水體生態(tài)修復技術(shù)在黑臭河道治理中的實踐

【摘要】我國城鎮(zhèn)的河水環(huán)境質(zhì)量在最近30年間急劇下降，大部分的河流被污染而成為黑臭河道，不僅阻礙著社會經(jīng)濟發(fā)展，而且對于居民的身體健康還有著嚴重影響。而隨著水體生態(tài)修復技術(shù)的誕生，能夠?qū)⒑诔艉拥赖乃|(zhì)進行全面的凈化，并進行生態(tài)體系進行有效的修復，因此在黑臭河道的治理之中得到了廣泛的應(yīng)用。本文作者從黑臭河道差生的主要原因作為切入點，論述了我國黑臭河道的治理現(xiàn)狀，并對于水體生態(tài)修復技術(shù)在黑臭河道治理之中的實踐進行了深入的分析和探討，希望能對我國河道水質(zhì)的改善起到一定的推進作用。

【關(guān)鍵詞】水體生態(tài)修復技術(shù);黑臭河道;治理;應(yīng)用

1、黑臭河道產(chǎn)生的主要原因

我國在2010年的全國污水處理率已經(jīng)達到了50%，然而我國目前的污水排放量仍然在逐年增加。這其中，生活廢水的排放是黑臭河道產(chǎn)生的主要原因。生活廢水在不經(jīng)過相應(yīng)的處理就排入城市河流后，會導致河道內(nèi)的水質(zhì)富營養(yǎng)化，進而使河道受到不同程度的污染，使河道內(nèi)的水發(fā)黑變臭。同時，從另一方面上來講，在城市降雨的初期，雨水之中不僅含有大量的地表污染物，同時城市周邊的耕地土壤之中還會殘存著大量的農(nóng)藥以及化肥，這些污染成分會跟隨雨水徑流進入河道之中，導致河道水體受到一定的污染。同時，我國城市之中，在工業(yè)生產(chǎn)之中，會產(chǎn)生大量的廢水和廢液，這些污染物不僅含有工業(yè)生產(chǎn)的原材料，還包括生產(chǎn)的副產(chǎn)品，在這些廢水和廢液排入河道后，會導致河道內(nèi)部水體的有機需氧物質(zhì)、化學物質(zhì)、固態(tài)漂浮物的增加，引起黑臭河道的產(chǎn)生。

2、我國黑臭河道的治理情況

雖然我國在近年來，城市得到了較快的發(fā)展，然而在發(fā)展過程之中，城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)卻沒有得到相應(yīng)的完善，從而導致基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的滯后性增加，大量的污水被直接排放到城市的河道之中，導致河道內(nèi)水體富營養(yǎng)化，使河道呈現(xiàn)出黑臭的現(xiàn)象。而隨著我國對于環(huán)境保護的重視程度逐年提升，針對于城市黑臭河道的治理問題也提出了有效整治的方案，并取得了一定的效果，在整治過程之中，需要根據(jù)不同污染的來源采取不同的整治方法，目前較為常用的方法有物理治理法和化學治理法。其中，物理治理法是采用人工增氧的方式進行河道治理，針對于黑臭河道之中河流長期處于缺氧狀態(tài)的實際情況，在適當?shù)奈恢脤τ诤拥纼?nèi)部進行人工增氧，進而提升水溶解氧的含量，提升河道的自我凈化能力，使黑臭現(xiàn)象得到消除。同時長期受到污染的水體的底泥會沉積大量的污染物，比如氮磷化合物等，在相應(yīng)的條件之下，這些污染物會從底泥之中釋放出來，造成水體質(zhì)量的惡化，物理治理法能夠通過清淤疏浚來將污染物移出河道的生態(tài)系統(tǒng)，從而顯著的降低內(nèi)源磷的負荷，同時我國也開始進行引水補水的方法進行河道的整治，對于污染嚴重且流動性不高的河道較為適用，能夠在短時間內(nèi)將河道內(nèi)部的污染物濃度降低，提升河道水體的氧溶解能力，恢復河道水體本身的自我凈化能力。而化學治理法則是根據(jù)水體污染物的成分組成，制作相應(yīng)的化學藥物進行投放，從而分解水體之中的污染物，達到凈化黑臭河道的根本作用。而在物理治理方法和化學治理方法之上，也誕生了水體生態(tài)修復技術(shù)。水體生態(tài)修復技術(shù)是根據(jù)當前黑臭河道治理的實際情況誕生的相關(guān)科技，能夠全面提升技術(shù)的適用性，目前，水體生態(tài)修復技術(shù)已經(jīng)在上海市郊數(shù)十條黑臭河道之中進行了應(yīng)用，并且取得了良好的效果，成為黑臭河道治理的重點技術(shù)之一[1]。

