疊窖涌污染治理技術(shù)的研究

林汝漢（廣東工業(yè)大學(xué) 佛山市南海區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站桂城分站，廣東 佛山 528200）

珠三角地區(qū)水網(wǎng)密布，河涌眾多，隨著沿岸生產(chǎn)、生活污水的大量排入，超過了水體的容量，水質(zhì)迅速劣化，并出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量，日益成為城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。河涌污染的實(shí)質(zhì)是城市建設(shè)與城市發(fā)展的失衡，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展產(chǎn)生的廢水污染物劇增，加之污染處理能力的不足和監(jiān)管的不到位，致使大量污染物直接排入水體，河涌溶解氧下降，出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化特征，水生生物減少甚至絕跡，水體生態(tài)進(jìn)入惡性循環(huán)，水體功能退化以致人水失諧。因此，必須整治污染的河涌，改善水質(zhì)，消除黑臭，恢復(fù)水體原有功能，維持水生態(tài)平衡，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。

1 疊窖涌污染治理背景

1.1 河涌水質(zhì)污染現(xiàn)狀

桂城位于佛山市南海區(qū)東部，是南海區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。疊窖片區(qū)位于桂城西北角，連通廣佛跨界水體。區(qū)內(nèi)分布著多條河涌，水質(zhì)較差。據(jù)相關(guān)檢測(cè)報(bào)告，鯉魚涌、圣堂涌和陳豐村涌的5個(gè)采樣點(diǎn)水質(zhì)均為劣Ⅴ類，主要問題是溶解氧低，氨氮、總磷超標(biāo)，底泥有機(jī)質(zhì)含量高，涌水呈墨綠色或灰色，底泥黑臭，已屬黑臭河道。

1.2 河涌水質(zhì)污染原因

水質(zhì)污染包括河道底質(zhì)有機(jī)污染長(zhǎng)期沉積、護(hù)岸為直立硬質(zhì)護(hù)岸、河道內(nèi)無水生植物等。河道底質(zhì)沉積大量有機(jī)污染物，通過與上覆水體的反復(fù)交換，不斷釋放有機(jī)污染物，成為河道內(nèi)源性污染源。直立硬質(zhì)護(hù)岸在我國(guó)城市河道中極為常見，由于認(rèn)識(shí)的偏差，人們?cè)欢日J(rèn)為直立護(hù)岸可提高防洪能力，殊不知卻截?cái)嗔怂鷳B(tài)體系與陸生生態(tài)體系的聯(lián)系，不僅失去了生物多樣性和濕地系統(tǒng)特征，也使水體自凈能力下降。而河道內(nèi)沒有水生植物，便無法將營(yíng)養(yǎng)鹽帶出水體。

2 疊窖涌污染治理思路與技術(shù)方案

2.1 河涌水質(zhì)污染治理思路

鑒于河涌污染現(xiàn)狀，政府高度重視河涌水環(huán)境的整治，按照省市環(huán)境管理文件《關(guān)于印發(fā)南粵水更清行動(dòng)計(jì)劃（2013-2020年）的通知》（粵環(huán)[2013]13號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)佛山市實(shí)施＜南粵水更清行動(dòng)計(jì)劃＞工作方案（2013-2020年）的通知》（佛府辦函[2013]264號(hào)）要求，制定了超標(biāo)河涌綜合整治的“一河一策”方案，措施包括：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與“三舊”改造；工業(yè)廢水污染防治；農(nóng)村面源污染防治；加大污水處理設(shè)施建設(shè)；改善水利工程等。河涌綜合整治遵循“治水為本、全面規(guī)劃、遠(yuǎn)近結(jié)合、重點(diǎn)突出、分步實(shí)施”的原則，并圍繞“截、治、疏、引、管”五字方針加以落實(shí)。為了學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)的治水經(jīng)驗(yàn)，政府決定在疊河涌（試驗(yàn)段）開展河涌生態(tài)治理試驗(yàn)項(xiàng)目，采用生物修復(fù)技術(shù)為主的綜合治理方法，分階段逐步改善水質(zhì)，最終恢復(fù)和維持河涌生態(tài)系統(tǒng)。

2.2 河涌水質(zhì)污染治理技術(shù)選擇

目前，河道綜合治理技術(shù)包括物理法、化學(xué)法和生物修復(fù)法三種方法[1]。

物理法是指截污、清淤、調(diào)水和曝氣充氧等方法。截污的目的是控制外源染源進(jìn)入，一般做法是完善污水收集，或?qū)⑽鬯槌鎏幚?。清淤是通過底泥疏浚治理河道，通過疏浚底泥可以達(dá)到立竿見影的效果，但是工程費(fèi)用較高。調(diào)水是利用大量清潔河水稀釋、置換河涌中的污水，這種方法雖然也能在短時(shí)間內(nèi)改善水質(zhì)，但實(shí)施有一定困難，而且它只是轉(zhuǎn)移了污染，并沒有真正治理污染。向河水中曝氣充氧，可提高水體溶解氧水平，利于恢復(fù)好氧微生物的活力，促進(jìn)微生物自凈能力發(fā)揮。

化學(xué)法是通過加入化學(xué)藥劑控制或去除污染，如化學(xué)絮凝法是加入混凝劑強(qiáng)化化學(xué)一級(jí)處理，對(duì)于處理特定污染物效果較好，但難以全面推廣，而且運(yùn)用不當(dāng)還會(huì)加重污染；通過控制pH值可以有效固定底泥中的重金屬，加入堿性物質(zhì)使pH值在7以上，可以使底泥中的重金屬形成碳酸鹽、硅酸鹽、氫氧化物等沉淀。

