城市河流水污染治理技術措施研究

鄭瑞欣

（中山市水務局，廣東 中山 528400）

0 引言

隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展使得工業(yè)經(jīng)濟水平也不斷提升，這對于城市發(fā)展有顯著的促進作用，但也帶來了嚴重的河流水污染問題。導致城市河流出現(xiàn)水污染的原因有很多，如人口規(guī)模擴大、經(jīng)濟發(fā)展需要而導致工業(yè)企業(yè)增多、畜禽業(yè)發(fā)展迅速等，這些因素都對城市河流生態(tài)功能的發(fā)揮造成了制約。通過對中山市未達標水體實施綜合整治工程，能夠促進民生發(fā)展，并且改善城市環(huán)境，從而更好地解決城市水污染問題。對此，必須盡快開展水污染整治工程，以提升中山市的城市形象，吸引更多的項目投資，在實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的同時也促進當?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟的快速發(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)河水運通道，全長約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，空間開敞，地理位置非常重要。隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，導致排入河流中的污染物呈現(xiàn)增加趨勢，而且這嚴重影響了河流中的水源質量。流域交界河涌水系連通復雜，水體流動緩慢，污染物擴散輸移特征較為復雜，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了一定的困難。因此，亟需開展前山河水環(huán)境質量現(xiàn)狀調查及評估工作，摸清前山河水環(huán)境質量整體現(xiàn)狀，為規(guī)劃編制提供基礎資料，提高規(guī)劃的合理性和科學性。

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m3/d和7 萬m3/d，出水水質應當達到當?shù)氐奈鬯欧艠藴省Ｌ怪捩?zhèn)、三鄉(xiāng)鎮(zhèn)應進一步擴大污水處理廠處理能力，同時按實際需求提高污水處理標準，確保整治之后的水質能夠滿足標準要求。

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）進行收集，現(xiàn)狀污水處理能力分別為5.5 萬m3/d 和10 萬m3/d。近期不需再對現(xiàn)有污水處理廠處理規(guī)模進行擴建，但要對現(xiàn)有污水處理廠的管網(wǎng)進行擴建完善，這樣可以將污水處理有效率提升到95%以上，而且當前的水質應當滿足地方標準要求[1]。

3 河流水污染治理技術措施

3.1 外源性污染控制技術

城市中的河流水體水質出現(xiàn)污染惡化主要是由于外界大量污染物進入水體當中，并且富集在水體中所致，要想實現(xiàn)河流生態(tài)修復能力提升，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

要想保障河流生態(tài)功能的恢復，就必須要對污水、廢水進行控制，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。通過實施截污技術，避免污水直接排入城市河流當中，同時對產(chǎn)生的污水進行集中處理，能夠實現(xiàn)對污染源的有效控制，進而保障水體的生態(tài)功能。應當加強對于污水處理廠的建設，保障污水截留效果。

3.1.2 改進排水體制

要對城市現(xiàn)有的排水體制進行改進，確保雨污水能夠分流處理，污水進入污水廠進行集中處理，同時還要對污水廠進行升級改造，從而實現(xiàn)城市河流污染減輕。對于污水處理廠凈化后的水資源可進行重復利用，對于達到排放標準的水體可排放到河道當中，同時也可以應用到灌溉等方面，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

河堤能夠起到緩沖帶的作用，并且可以發(fā)揮廊道、植被護岸等功能，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)河堤的建設應當是以營造良好的生態(tài)環(huán)境及自然景觀為主，同時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現(xiàn)相互涵養(yǎng)的生態(tài)體系，從而實現(xiàn)河堤上生物多樣性。自20世紀90 年代以來，德、美、法、日等國家都開始逐步將傳統(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凈能力，大大促進了生物的繁衍生息，也實現(xiàn)了河流水體及生態(tài)環(huán)境的大幅改善。

