城市河流水污染综合治理研究

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生物处理技术如放养控藻型生物、构建人工湿地和 水生植被, 开发水体生物修复技术, 是当前水环境治理 研究与开发的热点[10]。
( 1) 挺水植物。常用的挺水植物有芦苇、芦竹、水葱、 灯心草、香蒲、茳芏、藨草、莎草、伞草、苔草、水生美人蕉、 富贵竹、茭白。藨草对生活污水、农业废水或其他有机污 染废水有很好处理效果。芦苇床处理系统是一种人工种 植芦苇的湿地污水处理工艺。利用芦苇根系发达和优越 的水土气交换能力, 污染物与其茎部接触产生沉淀作 用, 芦苇的根部与茎部可吸收某些污染物, 附着在茎部
城市河流水污染综合治理研究 黄伟来, 等
城市河流水污染综合治理研究
黄伟来 1, 李瑞霞 1, 杨再福 2* , 管滟滟 2
( 1.上海市松江区环保局, 上海 201600; 2.东华大学环境科学与工程学院, 上海 200051)
摘 要: 综述了我国城市河流的水污染现状, 并提出了综合整治措施与长效管理机制。 关键词: 水污染; 河流; 综合整治 中图分类号: X522 文献标识码: A 文章编号: 1003- 6504(2006)10- 0109- 03
比自由水体中丰富的细菌群落。飘浮植物有直接吸收 营养盐的作用, 而且更重要的是有与其共生的细菌。可以 很快增加水的透明度, 改善水质。飘浮植物作为细菌的载 体受气候条件影响, 在有些季节难以发挥作用。因此研制 人工载体和优选高效细菌种群极为重要。利用优化的人 工载体培养优化的氮循环细菌, 释放到自然水体, 以自然 生物载体、其它人工载体和底泥为二级载体, 水中悬浮物 为三级载体, 将好氧- 厌氧, 硝化- 反硝化条件扩大到水面 并加强细菌浓度, 从而增加系统净化能力。卵石接触氧化 法是利用卵石表面的生物膜吸附胶体状有机物或与溶 解性有机物发生氧化分解作用, 使污水得到净化。卵石接 触氧化法具有较高的处理效率。它的有机负荷较高, 接触停留时间短, 减少占地面积, 节省投资。此外, 运行 管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题, 且耐冲击负荷。
( 2) 浮叶植物。常用的浮叶植物的有凤眼莲、睡莲、 慈姑、浮萍、菱角等。浮叶植物在浅水水体中有良好的净 化水质效果, 种植和收获较容易, 在一定季节可以作为重 要的支撑系统, 但需要及时收获。有些飘浮植物和浮体陆 生植物( 加上浮力支撑后可水培的植物) 是很好的观赏和 食用植物, 可在一定条件下组合应用, 既有净化水质作 用, 又有经济效益、环境效益和观赏效益。生物浮床技术 是用泡沫塑料搭建浮床, 种植经过专门筛选和培育的植 物, 达到净化水质和美化景观的作用。目前种植的植物主 要有美人蕉、空心菜、水竹、水蓼、旱伞草、蕹菜、水芹、菰等。
北京水利科学研究所曾进行芦苇塘净化污水的小 区 试 验 , 其 去 除 率 分 别 为 BOD555.6%、COD53.9%、 NH3- N50.6%、SS59.1%、TP59.2%[3]。人工芦苇床建设成本 低, 处理效果稳定, 但冬天处理效果会受到影响。
扩大与增加水生植物生物量, 加强吸收、转化水中营 养盐, 抑制藻类的生长和现存量后, 如对水草不利用、不及 时移出, 将导致沼泽化和二次污染[13]。
河流水污染治理经历了一个从浓度控制到总量控 制的过程,治理的方法和手段也在不断更新和改进。但中 国当前流域水环境规划经常出现污染配额总量控制与环 境容量不符, 地区间存在上游污染下游, 相互推卸, 环境 纠纷不断等问题。在城市河道的治理过程中, 由于比较片 面地强调防洪、排水, 忽略了河道的其他功能, 致使城市 河道成了“露天阴沟”或“盲肠河道”。同时, 水系不够活, 局部地段截污不力, 制约了城区河流水环境质量提升。
1 我国城市河流现状
1.1 我国城市河流污染 2000 年我国七大流域地表水普遍污染, 各流域干