生物修復(fù)技術(shù)是利用微生物、水生植物等所具有的吸附、吸收、降解水污染物的特性，達(dá)到凈化水質(zhì)、改善水生態(tài)環(huán)境的目的[2]。微生物修復(fù)技術(shù)主要通過兩種方式，一是采用投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、曝氣增氧、設(shè)置生物膜等方法促進(jìn)土著微生物生長(zhǎng)；二是向河道中投加高效降解菌，由于河道土著菌群降解氮、磷、有機(jī)物效率較低，通過投加特殊菌種可以顯著改善這種狀況，如硝化菌、光合菌、有機(jī)污染物高效降解菌等。植物修復(fù)技術(shù)是利用水生植物所具有的植株吸收、根莖釋氧及根系微生物降解等作用去除水污染物，凈化水質(zhì)。植物修復(fù)常采用人工浮島、人工濕地等方式凈化污水。

通過以上介紹不難看出，物理法和化學(xué)法雖然工期短、見效快，但卻治標(biāo)不治本，容易落入污染、治理、再污染、再治理的怪圈，而生物修復(fù)法雖然見效慢，卻具有環(huán)境友好、能耗低且能較徹底地解決河道污染的優(yōu)勢(shì)，是治理黑臭河涌的首選。當(dāng)然生物修復(fù)技術(shù)在不同地區(qū)、不同污染程度河道中的凈化效率和影響因素仍需探索，這也是該河段開展河涌生態(tài)治理試驗(yàn)項(xiàng)目的原因。

2.3 疊窖涌污染治理技術(shù)方案

2.3.1 治理目標(biāo)

遠(yuǎn)期目標(biāo)是水質(zhì)持續(xù)得到改善，水生生態(tài)基本得到恢復(fù)。近期目標(biāo)是經(jīng)過三個(gè)階段的治理消除劣Ⅴ類，水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅴ類水平。第一階段是工程開始6個(gè)月，水質(zhì)持續(xù)好轉(zhuǎn)，黑臭大幅降低；第二階段是工程開始1年后，水體感官改善，消除黑臭，并進(jìn)入生態(tài)調(diào)控期，為實(shí)現(xiàn)生物多樣性奠定基礎(chǔ)；第三階段是工程開始2年左右，恢復(fù)水體自凈能力，水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅴ類地表水水平。

2.3.2 工程設(shè)計(jì)

試驗(yàn)段由鯉魚涌、圣堂涌和陳豐村涌三條河段組成近似X型的水域，全長(zhǎng)約1660m，河道寬4-8m，水域面積約1.03萬m2，水體容量為1.14萬m3。根據(jù)河涌段水環(huán)境治理現(xiàn)狀和治理目標(biāo)，試驗(yàn)段采用以下生態(tài)綜合修復(fù)手段：

在河道中投放活性生物復(fù)合劑，以重建底質(zhì)腐食生物鏈。復(fù)合劑也就是前述高效降解菌，它是以酵母菌的水相微生物馴化而成，適用于水體和底泥界面生長(zhǎng)，可以快速降解有機(jī)污染物，并使底泥礦化。施工前收集河底棲生的土著微生物與標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合劑進(jìn)行復(fù)合配伍，以降低微生物種群之間的拮抗作用，并按10m2/kg的量投撒菌劑。為了提高治理效果，過渡段投撒高效有機(jī)物降解菌，投放量為20m2/kg。

在河底布置生物人工水草。它可以建立生物膜，加速上覆水體有機(jī)污染物的降解，同時(shí)可吸附水中懸浮物（SS），增加水體透明度，也為水生動(dòng)植物介入創(chuàng)造條件。投放量按河面面積的10%計(jì)。

設(shè)置微孔曝氣設(shè)備，并與生態(tài)浮島結(jié)合。如前所述，曝氣可以增加水體溶解氧，提高好氧微生物的活性。在岸邊每隔200m布置1臺(tái)曝氣機(jī)，并在河道水面下30cm布置曝氣管。試驗(yàn)段共布置8套曝氣設(shè)備。

種植水生植物。沉水植物選擇苦草、菹草、黑藻等品種，并通過扦插、沉栽、播種等方式種植，種植量約為水面面積的10%。挺水植物選擇蘆葦、水蔥、劍葉菖蒲、水生美人蕉、野生茭白等品種，面積覆蓋率約10%。

當(dāng)水質(zhì)好轉(zhuǎn)以后，在試驗(yàn)河段內(nèi)放養(yǎng)水生動(dòng)物，進(jìn)一步增加生物多樣性，延長(zhǎng)食物鏈。水生動(dòng)物包括底棲動(dòng)物、魚類等。底棲動(dòng)物選擇螺螄、泥鰍等，按50 m2/kg放養(yǎng)。魚類先期選擇鰱鳙、鯽魚，也按50 m2/kg放養(yǎng)。

工藝流程如圖1所示。

3 結(jié)語

水是生命之源，河涌是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。隨著“以人為本”和可持續(xù)發(fā)展理念不斷深入人心，探索“人水和諧”的污染治理技術(shù)更具現(xiàn)實(shí)意義。治水不僅要治標(biāo)，更要治本，因此生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河涌污染治理中得到越來越多的重視，只要堅(jiān)持不懈，那么“水更青，岸更綠”就不會(huì)是很遙遠(yuǎn)的事情了。

[1]徐位明.談中小河道綜合治理的技術(shù)方法的發(fā)展[J].浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2012,24(1)：74-76.

[2]許列峰，陳婕，邵之劍.城市河流生物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013,41(6)：2597-2600.