劉占洲 周偉明

（無錫市惠山區(qū)水利農(nóng)機(jī)局，江蘇 無錫 214174）

0 引言

當(dāng)前，全國669 個(gè)城市中，有400多個(gè)城市供水不足，其中有110 個(gè)城市嚴(yán)重缺水，工業(yè)排放和城市生活污水的不斷增加，造成水環(huán)境污染嚴(yán)重，使原本就短缺的水資源形勢更加嚴(yán)峻，城市水污染已經(jīng)成為當(dāng)前水污染嚴(yán)峻形勢的主導(dǎo)因素，如果得不到有效控制，將會(huì)帶來水資源枯竭的危險(xiǎn)，從而導(dǎo)致我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展難以為繼。

1 水質(zhì)現(xiàn)狀

城市水環(huán)境是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，也是市民休閑娛樂、維護(hù)城市生態(tài)平衡的重要載體。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)快速增長，環(huán)境保護(hù)工作投入日益增多，并取得了較大進(jìn)展，但水環(huán)境嚴(yán)峻形勢總體上仍沒有得到根本扭轉(zhuǎn)。主要原因可歸結(jié)為污染物排放量超過水環(huán)境承載能力，致使河道水污染，湖泊富營養(yǎng)化，生態(tài)破壞嚴(yán)重，生物多樣性減少，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，從而嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，危害人民健康，影響社會(huì)和環(huán)境安全。因此，加強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)，修復(fù)受損的水生態(tài)系統(tǒng)，成為促進(jìn)水資源可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一。

2 問題分析

我國大多數(shù)城市屬于綜合性城市，即居住、商貿(mào)、工業(yè)等多種區(qū)域混雜在一起，所以我國城市水污染主要是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物造成的，主要包括工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源三大部分［1］。

工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。工業(yè)廢水為城市水域的重要污染源，具有量大、面廣、成分復(fù)雜、毒性大、不易凈化、難處理等特點(diǎn)。

農(nóng)業(yè)污染源包括牲畜糞便、農(nóng)藥、化肥等。農(nóng)藥污水中：一是有機(jī)質(zhì)、植物營養(yǎng)物及病原微生物含量高；二是農(nóng)藥、化肥含量高。污染物隨著水土流失進(jìn)入水體，極易引起藻類以及其他生物異常繁殖，使得水體透明度和溶解氧產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

生活污染源主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，多為無毒的無機(jī)鹽類，生活污水中含氮、磷、硫多，致病細(xì)菌多，易引起水體富營養(yǎng)化。

3 水質(zhì)改善技術(shù)

大自然在長期發(fā)展變化過程中具有自凈能力，因此自然界可以持續(xù)發(fā)展。當(dāng)人類活動(dòng)所造成的污染超出自然界本身的修復(fù)能力時(shí)，生態(tài)環(huán)境就遭到破壞。水體質(zhì)量改善技術(shù)就是按照自然界的自身規(guī)律使水體恢復(fù)自我修復(fù)功能，并強(qiáng)化水體的自凈能力，修復(fù)被破壞的水體生態(tài)環(huán)境［2］。

3.1 截污治污

即將原先直接排入水體的污水收集起來，通過污水管網(wǎng)系統(tǒng)輸送到污水廠處理后再排放［3］，其目的是削減排入受納水體的污染物總量，為進(jìn)一步凈化水質(zhì)創(chuàng)造條件。如：武漢東湖的水果湖水域，在污水截流后，湖水中BOD5、TP、TN、SS 逐年上升的趨勢得到遏制，污染物總量逐年下降，水中溶解氧上升，湖區(qū)水環(huán)境得到明顯改善。主要截污方案有：完善市政污水管網(wǎng)配套、提升泵站，小區(qū)通過雨污分流形成完整的污水收集處理系統(tǒng)；無條件接管的區(qū)域建設(shè)分散式污水收集控截裝置；大力、有效地開展農(nóng)業(yè)面源污染攔截工程。截污治污是城市水質(zhì)改善最關(guān)鍵的措施。