流 58%的断面为Ⅲ类水质, 22%的断面为Ⅳ类水质, 20% 的断面属于Ⅴ类或劣Ⅴ类水质, 有的基本丧失使用功 能。2001 年我国七大水系 I~Ⅲ类水质占 29.5%, Ⅳ类占 17.7%, V 类及劣 V 类水质达 52.8%; 2002 年七大水系 I~Ⅲ类水质占 29.1%, Ⅳ水质占 18.9%, V 类及劣 V 类水 质占 52%; 2003 年七大水系 I~Ⅲ类水质 38.1%, Ⅳ水质 占 23.8%, V 类及劣 V 类水质占 38.1%[1-3]。中国河流的 水质呈不断下降的趁势。 1.2 我国城市河流治理现状
( 3) 着生藻类。着生藻类和浮游藻类生长过程中都 有净化水质作用。着生藻类和附着生物已成为许多河 流水质净化的主体, 是目前进行河流水质净化的研究 热点之一。
( 4) 沉水植物。伊乐藻、黑藻、苦草、金鱼藻、睡莲等 水生植物, 可吸收和转化底泥中的营养物质, 增加生物 多样性。在低温季节, 这些植物对TN、TP和硝态氮仍有较 好的吸收效果。抗风浪较差的伊乐藻、黑藻, 偏好泥质 型底泥。抗风浪较好的有穗状狐尾藻、马来眼子菜、菹 草。弱光植物苦草、菹草适宜在透明度较低的水体中。菹 草偏好沙泥型底泥。在有机质含量较高的底质情况下, 伊乐藻、穗状狐尾藻可作为沉水植物恢复的先锋种。镶 嵌植物群落组合( 由浮水、浮叶、沉水植物优势种的斑块 构成) 可使藻类的生物量下降57.7%。人工湿地中使用最 多的水生植物为香蒲、芦苇、灯心草、宽叶香蒲和藨草。 在32℃时, 池杉人工湿地对总氮、总磷的去除效果明显优 于20℃时。用覆膜、塑料袋或改变生态位能使喜旱莲子 草安全越冬, 并对总氮、氨氮和叶绿素a的去除效果较好。
( 7) CBS 水体修复技术。集中式生物系统(CBS)水 体修复技术被认定为生物工程领域的高新技术, 并在 国内实施完成了多个项目。CBS 水体修复技术可除臭 去黑, 去除碳、氮、磷等有机物、硝化底泥、降解 H2S,NH3 以及其他化学有害物质; 同时可能锁定诸如 Hg2+,Cr3+, Cu2+,Pb2+,Sr2+等重金属离子, 降低重金属污染; 唤醒水体 中的有益微生物, 净化水体中的有机物, 形成水体的生 物链, 维护生态平衡, 保护生态环境。 2.5 加强河流滨水景观的建设
( 5) 底栖生物。螺、蚌等底栖动物可过滤悬浮质, 摄 食生物碎屑, 其分泌物有絮凝作用, 螺有刮食着生藻类 功能, 虾和部分鱼类可摄食藻类、碎屑、浮游动物。这些
Βιβλιοθήκη Baidu
城市河流水污染综合治理研究 黄伟来, 等
动物, 作为健康水生态系统的补充组成, 也有重要作用。 ( 6) 微生物。自然界的水生植物附近共生有多种远
恢复能力已严重下降、河流水体污染严重。我国河道护 岸工程仍然只是考虑河道的安全性问题, 而没有考虑工 程建筑对河流环境和生态系统的影响。既不利于提高水 体的自净能力, 也不能满足亲水理念的景观河道, 实现 人与自然和谐共处。河道的设计理念应在确保河岸工程 具有抗洪、防侵蚀前提下, 采用生态系统自我修复能力 和人工辅助相结合的技术手段, 恢复河岸生态系统合理 的内部结构、高效的系统功能和协调的内在关系。我国 目前已开始采用三维植被网护坡, 该技术综合了土工网 和植物护坡的优点, 起到了复合护坡的作用。边坡的植 被覆盖率达到 30%以上时, 能承受小雨的冲刷, 覆盖率 达 80%以上时能承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时, 能抵抗冲刷的径流流速达 6m/s, 为一般草皮的 2 倍多。 2.2 物理方法治理污染
底泥中的有机物在细菌作用下易发生好氧和厌氧性分 解, 不仅使水中溶解氧水平降低, 而且产生二氧化碳、 甲烷、硫化氢等气体, 使水体变黑发臭。苏州河综合整 治一期污水截流工程建成后, 污染物排放得以大幅度 削减, 但河流水质并未出现预期的改善, 原因就是表层 底泥中的污染物质向水中释放形成的二次污染[9,12]。疏 浚底泥是一种被认为整治河流最常用的方法, 快速有 效。河流底泥由污染物含量较低的灰黑色浅层混合层, 污染物含量较高的黑色中层富集层和自然沉积的灰黄 色深层黄泥层三段构成。疏浚应该清除黑色富集层, 以 彻底消除其影响。但是疏浚河道成本过高, 机械清淤 lhm2 底泥约需 9.9~24.7 万美元。
