城市河道水体修复技术探讨

城市河道水体修复技术探讨

摘要：本文基于笔者多年从事环保的相关工作经验，以城市河道水体修复技术为研究对象，论文从生态-生物方法和物理方法两个方面进行了综述性探讨，全文是笔者阅读大量文件基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：城市河道水体修复

1引言

在城市形成和发展的过程中，城市河流作为重要的资源和环境载体，关系到城市生存，制约着城市发展，是影响着城市风格和美化城市环境的重要因素。我国城市河道水变黑变臭，藻类繁殖现象日趋严重。据调查，我国城市河道大约有50%受到不同程度的污染，对这些河道水体进行治理修复，是社会经济发展、城市景观、生态环境建设的迫切需要。我国城市河道水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面，而且污染物的来源比较复杂，既有天然源又有人为源；既有外源性又有内源性。控制外源性污染物，可从控制人为污染着手，以法律的手段控制人为污染源的排入。而对内源性污染物，要根据水体中主要控制元素采取不同的方法。目前国际上采用的水体修复技术主要有3种方法：物理、化学和生态—生物方法。

2河道水体修复技术

2.1生态—生物方法

水体生态—生物修复技术是国外近来发展很快的一种新技术，是按照自然界自身的规律去恢复自然界的本来面貌，强化自然界自身的自净能力去治理被污染的水体，这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路，也是一条创新技术路线。

生态—生物污水处理技术，是利用培育的植物或培养接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术，具有处理效果好，工程造价相对较低，耗能低或不需耗能、运行成本低廉、无二次污染等优点。还可以与绿化环境及景观改善相结合，在治理区建立休闲和体育设施，创造人与自然相融合的优美环境。所以这种成本低廉的实用技术非常适用我国河道水处理。生态—生物方法主要包括生物膜法、水生植物系统、投放生物菌种或微生物促生剂等。

2.1.1生物膜法

是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纤维）为载体，河道水经过时，在其表面形成一种特殊的生物膜，生物膜表面积大，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对污染物的降解作用。其反应过程是：（1）基质向生物膜表面扩散；（2）在生物膜内部扩散；（3）微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应；（4）代谢生成物排出生物膜。经过这些反应后水体基本得到净化，再排入河道中。日本坂川古

崎净化场就是河道水体修复典型的例子，从几年的观测表明，河道污染水体有了明显的改善。古崎净化场是一座利用生物—生态修复技术的水净化场。其原理是利用卵石接触氧化法对水体进行净化。古崎净化场建在江户川的河滩地下，充分节省了土地，是地下廊道式的治污设施。水净化场结构十分简单，主体结构是高4.5m，长28m的地下矩形廊道，内部放置直径15~40cm不等的卵石。用水泵将河水泵入栅形进水口，经导水结构后水流均匀平顺流入甬道。

另外有若干通入廊道内。净化作用主要由以下3方面组成：（1）接触沉淀作用，污水经过卵石与卵石间的间隙，水中的漂浮物触到卵石即沉淀；（2）吸附作用，由于污染物自身的电子性质，或由于卵石表面生物膜的微生物群产生的黏性吸附作用；（3）氧化分解作用，卵石表面形成一种生物膜，生物膜的微生物把污染物作为食物吞噬，然后分解成水和CO2。表1是几项水质指标在处理前后的变化值。

2.1.2水生植物系统

水生植物系统对水体的净化作用主要有以下几种：（1）吸收作用。主要是利用水生植物（例如风眼莲、芦苇、狭叶香蒲、丽藻等）吸收利用污水中的氮磷元素及水中一些重金属元素。（2）降解作用。水生植物群落的存在,为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息的场所。这些生物能大大加速截流在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化。（3）吸附、过滤、沉淀作用。浮水植物发达的根系与水体接触面积很大，能形成一道密集的过滤层，当水流经过时，不溶性胶体会

被根系粘附或吸附而沉降下来，特别是将其中的有机碎屑沉降下来。一般来说，内源污染的主要贡献者是水中的有机碎屑。（4）对藻类的抑制作用。水生植物和浮游藻类在营养物质和光能的利用上是竞争者，前者个体大、生命周期长，吸收和储存营养盐的能力强，能很好的抑制浮游藻类的生长。如用配植石菖蒲的水培养藻类，可破坏藻类的叶绿素a，使其光合速率、细胞还原TTC的能力显著下降。另外,水生植物根圈还会栖生某些小型动物，如水涡牛，能以藻类为食。

植物发挥的作用不仅是在美学方面，在臭味控制、昆虫控制及污水处理方面也发挥重要的作用。杭州市从2000年6月开始，在南应加河上进行水生植物水面种植净化水体试验，试种植物主要包括美人蕉、水竹、空心菜和水稻等。具体要求达到：消除水体异味、水体透明度接近1m、每年的植物景观时间在10个月以上、基本恢复水体的自净功能。

经工程实施后的监测情况来看，制定的要求基本上达到。水体透明度从实施前的5cm增加到实施后最好时达1m以上，并得到了较好的维持；氨氮和总磷甚至分别比实施前下降4倍和11倍；其他如高锰酸盐指数（CODMn）、溶解氧（DO）等也有较显著的提高，还出现了鱼类和甲壳类水生动物。

2.1.3生物菌种和微生物促生剂

就是直接向污染河道水体中投加经过培育筛选的一种或多种微

生物菌种和投加微生物促生剂（营养物质）。目前对于在污染水体中直接投加微生物菌种的生物修复技术争议较多，焦点集中在使用菌种是否带来环境安全性问题。另外对于流动性且污染程度较轻的水体来说，直接投放微生物菌种效果不是很好。而对于投放微生物促生剂，不存在安全性问题，而且通过促生作用，促进了污染物降解微生物生长，使污染水体的BOD5，CODcr迅速下降，溶解氧明显上升，黑臭消除。生物检测结果表明，投放药剂后的河道中，微生物由厌氧向好氧演替，生物由低等向高等演替，生物的多样性不断增加。

同时，它还是一种投资少，成本低，见效快的水体修复技术。

2.1.4河道曝气复氧

污染严重的河道水体由于耗氧量大于水体的复氧量，溶解氧降低，甚至处于缺氧（或厌氧）状态。向缺氧（或厌氧）状态的河道进行人工充氧（此过程称河道曝气复氧）可以增加河道的自净能力，改善水质，改善和恢复河道的生还能力。

河道曝气复氧对消除水体黑臭效果已被许多例子所验证。周杰等通过河道曝气技术使溶解氧（DO）浓度提高，消除了水体中的致黑臭物质，有效改善或缓解黑臭现象。王文林等在张家港市重污染河道花园浜河中引入了太阳能曝气治理技术，结果表明，上、下游30m 范围内水体的DO浓度比对照区显著升高，特别是底层水体DO浓度升高了5～8倍；运行一段时间后，水体的透明度得到明显改善，水