城市污染河流水环境控制技术

城市污染河流水环境控制技术

薛利生

内蒙古乌兰察布市集宁区国家湿地保护管理局 012000

摘要：近年来，我国的经济发展迅速，城市化建设也有了提高。城市化的高速发展给我国城市河段的水环境带来极大的压力，近年来，尽管城市河段水环境治理的力度不断增大，但是城市河流水质状况仍然不容乐观，问题日益严峻。因此，治理城市河流水环境刻不容缓。但是，城市污染河流水环境复杂，治理技术要求较高。所以，本文分析了国内外最新的城市污染河流水环

境控制技术，以期为改善城市污染河流水环境提供指导。

关键词：城市污染河流；水环境；控制技术

引言

由于流经地域及沿河人类生产生活的差异，河流污染类型也各有不同。建立河流污染类型与常规项目监测数据之间的关联性可以高效地对河流水质下降做出预警，同时快速整治污染源提升河流水质。通过对不同类型的河流在水质下滑时的常规项目监测数据变化归纳出两者之间的关联。其中常规监测项目包括化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮及总磷。经过分析常规项目监测数据结合河流特征对河流污染类型的研究判断、河流水质变化预警及河流的整治是可行和可靠的。

1城市污染河流水环境控制技术的原理

河流生态系统具有自净作用，其生物群落在生态系统中担任了生产者、消费者和分解者的角色，能够有效促进河流治理、恢复和保护，对河流生物自净有着基础的作用。具体来说，生物群落包括河流中的挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物和和附着植物。河流中的浮游动物、底栖动物和游泳动物也是河流自净系统的重要一环，就像人类清理陆地环境一样，清理水生环境。微生物是河流中最重要的自净系统，能够清理动植物尸体、粪便和各种有机物，通过分解促进物质循环。水体自净的机制包括挥发、稀释与混合、沉淀、吸附与凝聚、分解与化合、氧化与还原、酸碱反应、生物分解、生物转化、生物富集等。规模化和智能化技术的广泛应用是城市河流水污染治理的一个重要方向，在环境技术上，德国和日本较为领先，这是因为德国和日本都是技术发达、人口素质高和资源匮乏的国家。日本的无公害技术被全世界所称誉，其节能技术水平极高。近年来，人们将人工智能技术、生物工程技术和微生物利用技术相结合，城市污染河流水环境治理技术水平不断提高。其中微生物技术被广泛应用，其利用生态系统的自我调节能力，将污染物降解为对水环境有益的资源。

2河流特征与污染类型的关联性

超标项目监测结果就是河流水质的表征，河流水质和其所受的污染类型又息息相关。结合河流特征与污染类型分析，不难发现两者之间存在较大的关联性。主要包括以下几个方面：以通航为主且自净能力不强的运河，其污染类型为底泥的二次污染，直接原因为农业面源污染；两岸无明显聚居区且水面开阔水量较大的内河，主要的污染类型为养殖废水污染；流经园区和城镇的河流较难避免因雨污分流造成的河流水质下滑。因此通过对常规监测数据的分析并结合河流特征即可得出河流污染类型的初步判断。

3优化措施分析

3.1物理治理技术

河流物理治理技术包括人工曝气、机械除藻、疏挖底泥、引水冲淤和人工调水等。人工曝气技术主要是利用人工曝气对水体充氧，将上层水体和下层水体混合，使整个水体保持好氧状态，使水中溶解氧增加，加速水体复氧过程，抑制底泥D、P的释放，防止水体黑臭现象的发生；人工调水是利用水利设施将周围的清洁水资源或污染河流的上游水引入被污染的河流中，从而实现水体改善的目的；疏挖底泥是将污染河流的底部淤泥从水生态系统中清洗出去，从而改善河流的水质情况。国外一些综合河流治理工程如英国泰晤士河、澳大利亚斯旺河等采用人工曝气技术治理污染河段，效果明显。国内也有相关经验，如北京市在某河段安装人工曝气设备，通过人工曝气设施基本消除了曝气段的臭气，BOD去除率约50%。河流物理治理技术处理规模大，具有一定的处理效果，一般应用于大型污染河流的治理，在中小流量或污染较重的河流中，一般作为前处理技术使用，在后端采用化学或生物法进行综合治理。

