受工業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廢水對水生態環境的影響，實現目標水質的穩定。【方法】通過歸納治理過程中存在的問題，分析工業廢水進入城市河道中的危害，并提出相關治理建議。【結果】通過先截污再分流、內源治理、構建良好的水下生態環境等多種方式相結合，有助于恢復水體的自凈能力，實現良好的治理效果。【結論】工業廢水進入河道后因其成分的復雜性極大地損害了河道生態，對工業廢水入河的治理應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河道水質長期的穩定達標。

關鍵詞：工業廢水；河道治理；生態修復；內源治理

中圖分類號：X522? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：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系統的重要組成部分，為城市生活提供各種必需的功能，例如水源利用，景觀開發和水文文化等，健康的城市水環境是城市可持續發展的重要保障［1］。

近年來，隨著我國經濟的發展，城市的人口規模持續擴大，城市基礎設施的承載力日益不足，部分工業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。截至目前，含有各種污染物的工業廢水污染已被認為是最持久的環境問題之一，大量工業廢水一旦排放到自然河道中，將對生態系統造成嚴重危害［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，但受河道周邊區域污水管網規劃以及周邊地塊開發建設等情況限制，對廢水實行徹底截污比較困難，目前很多地區入河排污口都是一堵了之，但久而久之仍會出現污水外流等情況。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。基于此，本研究從實際出發，分析工業廢水進入河道后的治理問題、治理難點，并提出相關建議。

1 工業廢水污染河道的主要特征

1.1 河道受工業廢水污染背景

由于部分城市污水收集系統不完善，存在雨污混流等情況，部分未經處理的生活污水、工業廢水直接進入河道，導致河道生態受到破壞，工業廢水對河道的污染已成為嚴重的環境問題之一［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確識別的分散來源的污染，例如農田退水、暗涵水等。點源污染則是來自可以識別的單一點源的污染，例如工業廢水、生活污水排放口等。

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

2015—2020年全國工業廢水主要污染物排放量，如圖2所示。由圖2可知，我國工業廢水源化學需氧量排放量由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%。根據以上數據來看，我國對工業廢水主要污染物的管理效果顯著，但是對工業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廢水是需要重點關注的問題之一。

工業廢水是河道中點源污染的主要來源，因其具有成分復雜、波動較大等特點，一直是水處理中的難點。工業廢水中往往含有大量高分子有機污染物和特定工藝產生的典型污染物，因此并沒有適用所有工業廢水的處理工藝［5］，具體方案需要通過現場考察具體考慮。工業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，進而影響河道的生態系統［6］。與生活污水相比，工業廢水對河道自然生態的破壞更為嚴重，影響更為廣泛。

為盡可能地降低工業廢水對河道生態環境的破壞，國家對工業廢水的排放出臺了相應的排放標準，需要對其進行一定的處理，符合排放標準后，才能將其排放到河流中。但仍然存在將工業廢水直接排入的情況，對河道生態造成極大的破壞。

1.2 幾種典型工業廢水的基本特征

工業廢水排放的區域特征與其上游行業有密不可分的關系。我國工業行業種類繁多，對應的工藝組成也非常復雜，影響工業廢水污染物種類及濃度的主要因素包括生產用原材料、生產工藝和生產設備等，工業廢水性質差異大，類型復雜。按照上游工業廢水排放源頭行業分布類型，可分為石化行業、食品行業、紡織工業、造紙工業、冶金工業廢水等，見表1。

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

1.3 工業廢水排放進入河道的影響

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

1.3.1 五種典型工業廢水排放對河道的影響。①紙漿和造紙工業廢水會導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品的類型、織物類型、工藝流程等條件影響，濁度較高，并產生有害氣味，容易導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較為復雜，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。最典型的具有嚴重危害的冶金污染物是重金屬、氰化物、酸等。冶金廢水未經處理或處置不當，會嚴重影響生態體，甚至會導致人類產生急性和/或慢性中毒、癌癥、畸形等風險。④石油化工行業由于原料復雜、工藝復雜等特點，一般含有許多有毒物質，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降解去除，長期存在環境中會破壞生態系統［15］。⑤食品廢水中含有碳水化合物，蛋白質，無機和有機鹽，油脂等物質，這些營養物質不加處理進入河道后極易引起河道出現富營養化，COD急劇升高，并產生大量的惡臭氣味，嚴重污染環境。

