張瑞芳

(棗莊市水利勘測設(shè)計院, 山東 棗莊 277800)

污染河道治理技術(shù)研究進展

張瑞芳

(棗莊市水利勘測設(shè)計院, 山東 棗莊 277800)

當(dāng)前城市河道污染治理已成為城市建設(shè)的重點環(huán)節(jié)，通過生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)以及光催化技術(shù)相結(jié)合等方式能夠有效改善水質(zhì)，激發(fā)水中各種動植物的生存功能，平衡河道生態(tài)環(huán)境，改善水質(zhì)。

污染河道； 生物法； 化學(xué)方法

由于當(dāng)前我國城市居民污水排放、工業(yè)廢水排放以及第三產(chǎn)業(yè)的污水排放量大幅增加，與城市廢氣、垃圾以及各種大氣降物產(chǎn)生的污染沉降物結(jié)合后進入河道，造成城市河道污染加劇，嚴重威脅居民用水安全。當(dāng)前河道治理的重點在于排澇防洪，治理方式單一，一般都是采用護坡工程治理，這種方式對于河道生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大的負面作用，河坡硬化大大阻礙了河道的自我凈化作用，水中各種動植物無法存活，進而加劇了城市河道污染。要治理城市河道污染，需要采取各種措施，結(jié)合污染實際情況，選擇合適的方式，保護河道生態(tài)平衡，激活水中各種動植物，進而加快河道自我凈化，改善水質(zhì)。

1 生態(tài)生物修復(fù)法

1.1 水生植物修復(fù)

水生植物能夠吸收水體中所含的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及部分重金屬，以此防止水體富營養(yǎng)化。水生植物中的挺水類、漂浮類、浮葉類以及沉水類植物根系還有較多異養(yǎng)微生物寄居，能夠通過同化與異化效果將水中部分有機污染物清除。如水浮蓮、紫萍和鳳眼蓮等漂浮植物能夠清除富營養(yǎng)化水體中的全部氮和磷，使水體中溶解氧含量不斷增加，并抵制各種藻類生長。城市周圍污染河道可以通過簡單裝置與蘆葦相結(jié)合的方式，充分發(fā)揮蘆葦自然凈化功能，建立一個規(guī)模較小而濃度較低的污染河道處理系統(tǒng)。

1.2 水生動物修復(fù)法

水生動物能夠大量吸食水體中所含的各種細菌、藻類以及各種有機碎屑等物質(zhì)，大量降低水體中懸浮物，使水體更加透明。合理配比物種并投放一定數(shù)量的水生動物能夠延長食物鏈，提升凈化效果。要定期打撈各種浮游動物、底棲動物，避免過量繁殖引發(fā)污染問題，同時還能夠清除這些動物所產(chǎn)生的有機質(zhì)及氮磷等物質(zhì)。如蚌、螺類等動物能夠有效凈化富營養(yǎng)化水體，一些河蚌和螺螄等底棲動物能夠凈化富營養(yǎng)化水體中的各種葉綠素a和總蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)。

1.3 生物膜技術(shù)

這種技術(shù)主要是將微生物群體以膜狀形態(tài)附著在某些載體表面上形成一層生物膜，接觸污水后，這些生物膜中的微生物就會對污染水體中的有機物質(zhì)進行吸收以補充營養(yǎng)，同時經(jīng)過同化后凈化污水。這種技術(shù)以礫間接觸及排水溝接觸氧化法為主，生物活性炭填充柱凈化法、伏流凈化法以及薄層流法等發(fā)展也較快。這一方法多以天然材料為主要接觸材料，不僅有效發(fā)揮凈化效果，花費也較低，因此使用效果較好。

1.4 生物修復(fù)技術(shù)

這種技術(shù)是一種工程技術(shù)系統(tǒng)，主要是利用微生物或者其他生物，使水體與土壤中各種有毒有害物質(zhì)能夠降解成為二氧化碳和水、或者其他無毒無害物質(zhì)。一種方法是在污染河道中投放一些培養(yǎng)篩選的微生物菌種，另一種方法是投放微生物促生劑，使河道內(nèi)原有微生物生長速度加快。這種技術(shù)能夠有效清除水體中的黑臭，使水體中溶解氧含量不斷增加，通過原有微生物的生長，不斷擠壓污染物降解產(chǎn)生的各種微生物的生長速度，降低水體中的BOD5以及CODCr指標(biāo)，還能夠使河道中微生物演替為好氧性、高等微生物，增加生物多樣性。

