楊金龍

（廣州市綠化有限公司，廣東 廣州 510440）

1 綜合治理的必要性

疊滘龍船賽作為佛山市的非遺項目，自明代興起，到清代興盛，至今已有500 多年歷史，現(xiàn)已成為具有全國影響力的網(wǎng)紅賽事。近年來，由于多種原因，疊滘片區(qū)內(nèi)的各河涌生態(tài)系統(tǒng)脆弱，河道兩岸植被覆蓋率低，水質惡化，水面垃圾漂浮，河道水體渾濁，透明度低。2019 年6 月，疊滘區(qū)水質的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明疊滘區(qū)河涌水體全部屬于劣Ⅴ類，河涌已達到輕度黑臭標準的占63%，27 個監(jiān)測點位上，氨氮全部超標，總磷超標24 個，溶解氧不足17 個。其中四大賽區(qū)賽道水質均屬黑臭水體，主要影響因子為溶解氧，部分時段氨氮也有超標，水質長期在劣Ⅴ類及輕度黑臭之間，嚴重影響了龍船賽事的舉行以及文化的傳播，周圍居民居住環(huán)境質量也因此有所下降，該地區(qū)水環(huán)境的綜合治理已迫在眉睫。

在國務院“水十條”發(fā)布后，全國各地開始大力整治城市黑臭水體[1]。

黑臭水體是水體有機污染的一種極端現(xiàn)象，泛指呈黑色或泛黑色、異味嚴重的水體[2]。為有效改善水體生態(tài)，保護生境多樣性，營造良好的生態(tài)環(huán)境，消除城鎮(zhèn)河道黑臭，需要探索構建出一種經(jīng)濟、高效、實用的組合型生態(tài)修復體系[3]。

2 污染源控制

要想保證綜合治理的效果，首先，分析導致黑臭水體污染的內(nèi)在根源：①水生態(tài)自凈化體系被破壞。②排入水域的污染物負荷量太大[4]。其次，根據(jù)調查結果采取相應的控制措施。

2.1 外源控污工程

疊滘片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀管網(wǎng)基本屬于合流制截污，未實施雨污分流，雨季時部分生活污水與雨水一同排入河涌，對水體有較大的影響；而且小型污水處理裝置服務范圍內(nèi)部分水量未接入，導致生活污水就近排至河涌。該片區(qū)共約408 個排口（含雨污合流的拍門和雨水口），其中雨污合流排口約占60%。

疊滘片區(qū)現(xiàn)存有一定范圍的工業(yè)區(qū)及零散的工業(yè)企業(yè)，片區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)涵蓋涉及表面處理（酸洗）的金屬加工制造企業(yè)、紡織制衣、家具建材、汽車制造貿(mào)易等。現(xiàn)階段，疊滘片區(qū)內(nèi)重點工業(yè)廢水排放企業(yè)主要有7 家，總廢水排放量為66.5m3/d，排放前已經(jīng)過預處理，但污染物含量還是較高，依然會對河道水質造成影響。

疊滘片區(qū)的補水來源于三圣河，五勝河、佛山涌和佛山水道，這四條河除佛山涌桂城段達到了Ⅳ類水標準，其他三條來水均為劣Ⅴ類，氨氮為超標因子，區(qū)域缺少優(yōu)質水源補充，水質易受來水水質及水量的影響。

綜合以上因素，本項目外源污染主要來自生活污水及支流污染，對其漏排的管網(wǎng)要進行截污納管，本項目外源控污工程作為本次整治的配套工程已提前開展，使得控制整治范圍內(nèi)河段的相關排口實現(xiàn)旱天無外流，并將雨天外流污染物總量降低到可控范圍內(nèi)。

2.2 內(nèi)源控污工程

內(nèi)源污染主要包括底泥污染和垃圾入河兩個部分。

現(xiàn)場初步觀察，大部分河道存在底泥淤積情況，厚度約20～50cm，底泥呈黑色。部分河道黑色泥皮上翻現(xiàn)象嚴重。據(jù)了解，存在定期輪疏制度，但老舊護岸無法進行干式清淤影響清淤效果，導致河道底泥污染未能得到有效控制。區(qū)域水深較淺，稍大的水力攪動、環(huán)境變化都可能帶來底泥的上翻，底泥污染釋放影響明顯，如圖1 所示。