1.3.2 工業廢水進入河道的特征變化。工業廢水進入河流，不但會引起河流系統中的pH值和顏色變化，還會導致河道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］。工業廢水排放還會導致河道硝酸鹽、氨和磷酸鹽等營養物質濃度過高，進而導致水體富營養化，降低水生物種多樣性并最終增加魚類死亡率［18］。工業廢水中的重金屬也是對河道產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，可能影響河水灌溉的安全性，污染土壤、影響農作物的質量，并最終通過食物鏈威脅人類健康。

2 工業廢水污染河道治理技術

2.1 河道污水處理技術手段

目前可用于處理工業廢水的方法有物理法、化學法和生物法。

2.1.1 物理法。物理技術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廢水產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廢水對河道的污染，且不會產生二次污染物，但是該方法成本較高，應用范圍較小。

2.1.2 化學法。化學法主要有化學除藻、絮凝沉淀、重金屬化學固定等工藝。化學法操作簡單，效率高，然而，其使用的化學試劑成本較高，長期使用對企業是一種極大的經濟負擔。

2.1.3 生物法。生物法主要包括植物修復、人工濕地、人工生態島、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的富集、轉化、降解等生理生化特征來改變河道水質。自然生態修復法因其能實現多種有機污染物的徹底降解和礦化，是一種環保、有效的方法，應用較為廣泛。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重影響城市生活環境和居民用水安全。特別是受到工業廢水污染的河道，由于其污染來源較為復雜，治理后極易出現“反彈現象”，需要在治理過程中綜合考慮，對癥下藥。

一是受工業廢水污染的河流原因難以排查。受工業廢水污染的河流一般位于工業區附近，周圍聚集大量的工業廠房，管線錯綜復雜，勘察難度大，很難形成完整有效的治理，經常造成整治過程中或整治完成后，仍能發現不少“漏網之魚”；二是在治理過程中，很多設計河岸兩邊合流管道有生活污水直排現象，在對其進行雨污分流的過程中，某些小區或者村落存在管線復雜，道路過窄導致難以施工的情況；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，忽視了河道自然生態屬性，一味地追求“三面光”，河道失去了自凈能力，后期對其構建新的生態系統有一定的難度；四是管理機制不完善。目前針對工業廢水的監管機制仍不完善，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，過高的經濟負擔也是產生工業廢水偷排現象的主要原因之一。

2.3 工業廢水污染河道的治理措施建議

針對工業污水排入河道，根據實際治理經驗，提出以下幾種治理措施。

第一，加強對工業廢水源頭的控制。對工廠的用水量和廢水排放量進行監控，如果差距過大則需要進一步查明情況，從源頭上解決。第二，對有工業廢水的排放口加強處理。針對現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狀污水管道，防止其繼續直排入河，然后開展雨污分流改造，通過新建污水管網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采用先合后分策略。第三，加快污水處理技術更新發展。盡量優化工藝，以最低的成本實現工業廢水的處理，降低污水主干網水位，為含工業廢水的河道治理提供技術保障。第四，建立監測站進行連續監測。對河道進行實時監控，通過針對監測數據分析工業廢水的分類情況，及時摸排，及時處理，并為社區河道管理者提供具體的數據和信息。第五，針對河道中內源污染物應合理處理。內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處理設施進行處理，然后將凈化后的沉積物送回原河道。異位處理技術可以突破河道自然條件的限制，實現河道內源污染物的深度清潔，是一種非常有效的內源整治手段。原位處理法則主要通過原位覆蓋、化學穩定等手段在原河道的基礎上進行處理。第六，完善工業廢水流入河道整治后的治理手段。通過構建水生生態系統，恢復自然河道的自凈能力和生態系統健康。人工調節恢復河道動植物的生長繁殖，恢復河道中動植物的物種豐富度，改善整體生態系統。具體可以將漂浮水生植物的過濾法和曝氣技術相結合，通過恢復水生植物的種植，對河道進行進一步處理。此外，在消除污染源后，應確立生態措施與補水措施相結合的維護方法，這也是河流整治的重要途徑，能夠支撐生態系統健康長遠發展。

3 結論

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，為治理進入河道的工業廢水提出了相關建議。

城市河道的治理是一項復雜且綜合性很強的工作，只有針對工業廢水污染的特點，探明工業污染的源頭，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、內源治理、構建良好的水下生態環境等多種方式相結合，恢復水體的自凈能力，實現良好的治理效果。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防，才能從根本上解決河道的污染問題。這需要政府、企業等各相關機構相互協作、共同努力，采用各類監督控制手段進行有效的治理，最終實現城市河道的“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：水生態修復與治理。