3、水體生態(tài)修復技術(shù)在黑臭河道治理之中的實踐

3.1納米曝氣技術(shù)

所謂的納米曝氣技術(shù)，即是指在傳統(tǒng)曝氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠在水體之中產(chǎn)生高效的自由基，從而提升曝氣的效率，更加有效的節(jié)省能源。在曝氣方式的選擇上，可以采用納米曝氣機作為主要的曝氣設(shè)備，能夠使曝氣效率提升在20倍以上，而納米曝氣機也能夠使氣體和水以納米級別的細小顆粒形式存在，其氣泡能夠在水中停留超過8小時以上，從而使整個水體能夠長期處于富氧狀態(tài)。在納米曝氣的技術(shù)實踐過程之中，水體修復的地點多在城區(qū)和居民密度較高的地區(qū)，采用納米曝氣技術(shù)，能夠減少傳統(tǒng)曝氣技術(shù)之中二次污染較為嚴重的情況，也能夠使溶解氧可以迅速得到回復，且能夠為水生動植物提供一個更加良好的生態(tài)環(huán)境。納米曝氣技術(shù)也能夠起到相應(yīng)的氣浮作用，將黑臭水體之中懸浮的膠體以及顆粒物質(zhì)粘黏在氣泡表面，在水體流動的同時，將上升到水體表面的大量顆粒物質(zhì)沖走，進而全面提升黑臭河道的水體透明度[2]。

3.2人工濕地技術(shù)

人工濕地技術(shù)是在相應(yīng)的填料上進行特定植物的種植，并將污水投放到人工建造的與沼澤相類似的濕地之上。一旦富營養(yǎng)化的水體流經(jīng)人工濕地時，就會被砂石和土壤進行過濾，并通過植物的根系之間多種微生物的活動達到水質(zhì)凈化的根本作用。人工濕地技術(shù)的主要特點之一使其對于有機的污染物有著極強的講解能力，而水中不溶性質(zhì)的有機物在經(jīng)過濕地的沉淀和過濾時，能夠快速的被截留，從而被微生物利用，沸水之中的可溶性有機物也會經(jīng)過植物根系的生物膜被吸附，通過微生物的新陳代謝作用得到分解和去除，最后達到凈化水質(zhì)的作用。人工濕地技術(shù)的技術(shù)要點在于通過模擬自然濕地的生態(tài)體系來達到治理黑臭河道的目的，在人工濕地的建造過程之中，應(yīng)該建立健全的質(zhì)量控制體系和監(jiān)督方案，同時對于項目建設(shè)地點的黑臭河道進行深入的調(diào)查與研究，進而確定石砂、土壤以及煤渣等介質(zhì)的比例，并且根據(jù)實際情況選擇相應(yīng)的植物進行污水處理生態(tài)體系的構(gòu)建。人工濕地按照污水在其中的流動方式也可以分為兩種類型，第一種是水面式人工濕地，另一種是潛流型人工濕地[3]。

3.3生態(tài)浮床技術(shù)

生態(tài)浮床技術(shù)是由20年前德國的BESTMAN公司進行研發(fā)的技術(shù)，后經(jīng)過日本的科技公司進行引入并推廣，將生態(tài)浮床技術(shù)全面應(yīng)用于地表水體的污染治理和生態(tài)修復之中。而我國技術(shù)引進的時間雖然較晚，然而經(jīng)過科研人員不斷的技術(shù)攻堅，目前我國人工浮床技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。在實踐過程之中，我們可以發(fā)現(xiàn)生態(tài)浮床技術(shù)更加適用于富營養(yǎng)化水體污染較為嚴重的地區(qū)，能夠作為先鋒技術(shù)使水生動植物得到自然的恢復。

