城市河道水质改善技术浅探

刘占洲 周伟明

（无锡市惠山区水利农机局，江苏 无锡 214174）

0 引言

当前，全国669 个城市中，有400多个城市供水不足，其中有110 个城市严重缺水，工业排放和城市生活污水的不断增加，造成水环境污染严重，使原本就短缺的水资源形势更加严峻，城市水污染已经成为当前水污染严峻形势的主导因素，如果得不到有效控制，将会带来水资源枯竭的危险，从而导致我国社会经济的发展难以为继。

1 水质现状

城市水环境是城市生态环境的重要组成部分，也是市民休闲娱乐、维护城市生态平衡的重要载体。近年来，随着国民经济快速增长，环境保护工作投入日益增多，并取得了较大进展，但水环境严峻形势总体上仍没有得到根本扭转。主要原因可归结为污染物排放量超过水环境承载能力，致使河道水污染，湖泊富营养化，生态破坏严重，生物多样性减少，生态系统功能退化，从而严重制约了经济社会发展，危害人民健康，影响社会和环境安全。因此，加强水生态环境保护，修复受损的水生态系统，成为促进水资源可持续利用、生态环境良性循环和经济社会可持续发展的重要任务之一。

2 问题分析

我国大多数城市属于综合性城市，即居住、商贸、工业等多种区域混杂在一起，所以我国城市水污染主要是由人类活动产生的污染物造成的，主要包括工业污染源、农业污染源和生活污染源三大部分［1］。

工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水为城市水域的重要污染源，具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。

农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中：一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高；二是农药、化肥含量高。污染物随着水土流失进入水体，极易引起藻类以及其他生物异常繁殖，使得水体透明度和溶解氧产生变化，从而导致水质恶化。

生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多，易引起水体富营养化。

3 水质改善技术

大自然在长期发展变化过程中具有自净能力，因此自然界可以持续发展。当人类活动所造成的污染超出自然界本身的修复能力时，生态环境就遭到破坏。水体质量改善技术就是按照自然界的自身规律使水体恢复自我修复功能，并强化水体的自净能力，修复被破坏的水体生态环境［2］。

3.1 截污治污

即将原先直接排入水体的污水收集起来，通过污水管网系统输送到污水厂处理后再排放［3］，其目的是削减排入受纳水体的污染物总量，为进一步净化水质创造条件。如：武汉东湖的水果湖水域，在污水截流后，湖水中BOD5、TP、TN、SS 逐年上升的趋势得到遏制，污染物总量逐年下降，水中溶解氧上升，湖区水环境得到明显改善。主要截污方案有：完善市政污水管网配套、提升泵站，小区通过雨污分流形成完整的污水收集处理系统；无条件接管的区域建设分散式污水收集控截装置；大力、有效地开展农业面源污染拦截工程。截污治污是城市水质改善最关键的措施。

3.2 清淤

河道底泥中含有大量的有机物、氮、磷、重金属等污染物质［4］。一方面，当底泥厌氧发酵时，会使水体黑臭；另一方面，在泥水交接面会存在水中污染物沉积于底泥和底泥中污染物向水体中解析扩散的动态平衡。因此，清除水底淤泥，不仅可削减水体内源性污染物的释放量，同时还可达到增大库容的目的。对于富营养化河道来说，将富含营养物的底泥层清除可控制藻类的生长。在清淤过程中，应合理确定淤泥的清除量，一般不宜将污泥全部清除，以免把大量的底栖生物、水生植物同时清出水体，破坏现有的生物链系统。

3.3 调水稀释法

用较清洁的水稀释或完全替换污染较严重的水，以降低水体中的污染物浓度［5］。在富营养化的河道水域中，换水去除藻类的速度应大于藻类的生长速度。一般认为，每天冲入河道较清洁水的体积宜大于其库容的10%～15%。当然，由于存在污染物向下游转移的问题，故所换水的受纳水体须具有足够的环境容量方可采用该方法。

3.4 河道水体曝气

河道曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在很多国家被优先采用。英国的Thames，德国的Rwhr 与Saar，澳大利亚的Swan 和美国的Homewood 等河流就先后利用河道曝气技术改善河流的水质。目前，河道曝气技术在我国水环境质量综合治理中尚不多见［6］，但近年来在一些大中城市已经进行了一定规模的河道人工曝气复氧试验，如：北京的清河环境改善工程、上海的苏州河河道曝气复氧工程、上澳塘和新泾港的曝气工程试验、重庆的桃花溪曝气措施等。主要的曝气技术有曝气机曝气增氧技术、跌水曝气增氧技术、微纳米曝气技术等，每种技术都有其各自的特点，具体可以根据实际情况选择。