1.5 生物操縱法

這種技術(shù)是通過人為操縱對生態(tài)環(huán)境中的不同生物種類的數(shù)量與密度進行調(diào)節(jié)，使食物鏈中的各種生物通過相互競爭對藻類生長進行抑制。當(dāng)前使用的技術(shù)主要是放養(yǎng)鰱魚、鳙魚等，回收和利用藻類，養(yǎng)殖和收割水生植物等技術(shù)。放養(yǎng)鰱魚和鳙魚等能夠抑制水體中各種水蚤類動物滋生，較好地消除水體中過剩的氮、磷等物質(zhì)?？刂扑w中藍藻和綠藻等浮游藻類的數(shù)量，能有效抑制并緩解水體富營養(yǎng)化趨勢。

1.6 河道曝氣技術(shù)

河道被污染后會大幅降低水體中的含氧量，加劇污染程度。河道曝氣技術(shù)主要作用是應(yīng)對污染河道中的含氧量降低問題，修復(fù)水質(zhì)，其全稱為人工曝氣復(fù)氧技術(shù)，對缺氧或厭氧狀態(tài)中的河道通過人工充氧加強河道自我凈化能力，進而修復(fù)、改善河道水質(zhì)或生態(tài)環(huán)境。一般包括固定式充氧站和浮動式充氧平臺兩種方式。通過人工充氧，水體中氧氣得以恢復(fù)，進而促生水體中的各種微生物，加快微生物的凈化作用，改善水質(zhì)。

1.7 生態(tài)混凝土技術(shù)

利用生態(tài)混凝土技術(shù)為污染河道建立凈化裝置，對污染河道進行預(yù)處理后，再把污染水體向生態(tài)混凝土處理槽中進行導(dǎo)引，處理槽中會通過各種物理、化學(xué)反應(yīng)使污染水體形成一種特殊的生物膜，通過厭氧反應(yīng)后，能夠進一步降低污物，并將其排出處理槽。

1.8 生態(tài)疏浚技術(shù)

河流經(jīng)過城市時，流速會有所降低，造成泥沙沉積問題，這些沉積的泥沙中往往營養(yǎng)物質(zhì)豐富，對微生物生長有良好的促生效果，進而凈化河流。反之，當(dāng)河流泥沙中污染物質(zhì)較多時，就可能會使水體出現(xiàn)二次污染。生態(tài)疏浚技術(shù)主要用于治理這種二次污染河道，使用生態(tài)修復(fù)方法，將生態(tài)環(huán)境和工程技術(shù)有機結(jié)合，通過小工程清理河道污染物。

2 化學(xué)方法

化學(xué)方法主要包括混凝土沉淀、投放化學(xué)殺藻藥劑、投入鐵鹽除磷沉淀劑、投入石灰脫氮以及重金屬化學(xué)固定等技術(shù)。

2.1 化學(xué)混凝土沉淀

化學(xué)混凝土絮凝技術(shù)主要是通過物質(zhì)膠體化學(xué)物質(zhì)凝聚水生物，使水生物在水體底部沉淀或者回收。如使用改性硅藻土作為混凝劑，能夠有效去除COD及磷。這種方法主要作用于水中懸浮物以及膠體性質(zhì)的污染物，對于溶解性污染物效果不佳。通過化學(xué)氧化絮凝技術(shù)，能夠協(xié)同使用氧化技術(shù)與絮凝技術(shù)凈化河道，可以有效去除COD、BOD3、TP等物質(zhì)，使河道水體指標(biāo)達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。由于河道的開放性，估計水量較為困難，也就無法有效控制攪拌強度，工程中不可能像燒杯實驗方法一樣對河水進行均勻的加藥處理，因此，在實際使用過程中需要解決的問題較多。