3.2 清淤

河道底泥中含有大量的有機(jī)物、氮、磷、重金屬等污染物質(zhì)［4］。一方面，當(dāng)?shù)啄鄥捬醢l(fā)酵時(shí)，會(huì)使水體黑臭；另一方面，在泥水交接面會(huì)存在水中污染物沉積于底泥和底泥中污染物向水體中解析擴(kuò)散的動(dòng)態(tài)平衡。因此，清除水底淤泥，不僅可削減水體內(nèi)源性污染物的釋放量，同時(shí)還可達(dá)到增大庫容的目的。對(duì)于富營養(yǎng)化河道來說，將富含營養(yǎng)物的底泥層清除可控制藻類的生長。在清淤過程中，應(yīng)合理確定淤泥的清除量，一般不宜將污泥全部清除，以免把大量的底棲生物、水生植物同時(shí)清出水體，破壞現(xiàn)有的生物鏈系統(tǒng)。

3.3 調(diào)水稀釋法

用較清潔的水稀釋或完全替換污染較嚴(yán)重的水，以降低水體中的污染物濃度［5］。在富營養(yǎng)化的河道水域中，換水去除藻類的速度應(yīng)大于藻類的生長速度。一般認(rèn)為，每天沖入河道較清潔水的體積宜大于其庫容的10%～15%。當(dāng)然，由于存在污染物向下游轉(zhuǎn)移的問題，故所換水的受納水體須具有足夠的環(huán)境容量方可采用該方法。

3.4 河道水體曝氣

河道曝氣技術(shù)作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術(shù)，在很多國家被優(yōu)先采用。英國的Thames，德國的Rwhr 與Saar，澳大利亞的Swan 和美國的Homewood 等河流就先后利用河道曝氣技術(shù)改善河流的水質(zhì)。目前，河道曝氣技術(shù)在我國水環(huán)境質(zhì)量綜合治理中尚不多見［6］，但近年來在一些大中城市已經(jīng)進(jìn)行了一定規(guī)模的河道人工曝氣復(fù)氧試驗(yàn)，如：北京的清河環(huán)境改善工程、上海的蘇州河河道曝氣復(fù)氧工程、上澳塘和新涇港的曝氣工程試驗(yàn)、重慶的桃花溪曝氣措施等。主要的曝氣技術(shù)有曝氣機(jī)曝氣增氧技術(shù)、跌水曝氣增氧技術(shù)、微納米曝氣技術(shù)等，每種技術(shù)都有其各自的特點(diǎn)，具體可以根據(jù)實(shí)際情況選擇。

3.5 水力循環(huán)

水力循環(huán)的目的是使原本靜止的水體產(chǎn)生緩慢的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水量水質(zhì)的交換，為凈化處理提供必要的基礎(chǔ)；同時(shí)，可以通過水力推動(dòng)設(shè)施提供水流表面復(fù)氧，提高水體的自凈能力。確定水力循環(huán)方案的基本原則是利用原有河道或者塘的水面形狀，在隱蔽處設(shè)置機(jī)械推動(dòng)裝置，使水體定向循環(huán)流動(dòng)，控制水流速度以推流方式緩流徐進(jìn)。

3.6 地下滲濾系統(tǒng)

地下滲濾系統(tǒng)是一種就地污水處理技術(shù)，它是將污水有控制地投配到具有一定構(gòu)造、距地面有一定深度和具有良好擴(kuò)散性能的土壤中，使污水在土壤毛管浸潤和滲濾作用下向周圍擴(kuò)散，并在土壤中的微生物、植物以及土壤的物理、化學(xué)綜合作用下得到凈化。該技術(shù)由于利用了土壤的自然凈化能力，因而具有基建投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、操作管理簡便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠利用污水中的N、P 等水肥資源［7］。隨著水資源短缺形勢的日益嚴(yán)峻，對(duì)污水進(jìn)行回用和對(duì)一定污染的河湖水進(jìn)行處理的研究不斷開展，在日本、韓國、美國、新西蘭和西歐等國家，地下滲濾系統(tǒng)的研究和應(yīng)用越來越受到重視。地下滲濾系統(tǒng)大致有三大種類：