3.5 水力循环

水力循环的目的是使原本静止的水体产生缓慢的流动，实现水量水质的交换，为净化处理提供必要的基础；同时，可以通过水力推动设施提供水流表面复氧，提高水体的自净能力。确定水力循环方案的基本原则是利用原有河道或者塘的水面形状，在隐蔽处设置机械推动装置，使水体定向循环流动，控制水流速度以推流方式缓流徐进。

3.6 地下渗滤系统

地下渗滤系统是一种就地污水处理技术，它是将污水有控制地投配到具有一定构造、距地面有一定深度和具有良好扩散性能的土壤中，使污水在土壤毛管浸润和渗滤作用下向周围扩散，并在土壤中的微生物、植物以及土壤的物理、化学综合作用下得到净化。该技术由于利用了土壤的自然净化能力，因而具有基建投资低、运转费用少、操作管理简便等优点，同时还能够利用污水中的N、P 等水肥资源［7］。随着水资源短缺形势的日益严峻，对污水进行回用和对一定污染的河湖水进行处理的研究不断开展，在日本、韩国、美国、新西兰和西欧等国家，地下渗滤系统的研究和应用越来越受到重视。地下渗滤系统大致有三大种类：

（1）土壤渗滤沟。渗滤沟可由布水管、散水管、集水管、受皿、滤料、特殊土壤、防水层等组成。将经过预处理的污水排入埋在地下的渗滤沟中，在浸润、渗透和扩散作用下，污水向土壤中慢慢地扩散并在一系列的物理、化学和生物作用下得到分解。

（2）毛管渗滤系统。系统的下部为不透水层，可以防止污水直接下渗污染地下水；不透水层上面是砾石层，起承托渗滤层和使污水均匀分布的作用，内设进水布水管；砾石层上面是特殊渗滤层。污水通过土壤毛管作用，缓慢地由砾石层进入特殊土壤层，在这层土壤层内，聚集着大量的微生物及微型动物，在需氧微生物和厌氧微生物的作用下，污水中的有机物被吸附、降解，土壤中大量的原生动物和后生动物又以微生物为食料，伸入土层中的植物根系则吸收污水中的N、P 等无机养分，作为其生长所需要的营养。因此，该系统基本上是一个生态系统，通过植物、土壤、微生物间复杂而相互联系的作用，最终将污水净化。

（3）把利用土壤天然净化的工艺和人工净化工艺结合起来，可以提高系统的处理负荷和便于进行人工控制，但显然会增加处理成本，目前有土壤式沉淀池、厌氧消化——沉淀——土壤渗滤一元化构筑物、接触曝气——土壤净化复合式处理系统、土壤式污泥浓缩池和地下渗滤场等。

4 结语

城市水体质量改善技术不仅要体现技术的有效性、畅销性、生态相容性，更要考虑技术的景观协调性、技术的经济性等。改善污染水体水质的策略是削减水体中的污染物总量，通过物理、化学和生物等方法，控制水体外源性和内源性污染物的排入量，人工强化水体自身的净化能力，以降低水体中污染物的浓度，提高溶解氧浓度，恢复水生生物的多样性。同时，应加强对水生态系统的保护，减少人为破坏，做到预防为主。

［1］毛益飞，朱培梁，吴红梅.城市河道水环境现状分析及改善措施探讨［J］.浙江水利水电专科学校学报，2009，1（21）：65-67.

［2］赵丰，黄民生，戴兴春.当前水环境污染现状分析与生态修复技术初探［J］.上海化工，2008，3（7）：27-30.

［3］毛威敏.城市中小河道截污主要方式和工程实例［J］.中国市政工程，2009，6（143）：45-46.

［4］曹承进，陈振楼，王军，等.城市黑臭河道底泥生态疏浚技术进展［J］.华东师范大学学报（自然科学版），2011（1）：32-40.

［5］杜晓舜，王春树.上海市引清调水工作研究［J］.水资源保护，2006，22（3）：92-94.

［6］孙从军，张明旭.河道曝气技术在河流污染治理中的应用［J］.工程与技术，2001（4）：12-15.

［7］郑向勇，严立，王崇，等.地下渗滤污水处理系统的工艺类型［J］.中国给水排水，2006，22（6）：11-14.