3.1.4 生態(tài)護坡技術

對于生態(tài)護坡技術的實施，不僅要充分發(fā)揮河道的護坡功能，同時還應當促進河流護坡工作開展，并且要建立相應的管理體系，以確保生態(tài)平衡性能夠持續(xù)開展。對于此項技術工作的開展主要采用兩種方式，一種是植物護坡，另一種是植物工程復合護坡。前者是對植被根系進行鞏固，以起到良好的水土保持效果，以免出現(xiàn)水土流失的情況，這樣不僅能夠滿足生態(tài)環(huán)境建設要求，還可以營造觀賞性非常強的景觀。后者主要是將鐵絲網(wǎng)與碎石進行結合，以構建復合型的種植基、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，通過應用此項技術，提高了坡岸的抗剪程度，而且也提高了坡岸的穩(wěn)定性，通過發(fā)揮護坡植物的凈化作用，改善了河流水質。分析結果顯示，總氮量從原來的2.95mg/L 降至1.08mg/L，NH4+-N從原有的2.64mg/L 降為1.02mg/L，這對于河岸環(huán)境改善起到了巨大的促進作用，而且生物種類也呈現(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

3.2.1 河道曝氣

通過采用增氧設備或其他具有增氧效果的方式，沿河涌設置增氧設備，能夠起到良好的增氧效果，從而將死水轉變?yōu)榛钏@有助于水體自身強化自凈能力，從而起到分解有機質、氨氮的作用，并且具有一定的景觀價值。

運用噴泉曝氣機可以實現(xiàn)對水體的復氧化處理，從而促進上下水體的混合，這樣可以確保水體處理好氧狀態(tài)，能夠實現(xiàn)水腫氧含量的快速溶解，并且對水體中有機物分解所產(chǎn)生的H2S、甲硫醛、FeS 等物質進行快速氧化處理，這樣能夠避免水體出現(xiàn)黑臭的情況。河涌曝氣增氧設備有多種，主要有涌泉曝氣、噴泉曝氣、推流曝氣、鼓風增氧盤曝氣等。其中涌泉曝氣、鼓風增氧盤曝氣適用于河面小，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。通過采取適當?shù)脑鲅踉O備，能夠更好地滿足河道靜態(tài)要求，這樣也可以實現(xiàn)河流生態(tài)程度的最大化提升。

3.2.2 底泥生態(tài)疏浚

對于河流底泥的生態(tài)疏浚處理，應當盡量減少內(nèi)源污染符合，這樣可以實現(xiàn)對河道內(nèi)源污染的有效控制[2]。生態(tài)疏浚技術的實施能夠將沉積物表面的氮、磷、有機質等清除干凈，將河流水體內(nèi)的營養(yǎng)鹽物質循環(huán)鏈切斷，促使富含營養(yǎng)鹽的大部分物質都移除出水體，從而消減底泥對上層覆蓋水體所產(chǎn)生的污染，避免由于內(nèi)源釋放而產(chǎn)生的二次污染問題。例如，太湖五里湖生態(tài)疏浚區(qū)通過應用此項技術則實現(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%，這對于生態(tài)恢復起到了良好的促進作用。

3.2.3 生態(tài)浮床技術

生態(tài)浮床技術則是依托于自然規(guī)律，基于無土栽培技術應用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術，并且通過開展生態(tài)工程來實現(xiàn)水面植物的無土種植[3-4]。基于此項技術，能夠將富集營養(yǎng)的磷、氮等物質進行聚集，并且通過獲取農(nóng)產(chǎn)品方式將其搬離出水體，以實現(xiàn)水體狀況的根本性改善，這樣能夠為水生動植物群落繁衍生息提供良好的水體環(huán)境，并且實現(xiàn)對河道生態(tài)系統(tǒng)的良好修復。例如，杭州市應用此項技術開展的示范工程，歷時5 個月的生態(tài)修復，水體的透明度從原來的49cm 轉變?yōu)榱爽F(xiàn)在的1m 以上，溶解氧從修復前的0 轉變?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、小型魚類、甲殼類水生動物等等。