圖1 底泥上翻

底泥是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，底泥吸附和微生物降解是河道污染物遷移和轉化的主要形式，底泥對河道自凈功能起著不可替代的作用，污水排入河到后，水中的部分污染物將通過沉淀或者被顆粒物吸附而蓄積在底泥中，其中大量耗氧有機污染物質降解使得底泥溶解氧大量消耗，形成厭氧環(huán)境，有機污染物繼續(xù)厭氧降解，生成氨、硫化氫、硫醇、硫醚、有機胺和有機酸等惡臭物質，導致河道劣Ⅴ類的產(chǎn)生。因此，底泥是河道劣Ⅴ類治理中不可忽視的內(nèi)源污染，一般采用底泥疏浚的技術進行治理。本項目采取分段干床清挖徹底去除底泥污染。

垃圾入河，在底泥徹底清理放水后，加強日常的河面垃圾打撈，防止水質被污染。

3 生態(tài)修復措施

3.1 人工水草

人工水草是新型的生態(tài)處理材料，將其設置在河涌底部，黑臭水體與其接觸后，大量微生物附著在其表面形成生物膜，降解水體中的污染物。本項目在非賽道區(qū)域河道底部，鋪設辮帶式人工水草填料6500m2（帶浮球，密度10 根/m2）。

（1）利用人工水草進行河水凈化，是基于河水原有的自凈作用進行生物凈化的方法。人工水草表面積大，其表面可以附著大量微生物，從而提高分解水中污染物質的能力。

（2）在人工水草的中心附近，大量微生物消耗水中溶解氧，產(chǎn)生局部厭氧環(huán)境，其中的厭氧微生物可以去除水中的硝酸性氮類，達到脫氮效果。

（3）這些微生物也成為環(huán)形蟲或水蚯蚓的食物，最終也被魚類捕食掉，通過這樣的食物鏈可以抑制污泥的發(fā)生。

3.2 生物石

底質改性生物石是利用生物活化專利技術加工的新型產(chǎn)品，成分為天然粒塊（粉煤灰加工粒塊、天然礦石、鋼渣粒塊等）及顆粒、粉體，可通過單體或按比例的混合體綜合對底質抑制改性，從而起到對上部水質凈化的作用。首先施用細粒料使其部分滲入河床內(nèi)部，快速作用以穩(wěn)定底泥。粉料隨細料一同入水，與污染河水混合捕捉水中懸浮物，將其沉入水底并凈化處理。粗料隨后鋪于上層，既能進一步抑制底泥污染物，又能快速并持久提升底層水體的ORP，凈化水質，構建良好的生態(tài)環(huán)境。

生物石主要作用如下。

（1）抑制和吸收硫化氫的產(chǎn)生。淤泥中最主要的污染成分是硫化氫，人造石有吸附硫化氫的能力。因為提高了環(huán)境的pH，既改變了大量生成硫化氫的酸性環(huán)境，又抑制了硫化氫的產(chǎn)生，長期而穩(wěn)定。

（2）抑制和吸收氨氮磷酸鹽等營養(yǎng)鹽的溶出。生物人造石對磷和氨氮有長期而有效的抑制和吸收功效。

（3）促進硅藻類（水生植物）的生長。此生物人造石中會慢慢溶出水草等硅藻類植物所需的硅酸，能夠促進水底水草等的生長，恢復水底的生態(tài)環(huán)境。

（4）形成良好的生物膜。因生物人造石體本身含有高效微生物菌群，能夠促進微生物生存繁殖及水生植物生長，同時粒間的空隙多而大，結合曝氣措施，能夠讓內(nèi)部保持一個良好的好氧環(huán)境，從而生物人造石能進一步促使原生生物類、原生動物類等生物鏈的形成。本項目在底泥徹底清理后，鋪設生物石原位穩(wěn)定消解措施面積15350m2，生物石體積約2302m3。

3.3 曝氣增氧

河涌水體中的溶解氧對水質及其變化起著決定性作用，通過分析計算，水體中的溶解氧平衡是反映有機污染的重要指標。當大量有機物排入河流，由于有機物被好氧微生物氧化分解，水體中的溶解氧將急速下降形成缺氧狀態(tài)，當水中的溶解氧耗盡，有機物又被厭氧微生物分解，發(fā)生腐敗現(xiàn)象，產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨等氣體，使得水體黑臭。由此可見，一定濃度的溶解氧是天然水體自我凈化并維持生態(tài)平衡的基礎。

