垃圾，雨水沖刷帶入了大量的污染物質；底泥中的氮、磷存在季節性釋放。為此，本工程以生物-生態修復為主的方式，輔以垃圾清理和推流曝氣等措施，分別針對不同河段，內、外源污染進行合理設計和實施，以改善目標河段的水質情況，恢復水體的自凈能力。

1 工程概況

圖1 河道地理位置圖

某河段位于黃馬撇洪溝的上游，源頭為小型集水溝，匯集紫金山泉水和雨水向東流入黃馬路河段，該河段全長約600m，河寬約8～10m。河段上下游河岸情況不同，依次為400m 左右的自然護坡段以及200m 左右的混凝土硬質護坡段。自然護坡段水深較淺，有些地方不足0.5m，硬質護坡段水深平均1.0m。河道左岸分布了數家企業，右岸為主要綠地和高速公路。該河段的主要功能是泄洪。

河段岸線有大量的雜草和固體垃圾；水體污染主要是水面漂浮物與腐敗物、水底大量固體垃圾、水色發綠發黑、水體有異味，仍有少量的排污口排污。其中自然護坡段，上面一段水流平緩，河段呈淺灘狀，有污水排入的地方水質成白色，有異味；再往下的一段水體呈綠色，水面有漂浮物，水底沉積了很多固體垃圾，岸線雜草叢生并有固體垃圾。硬質護坡段，匯集上游污染的來水，水質較差，水面有腐敗物，河底有固體垃圾。

對該河道進行水質監測分析可知，排污口處的水質指標溶解氧（DO）、COD、氨氮和總磷均超標，治理段河道COD 和氨氮都超過地表水V 類標準，屬于劣V 類水質。水質監測結果見表1。

表1 河段水質監測結果

根據相關要求，在外源可控的前提下，治理后的水質需要達到以下要求：水體清潔，無異味，水面無漂浮物，主要水質指標達到地表水IV 類標準。

2 治理方案

按照城市黑臭水體整治的 “控源截污、內源治理；活水循環、清水補給；水質凈化、生態修復”的基本技術路線，以控源截污和內源治理為基礎與前提，結合此黑臭河道污染源和環境條件調查結果，系統分析了黑臭水體污染成因，合理確定了本項目以垃圾清理、近岸凈化、原位修復、植物修復以及推流曝氣等為主的因地制宜的技術路線。

2.1 垃圾、漂浮物清理

垃圾與漂浮物嚴重影響河段景觀和水質，應先清除。對水面漂浮物，河段岸邊和河底的生活垃圾、建筑垃圾進行清理，人工加機械打撈作業，清理出來的垃圾裝車并運送至附近垃圾中轉站處理。

2.2 近岸凈化

由于河段上游有少量污水排入，再加上河岸源頭和周圍的面源污染，因此在該河段近岸處設置一套一體化近岸修復設備，用來凈化排入河道的污水和部分污染的河水，其核心技術為膜生物反應器（MBR）。設備處理量為50m3/d，占地面積20m2，設備出水中基本上不含微生物和其他懸浮物，并作為補充水返回水體，無需引水。該設備作為生物強化技術應用于河道治理，保證了入河水質。

2.3 原位修復

原位修復采用一體化水體原位修復設備[17]，設備基本原理是通過曝氣供氧以及微生物作用對黑臭水體中的污染物進行吸附、氧化和分解，使污染水體得到凈化。設備四周布置生態浮床，通過浮床植物進一步凈化水質，且美化水面景觀。設備具有曝氣充氧和生物膜凈化的雙重作用，實現了水體原位處理，強化了水體凈化效果，此外還有景觀效果。該設備主要是通過增加土著微生物的附著量來凈化修改污染的水體，處理效果好，值得推廣應用。

圖2 一體化水體原位修復設備示意圖

一體化水體原位修復設備作為本工程的重要治理措施，對污染性水體有很好的凈化與修復作用，設備直接放置水體中，通過浮子懸浮在水中。單臺設備處理水量為60 m3/d，功率0.75kW，曝氣量150 m3/h。在河段下游180m 處，設備沿河段依次間隔60～80m布置，共6 臺，布置點處清理水底淤泥，以滿足設備運行所需水深。

2.4 水生植物修復

由于該河段上游長約200m 河段，水深不足0.5m，并有一定面積的河道淺灘，因此，可利用此自然條件，構建水生植物區，凈化水質以及景觀綠化。種植挺水植物300m2，植物選用香蒲、再力花、蘆葦以及美人蕉等。

此外，在一體化水體原位修復設備四周，用框架和圍網構建一圈水生植物區，面積約24m2，主要拋種圓幣草和狐尾藻。

2.5 推流曝氣

采用人工推流曝氣措施，可使水體由靜變動使水體形成流動，利于水體的交換和稀釋，有助于水體的凈化；還可以對水體進行復氧，提高水體溶解氧的濃度，有利于增強水體的自凈能力，污染物質氧化加快，改善水生生物的生存環境。

河段間隔200m 左右，分別安裝2 臺推流曝氣機，曝氣機功率為2.2kW，充氧效率為2kg/h，浮筒式固定。

3 運行情況

工程實施完成后，經過4 多個月（3 月-7 月）的調試與運行，河段水質逐漸變好，通過水質定期監測可知，水質由劣V 類水質改善為IV 類水質。水質指標抽檢結果對比見表2。

表2 河段水質處理效果

通過表中的數據可知，COD 和氨氮的最大去除率分別為61.3%和75.4%，因此通過工程治理方案，污染源處水質大大改善，整個河段的水質也達到了水質治理目標。此外，治理河段的水面清潔，無漂浮物聚集，岸線整潔無雜物，植物生長良好，河岸景觀得到了美化。

結語

該河道治理與生態修復工程，采取了垃圾清理、近岸凈化、原位修復、植物修復以及推流曝氣等一系列措施，實施后達到了水質治理要求，處理效果穩定，生態景觀也得到了改善。運行期內，各項水質指標到了IV 水質指標，其中COD 和氨氮的最大去除率分別為61.3%和75.4%。

工程實施后，良好的運行效果離不開專業的維護管理和嚴格的法規監督?！杜盼墼S可管理辦法（試行）》[18]第四條規定：排污單位應當依法持有排污許可證，并按照排污許可證的規定排放污染物。這對向河道排放廢水、污水的企業事業單位規定了各方面的要求，新版排污許可證在領證后要做持續的自行監測、臺賬記錄和執行報告報送等工作，這些工作專業性強，需引起排污單位的高度重視。同時也對執法監察部門提出了更高的管理要求，地方監察部門要加強自身能力建設、強化監察執法人員專業技能培訓、充分發揮公眾監督等，提高排污許可證證后監管能效，發揮監督監管職能。