2.2 投放殺菌滅藻劑

城市河道中會有大量藻類繁殖，既影響美觀，又遮擋陽光，導(dǎo)致水下植物光合作用不順暢，無法釋放氧氣，使水中污染物出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進而惡化水質(zhì)，使水體出現(xiàn)黑臭?；瘜W(xué)滅藻劑有很好的殺藻效果。為了避免水中藻類產(chǎn)生耐藥性，降低滅藻效果，需要不斷縮短投放滅藻劑的間隔時間，加大投放量，更換滅藻劑。這種方法會使環(huán)境污染加劇，并且污染危害性較大，因此，可持續(xù)性很差。

2.3 投放沉磷劑

沉磷劑的種類主要有三氯化鐵、明礬以及硝酸鈣等，投放這些藥劑后，能夠溶合水中的磷，通過絮凝沉淀作用進入底部泥沙中。水底氧氣不足時，底泥中的各種有機物就會出現(xiàn)厭氧分解，產(chǎn)生各種酸性物質(zhì)，并使沉淀的磷再次溶解到水中，因此需要增加一定量的石灰提高磷酸鈣穩(wěn)定性，并且將底泥中的pH值控制在7.0～7.5，進而脫氮。再加入適量硫酸鋁，使底泥表層產(chǎn)生一層污泥層，使底泥中的磷逐漸鈍化。

2.4 重金屬化學(xué)固定技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展迅速，致使城市河道重金屬污染逐漸加重，成為河道污染的主要問題，嚴重威脅用水安全。河道水體中包含的重金屬物質(zhì)通過特定條件能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)化，經(jīng)過轉(zhuǎn)化的重金屬物質(zhì)在淤泥底部固定后，就能夠抑制這些物質(zhì)的釋放，減少環(huán)境影響，平衡河道生態(tài)環(huán)境。重金屬化學(xué)固定技術(shù)就是通過增加河道水體中pH值，轉(zhuǎn)化水體中的重金屬元素，使其轉(zhuǎn)化后在淤泥底部固定。pH值增加的過程中，水體中的重金屬元素轉(zhuǎn)化為硅酸鹽和碳酸鹽等各種不溶于水的物質(zhì)。向水體中投入一定量堿性物質(zhì)，將水體中pH值穩(wěn)定在8左右，就能夠控制這些重金屬物質(zhì)與水相溶。常用堿性物質(zhì)主要有石灰、爐渣以及碳酸鈣等物質(zhì)。投放這些物質(zhì)時，要根據(jù)水體中的pH值以及重金屬種類選擇投放方式，避免投放過量，破壞河道生態(tài)平衡，危害河道污染處理功能，使河道污染加劇。

3 化學(xué)處理和光催化技術(shù)相結(jié)合

化學(xué)處理和光催化技術(shù)的結(jié)合，是基于河道預(yù)處理技術(shù)發(fā)展而來，這種技術(shù)污水處理能力較強。聚合氯化鐵等混凝劑對于污水有明顯的水質(zhì)改善作用，能夠使水質(zhì)達到國家標(biāo)準(zhǔn)。光催化技術(shù)則通過特定波長能夠激發(fā)催化劑，進而使催化劑電子遷移，造成空穴現(xiàn)象，產(chǎn)生能量反應(yīng)。這種催化劑能夠吸附各種自由電子，進而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，再產(chǎn)生各種活性自由基，從而起到改善水質(zhì)的作用，加快污染河道的治理速度。

4 結(jié) 語

綜上所述，污染河道的治理工作有著重要的作用和意義，只有不斷提升治理技術(shù)水平，加強治理技術(shù)的研究，才能有效地達到提高污染河道治理的有效性和科學(xué)性以及可持續(xù)性。

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Research progress of polluted river channel control technique

ZHANG Ruifang

(ZaozhuangWaterConservancySurveyandDesignInstitute,Zaozhuang277800,China)

Currently, urban river pollution control has become the focus link of urban construction. Water quality can be improved effectively through combining biological technology, chemical technology, photocatalytic technology, etc. The survival function of various plants and animals in water can be stimulated, river biological environment can be balanced, and water quality is improved.

polluted river; biological method; chemical method

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.08.022

TV85

A

2096-0131(2017)08- 0077- 03