目前，四大賽區(qū)內(nèi)河段溶解氧整體偏低，低于Ⅴ類水標準2mg/L，水體溶解氧缺乏，水體長期處于兼氧及厭氧狀態(tài)，水生生物受到影響。對于該現(xiàn)狀，需采取曝氣增氧措施。

結合本項目中龍船賽區(qū)河道窄小、水深較淺、兩岸居民密度高距離近的現(xiàn)狀，排除需要在水體表面設置且曝氣效率較低的涌浪和噴泉曝氣方式，排除占地相對更高、外觀相對突兀的鼓風曝氣方式；擬采用微納米曝氣作為曝氣增氧設備。微納米氣泡發(fā)生器因充氧效率高，氣泡在水體中滯留時間長，對污水處理效果好，且其中的推流式微納米氣泡發(fā)生器設備可在河道內(nèi)貼岸設置，占用河道空間最小等特點是最符合本項目現(xiàn)狀的曝氣方式。該設備對河道上進行充氧曝氣后，微納米氣泡不會增大，基本不上浮。存活時間長，具有表面積大，高界面活性、帶能帶電等特殊的理化特性，與水的接觸面積極大，溶氧率極高。在設定的水位釋放大量微納氣泡散布到水中每一角落，氧利用可達50%以上。本類型設備應用純物理方法產(chǎn)生氣泡水，不添加任何化學物質，耗電量與普通曝氣裝置電耗比可以降到1/5，節(jié)能效果明顯。

本項目在各個河涌節(jié)點位置設置19 套微納米曝氣機，并安裝自動啟停裝置，每天定時曝氣，增加水體溶解氧，改善水質。

3.4 生態(tài)護岸改造

通過對工藝對比結果及其現(xiàn)狀條件考慮，本次項目中賽區(qū)河道窄且直立硬質河岸，年代久遠、部分岸段穩(wěn)定性存疑，周邊岸帶缺少擴展空間，不適應進行大規(guī)模顛覆性的護岸結構改造，而壘土生態(tài)護岸不需要對護岸的基本形態(tài)進行改造且改造后生態(tài)、景觀性提升效果明顯，所以本次選取新型壘土護岸技術對部分具備條件的岸段嘗試進行護岸生態(tài)修復，面積約400m2。

生態(tài)型壘土護岸，壘土模塊在不影響河道駁岸結構安全情況下配合壘土工藝構件，可實現(xiàn)裝配式立體或坡度種植植物，壘土具有很強的吸附功能，能夠有效吸附水中的N、P、K 以及重金屬等有害物質，可在美觀河道兩岸景觀同時，又能真正意義上恢復河道駁岸自然生態(tài)。

4 運行維護及水質應急處理

通過本項目的綜合治理，消除疊滘龍船賽區(qū)水體淤泥堵塞、黑臭現(xiàn)象，改善現(xiàn)有河道生態(tài)脆弱現(xiàn)狀，建設生態(tài)河道，初步形成新的河道水生態(tài)系統(tǒng)，河道水質提升，河道自凈能力大幅提高。但由于疊滘河涌水環(huán)境污染特殊性，需要持續(xù)對不斷進入河道的污染物進行治理，削減入河污染物，提升水質。因此，本著從根本上改善疊滘河涌水環(huán)境目的，需要對疊滘賽區(qū)河涌水環(huán)境進行持續(xù)有效的水環(huán)境維護。

運行維護內(nèi)容主要包括巡查打撈水面垃圾，壘土護岸植物定期維護，曝氣設備巡查維護，重大活動創(chuàng)建和檢查期間水質應急處理。

雨季汛期時往往會有大量污染物排入河涌，待水位恢復正常后，增加曝氣時間，并投放水質凈化劑，主要成分為天然沸石、高嶺石、膨潤土粉末，應急治理時，加水，用汽油泵均勻噴灑到水面，可在2h 內(nèi)完成應急治理，水色恢復正常。

5 治理成效

以下是完工養(yǎng)護一年后，東勝涌的水質與治理前的對比，如表1 所示。

表1 東勝涌水質對照

6 結語

黑臭水體治理是一項復雜的系統(tǒng)工程，需根據(jù)項目所處位置、水源情況等綜合因素，系統(tǒng)分析污染成因，制定針對性方案[5]。本項目施工完成后，養(yǎng)護期為3 年，在此期間，多次抽查水質，全部指標均優(yōu)于Ⅴ類水標準。由此可知，本項目采取的以生物石為核心的綜合治理措施對黑臭水體的修復有顯著效果，值得推行。