生態(tài)浮床技術(shù)的應(yīng)用形式較多，按照功能進行區(qū)分分為消浪形技術(shù)、水質(zhì)凈化性技術(shù)以及棲息地提供技術(shù)等多個種類，對于浮床的外觀建設(shè)也是多種多樣，有正方形、三角形、長方形等多個外觀種類。生態(tài)浮床技術(shù)的技術(shù)要點在于以水生植物為主體，采用無土栽培的技術(shù)原理，同時引入高分子材料作為植物生長的載體，利用物種之間互利共生的關(guān)系來為修復河道之中的生態(tài)環(huán)境，從而能夠為打造一個適宜河道內(nèi)動植物生長的人工生態(tài)環(huán)境，進一步削減水體制中的污染負荷。其具有有效利用水體水面面積的天然優(yōu)勢。生態(tài)浮床凈化作用的主要原理在于能夠利用表面積較大的植物根系在水中形成一個濃密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而將水之中存在的懸浮物進行有效吸附，并能夠在植物根系的表面形成生物膜，利用生物膜進行水中污染物質(zhì)的吞噬，再經(jīng)過微生物的新陳代謝使其能夠形成植物生長必須的營養(yǎng)物質(zhì)，促進植物的快速生長。當植物生長到一定程度，可以通過收割植物的方式來減少水中的營養(yǎng)鹽，從而平衡河道內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境體系，促進河道之中生態(tài)體系的不斷完善。在實踐過程之中我們可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)浮床技術(shù)與人工濕地技術(shù)在應(yīng)用過程之中，其技術(shù)的凈水效率可以比人工濕地技術(shù)的凈水效率高出70%以上[4]。

3.4微生物技術(shù)

在進行黑臭河道的治理過程之中，最關(guān)鍵的問題在于將污染物進行硝化、吸收和降解，防止河道內(nèi)受到外來污染物的侵入。而根據(jù)生物學原理，采用河道內(nèi)部的水生生態(tài)植物以及微生物的自我凈化能力進行水體之中污染物的吸收能夠達到最佳的水質(zhì)凈化的作用。根據(jù)我國目前黑臭河道整治的技術(shù)來說，微生物技術(shù)是一種更加科學合理，且投資較少，能夠建立較為長效的修復機制，因此得到了較為廣泛的應(yīng)用。選用的微生物一般成份為生物活性酶和發(fā)酵過程之中特選微生物組成，尤其對于激活和優(yōu)化水體之中的生物過濾體系有著較高的效力。微生物技術(shù)能夠運用在水體之中富營養(yǎng)化嚴重、有機物污染程度較高的情況，同時也能夠起到降解河道底泥，凈化水體質(zhì)量的作用。再進行微生物技術(shù)的應(yīng)用過程之中，應(yīng)該從自然界之中進行優(yōu)勢菌種的篩選，然后進行分離、馴化和適應(yīng)性培養(yǎng)，最后在其處于活體狀態(tài)下進行濃縮和固化。經(jīng)過這種處理后，微生物對于環(huán)境具有很強的適應(yīng)能力，同時能夠具有更強的分解污染物的能力，而且不會產(chǎn)生二次污染，對于人和水生動物也不會產(chǎn)生毒副作用。目前微生物技術(shù)已經(jīng)在多個地區(qū)有著較為廣泛的實踐應(yīng)用，其優(yōu)勢在于適應(yīng)環(huán)境能力較強，分解硝化有機物的能力更強，如果在PH值為6.5到7.2，水溫高于150℃的環(huán)境下，效果將會達到最佳。

結(jié)語：

綜上所述，水體生態(tài)修復技術(shù)是在物理治理法和化學治理法的基礎(chǔ)上演變而來的黑臭河道治理技術(shù)，其具有較好的水體修復效果，能夠改善水體富營養(yǎng)化，修復生態(tài)環(huán)境的多種作用。經(jīng)過多年的技術(shù)實踐我們可以得知，在黑臭河道之中運用水體生態(tài)修復技術(shù)，能夠全面提升水體凈化的質(zhì)量，促進黑臭河道生態(tài)環(huán)境的修復，從而為城市居民提供一個更加健康舒適的生活條件，推動我國可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的進一步部署。

參考文獻：

[1]韓大巍，張廣會，馬超.曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響[J].科技創(chuàng)新導報，2016，13（7）：93-94.

[2]胡湛波，劉成，周權(quán)能，武春輝，涂瑋靈，梁益聰.曝氣對生物促生劑修復城市黑臭河道水體的影響[J].環(huán)境工程學報，2012，6（12）：4281-4288.

[3]高艷.基于曝氣技術(shù)與生物促生劑結(jié)合的城市黑臭河道治理研究[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2017，（5）.

[4]李繼洲，嵇浩然，袁旭音，姜萬.投加生物促生劑、葡萄糖和氨基酸修復黑臭水體的效果[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2013，52（13）：3027-3030.

作者簡介：

李浩，中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，四川成都。