3.2.4 水生植物修復技術

通過應用水生植物修復技術，建立符合水體特點的植物群落，并且利用水生植物吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質，能夠在收獲植物的同時將水體中的營養(yǎng)物質帶走，從而實現(xiàn)對水體的凈化效果。此種方法實施較為簡單，而且維持起來較為方便，這些水生植物的快速生長能夠給水體中的微生物生長提供充足的營養(yǎng)，而且還能夠將懸浮在水體中的有害物質吸走，進而實現(xiàn)河道中的水體質量最大化提升[5]。水生植物可作為生物修復的加強穩(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，通過應用鳳眼蓮作為水生植物來促進水體恢復，實施之后，外港河的水體透明度從之前的40cm 上升到了120cm，化學需氧量下降了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%，由此表明應用水生植物恢復能夠對水體污染起到良好的凈化作用。

3.2.5 仿生水草修復技術

仿生水草技術也就是生物膜技術，主要是通過應用天然材料，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，從而實現(xiàn)微生物與污染物之間的最大面積接觸，這樣可以促進污染物的快速講解。在河流內(nèi)可以設置仿生水草生物修復系統(tǒng)，仿生水草的填料可以選擇專門應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，當河水凈化至透明后，這些填料的表面會附著生長藻類，而且呈現(xiàn)出綠色，模擬出了天然水草的形態(tài)，既不會藏納污泥，還不會出現(xiàn)堵塞，使用壽命也比較長。通過應用此種填料，能夠將凈水效能提升至70%～80%，可見此種仿生水草的應用對于水體凈化的顯著效果，不僅能夠提升全年性的凈化水質，還能提高凈化質量。

3.2.6 微生物菌劑投加技術

通過利用所投加的微生物，能夠對水體中原本具有自凈作用但被抑制無法發(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，從而對有害微生物的生長及活動產(chǎn)生有效的抑制作用，以消除水體中的污染物質，并且防止水體營養(yǎng)富集，同時還能夠對底泥起到硝化作用，控制好藻類，實現(xiàn)水體生態(tài)系統(tǒng)的修復及重建[6]。通過應用生物簇生技術，能夠實現(xiàn)原位化的處理，而且不需要投資基礎設施建設便可以達到非常理想的修復效果，也不會產(chǎn)生負面作用。通過應用定向擴增技術，往河流的底泥中注入生物促進劑，可以促進其中的微生物快速繁殖，同時還能夠對底泥中的各項生物起到良好的氧化效果，然后在此基礎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，而且還能夠對水體起到良好的修復作用，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的構建。而且基于生態(tài)系統(tǒng)還可以促進被污染水體的逐步凈化，在實現(xiàn)水質改善的同時也進一步提升水體自凈能力，以建立其更加完善的生態(tài)均衡系統(tǒng)，促進河流水質的進一步凈化。

3.2.7 化學修復技術

化學修復技術主要是指往受污染的合流水體當中投放化學改良藥劑，改良劑與污染物產(chǎn)生化學反應，進而生成不會對環(huán)境造成危害的中性物質，這樣能夠實現(xiàn)對水質的良好凈化。此種方法能夠更好地對突然發(fā)生的水污染問題進行有效處理，這樣不僅能夠達到非常快的處理速度，同時還能夠達到非常顯著的處理效果。但就此項技術的應用結果來看，卻無法從根本上實現(xiàn)水污染問題的解決。因此，在具體的水污染治理過程中，對于此項技術的應用僅能夠作為輔助性手段，或者是在水體污染較為嚴重時作為應急的污染處理手段，以保障污染處理效果。只有在必要情況下才可應用化學修復技術，通過是要注意保護河流中的生物多樣性，將對河流生態(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 結語

綜上所述，城市河流水污染對于城市發(fā)展的危害極大，更是嚴重影響到了城市經(jīng)濟可持續(xù)進步，這對于城市中人們的日常生活及工作開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，通過分析河流出現(xiàn)污染的情況進行分析，并積極采取有效的污染治理技術，以實現(xiàn)河流水資源的生態(tài)修復效果提升。