（1）土壤滲濾溝。滲濾溝可由布水管、散水管、集水管、受皿、濾料、特殊土壤、防水層等組成。將經(jīng)過預(yù)處理的污水排入埋在地下的滲濾溝中，在浸潤、滲透和擴(kuò)散作用下，污水向土壤中慢慢地?cái)U(kuò)散并在一系列的物理、化學(xué)和生物作用下得到分解。

（2）毛管滲濾系統(tǒng)。系統(tǒng)的下部為不透水層，可以防止污水直接下滲污染地下水；不透水層上面是礫石層，起承托滲濾層和使污水均勻分布的作用，內(nèi)設(shè)進(jìn)水布水管；礫石層上面是特殊滲濾層。污水通過土壤毛管作用，緩慢地由礫石層進(jìn)入特殊土壤層，在這層土壤層內(nèi)，聚集著大量的微生物及微型動(dòng)物，在需氧微生物和厭氧微生物的作用下，污水中的有機(jī)物被吸附、降解，土壤中大量的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物又以微生物為食料，伸入土層中的植物根系則吸收污水中的N、P 等無機(jī)養(yǎng)分，作為其生長所需要的營養(yǎng)。因此，該系統(tǒng)基本上是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，通過植物、土壤、微生物間復(fù)雜而相互聯(lián)系的作用，最終將污水凈化。

（3）把利用土壤天然凈化的工藝和人工凈化工藝結(jié)合起來，可以提高系統(tǒng)的處理負(fù)荷和便于進(jìn)行人工控制，但顯然會(huì)增加處理成本，目前有土壤式沉淀池、厭氧消化——沉淀——土壤滲濾一元化構(gòu)筑物、接觸曝氣——土壤凈化復(fù)合式處理系統(tǒng)、土壤式污泥濃縮池和地下滲濾場等。

4 結(jié)語

城市水體質(zhì)量改善技術(shù)不僅要體現(xiàn)技術(shù)的有效性、暢銷性、生態(tài)相容性，更要考慮技術(shù)的景觀協(xié)調(diào)性、技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性等。改善污染水體水質(zhì)的策略是削減水體中的污染物總量，通過物理、化學(xué)和生物等方法，控制水體外源性和內(nèi)源性污染物的排入量，人工強(qiáng)化水體自身的凈化能力，以降低水體中污染物的濃度，提高溶解氧濃度，恢復(fù)水生生物的多樣性。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，減少人為破壞，做到預(yù)防為主。

［1］毛益飛，朱培梁，吳紅梅.城市河道水環(huán)境現(xiàn)狀分析及改善措施探討［J］.浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2009，1（21）：65-67.

［2］趙豐，黃民生，戴興春.當(dāng)前水環(huán)境污染現(xiàn)狀分析與生態(tài)修復(fù)技術(shù)初探［J］.上?；ぃ?008，3（7）：27-30.

［3］毛威敏.城市中小河道截污主要方式和工程實(shí)例［J］.中國市政工程，2009，6（143）：45-46.

［4］曹承進(jìn)，陳振樓，王軍，等.城市黑臭河道底泥生態(tài)疏浚技術(shù)進(jìn)展［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（1）：32-40.

［5］杜曉舜，王春樹.上海市引清調(diào)水工作研究［J］.水資源保護(hù)，2006，22（3）：92-94.

［6］孫從軍，張明旭.河道曝氣技術(shù)在河流污染治理中的應(yīng)用［J］.工程與技術(shù)，2001（4）：12-15.

［7］鄭向勇，嚴(yán)立，王崇，等.地下滲濾污水處理系統(tǒng)的工藝類型［J］.中國給水排水，2006，22（6）：11-14.