3.2化学治理技术

化学治理技术包括化学除藻、化学絮凝和重金属化学沉淀等。其特点是见效快、方法简单，尤其适用于受污染严重、需要快速进行控制和缓解污染的城市河流。化学絮凝技术是污染河流处理常规的处理方法。采用絮凝剂PAC、PAM等，对一般污染河流具有较好的处理效果。邓奕球等人开展了改进絮凝剂研发，针对某重度污染河流进行试验研究，其中污染河流中悬浮性和胶体性COD含量≥60%，溶解性有机物浓度占总有机物量的52%～78%，根据实际的污染河水的水质情况用铝、钙盐做原料，进行化学改性制得改性铝盐（主要起絮凝作用）和改性钙盐（含高价铁盐等起氧化作用），复合得新型高效氧化偶合絮凝剂。该技术对受污染河水有较好处理效果，与其他絮凝剂PAC相比，COD、BOD5和TP的平均去除率分别高出16%、12%和2%。化学除藻技术在治理严重营养化河流上具有能够快速控制藻类生长的优势，常用的药剂包括硫酸铜和西马三秦等，一般配有混凝剂一起使用，包括PAM、三氯化铁等。该技术具有工艺简单、操作方便、成本较低等特点，其效果较为明显，可以参考电池的应用情况。但该方法副作用较大，特殊情况下方可使用。

3.3生物治理技术

生物修复技术包括植物修复技术、微生物修复技术、生物膜技术、生态混凝土技术、人工湿地及稳定塘技术等。这些技术利用生物的自然净化作用，可去除污染河流水体中的TN、TP，增加水体中的溶解氧等，效果明显，并能够有效抑制藻类生长。

3.3.1植物修复技术

通过在城市的河道中种植高等水生和某些陆生植物，利用这些植物对造成污染的氮磷等营养物消化、吸收利用，促使其生长繁殖，不仅降低了水中污染物含量，同时可以抑制有害微生物如蓝藻的生长，达到修复生态、净化水质，甚至还能改善周围的景观等多种功能。马立珊等人将旱伞草和美人蕉这两种净化效果比较好的植物在东莞城市河流中种植可以有效减少水中的氮和磷，两个月的时间，一共除去了86kg/m3的氮和10kg/m3的磷。

3.3.2微生物修复技术

微生物修复技术是利用微生物的生物化学作用，将水体中有害物质进行生物化学反应，将其转化为H2O和CO2的无害小分子，实现河流的净化。微生物修复主要通过两种手段实现，一是向污染河流中投放有利于微生物生长的营养物质，这样不仅可提高水体溶解氧浓度，还可以减少水体的黑臭现象。二是向污染河流中加入新的高效微生物菌种，能够大量去除河流中的有机污染物质，国内外均有相关实验研究。国内吴霞等采用直接投菌法处理城市重污染河流，对深圳市甘坑河采用梅花式接种法将本源微生物菌剂分两次直接接入河流水体中，结果表明：第1次接种后的4d内各项水质指标都不稳定，4d后，悬浮物、COD、TP和NH3-N等浓度下降，水质明显改善；但从第8天开始，COD、NH3-N和TP的去除率同时下降，本源微生物的处理效率开始降低，需进行第2次接种；第2次接种后，DO浓度提升至2.0mg/L以上，COD、TP和NH3-N的去除率分别保持在40%、30%和40%以上。结果表明，直接投菌法在城市重污染河道治理中可以初步消除河道的黑臭现象，修复水质。

结语

当前，要想实现城市污染河流水环境控制，人们既要综合运用各种水环境治理技术，又要结合人工智能技术、微生物处理技术推动治理模式创新，实现水环境的生态平衡。

参考文献

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