河流是水圈中最重要、水量交换最活跃的水体, 中 国 流 域 面 积>100km2 的 河 流 有 5 万 多 条 , 流 域 面 积>1000km2 的河流有 1580 条, 流域面积>10000km2 的有 79 条[1-2]。目前, 全国 669 个城市中, 已有 400 多个 城市常年供水不足, 其中 110 多个城市严重缺水,有 7 亿人得不到安全的饮用水, 受污染的水体逐年增加, 全 国 90%的 城 市 水 域 遭 到 了 前 所 未 有 的 严 重 污 染 , 50%的城镇 水 源 不 符 合 饮 用 水 标 准 , 40%的 水 源 已 经 无法饮用[2- 3]。城市河流的污染已严重威胁到人民的生 命安全与国家的可持续发展。
( 3) 增氧曝气。河流水体曝气复氧是指向河流中 进行人工复氧, 可以是空气, 也可以是纯氧。包括移动 式充氧、固定式充氧及管道式充氧3种。在水团流速较 缓的苏州河支流新泾港进行纯氧曝气后, COD去除率 达19.5% ̄55.6%, BOD/COD值由0.46降至0.40, 水体颜色 由黑变浅, 臭味减弱, 溶氧增加。
对河湖水的人工增氧虽可促进有机质矿化, 降低水 中COD的浓度, 但无法迁移、转化、输出其分解后的产 物, 又促使浮游藻类生长繁殖, 导致水体中有机质浓度 反弹。物理方法疏挖底泥、机械除藻、增氧曝气、引水冲 淤等, 但往往治标难治本, 而且工程费用较大。 2.3 化学治水方法
化学治理方法主要是采用各种化学药剂, 如加入化学 药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等。常用 化学除藻剂主要有易溶性的铜化合物, 或者螯合铜类物质, 这些化合物对鱼类、水草等生物会产生危害甚至导致死 亡, 具有致癌作用, 而且还可产生不可预测的不良后遗 症。用化学药剂或絮凝剂, 杀灭浮游藻类, 并絮凝沉淀, 虽可一时降低水中浮游藻类密度, 提高水体透明度, 但残 存水体中的藻类残骸未移出, 加速了淤积与分解矿化, 又 形成无机营养盐促进水体中浮游藻类繁殖。化学治理方 法虽可使水质暂时得到改善, 但是易造成二次污染。 2.4 生物处理技术
截污分流, 引水冲污措施, 虽可降低治理水体中污 染物的量, 但将增加接纳污水水体的污染负荷。同时, 原有水体将因为水温的大幅度变化与冲击, 导致生态 系统的破坏, 使水体的自净能力下降。
( 2) 疏浚河床, 清除底泥。在控制外污染源之后, 影 响河流水质的重要因素就是底泥对河流的二次污染。
109
第 29 卷 第 10 期 2006 年 10 月
2 我国河流的综合整治措施
基金项目: 上海市自然科学基金资助项目( 033919457) 作者简介: 黄伟来( 1971- ) , 女, 工程师, 主要研究方向为环境监测与管理, ( 电话) 021- 62951619( 电子信箱) zzfyang@yahoo.com.cn。
2.1 河岸整治 目前, 我国的大多数城市段河流的自我净化及自我
110
上的微生物可对污染物产生吸附分解作用, 使污水流经 种有芦苇的土壤或沙砾床而产生自然净化。芦苇对 SS、 COD 和 BOD 具有较强的作用, 但对氮、磷的去除能力 较弱, 需要其它水生植物的联合作用。如芦苇与茭白混 种, 芦苇的输氧能力较强, 茭白对氮、磷有很强的去除作 用。在具体运用中通常采用: 污水→沉淀→人工湿地→ 生态塘[11]。
( 1) 截污分流与引水冲淤。开展河道清淤、引江水 入城、实施配水工程, 带动市区河道水网循环, 变静态的 水为动态的水, 增强河道自净能力, 增加河道保洁的可 操作性。上海市通过黄浦江上游沿线水闸引黄浦江上游 清水, 经淀浦河东闸东排污水和通过淀浦河沿线和黄浦 江张家塘引水, 经龙华港入黄浦江进行引水冲污。其中 青松片河流的水质改善了20%左右, 淀北片河流的水质 改善了6%~11%。通过“引江济太”工程, 2000~2003年超 过30亿m3的长江水被引入太湖, 对改善太湖水质起到一 定作用, 并带来了治水理念的重大转变。至2004年底, 通 过望虞河引调长江水入太湖流域 65 亿 m3, 太湖水体的 置换周期由原来的 300d 缩短至 250d, 虽使太湖水质有 所改善, 但也导致长江下游水位大幅大幅度下降[4-8]。
相关文档
最新文档