宁波市提升河道水质适用技术探讨

2016-11-21尹慧珊陈永东宁波市水利局浙江宁波315016

浙江水利科技 2016年6期

尹慧珊，陈永东（宁波市水利局，浙江宁波 315016）

宁波市提升河道水质适用技术探讨

尹慧珊，陈永东
（宁波市水利局，浙江宁波 315016）

近年来，宁波市大力推进河道整治工程建设，河道综合环境得到显著改善，但平原河网水质状况仍不容乐观。进一步提高河网水质，改善水生态环境，推进美丽宁波建设，成为水利部门亟需解决的课题。通过调研分析国内河道水质提升技术应用情况，并结合宁波市水利科技相关试点成果，针对不同类型河道推荐相关适用技术。

河道；水质改善；治理技术；宁波市

根据《2014年宁波市水资源公报》，在参评的35个平原河网水质断面中，地表水环境质量达到Ⅱ类、Ⅲ类标准的，仅占参评总数5.8%；Ⅴ类～劣Ⅴ类标准的，占参评总数74.2%。进一步提高河网水质，改善水生态环境，推进美丽宁波建设，成为水利部门亟需解决的课题。

1 河道水质提升技术方法[1]

河道水质提升技术方法分为4类，即物理法、化学法、生物法和综合法。各种方法应用效果不一，适用性也各有不同。①物理法：利用物理作用，分离水体污染物，或通过物理过程营造抑藻环境。适用于封闭或缓流的水体。②化学法：利用化学反应的作用，分离回收水体污染物质，或通过化学过程创造抑藻杀藻条件的技术方法。适用于有限水域应急处理。③生物法：利用生物的代谢作用，使水体与底泥中呈溶解状、胶体状的污染物质转化为稳定的无害物质或通过生物过程创造除藻条件的技术方法。适用于水质稍好，能满足生物存活的水域。④综合法：利用物理、化学、生物的综合作用，使水体与底泥中呈溶解状、胶体状与悬浮状的污染物质转化为稳定的无害物质，或通过物理、化学与生物的综合过程，创造除藻条件的技术方法。适用于水体污染较严重，单一技术难以发挥明显作用的水域。

2 宁波市河道水质提升技术试点应用情况

2014年6月，宁波市水利局联合水利部科技推广中心举办了水生态技术交流会，引进EPSB微生物综合水污染治理技术、EHBR强化耦合生物膜技术、超磁分离技术和复合硅酸铝水处理等4项技术，在慈溪市乌山前江和新庵江水质提升中开展了应用试点。其中乌山前江采用了EPSB微生物综合水污染治理技术、EHBR强化耦合生物膜技术和超磁分离技术3种技术组合工艺（即综合法）；新庵江采用复合硅酸铝水处理技术。

2.1 河道治理效果分析[2]

乌山前江治理前水体浑浊，呈灰黄色，感官指标差。治理后, 从感官角度而言，治理后水质通透度、颜色等直观感受较治理前有很大程度改善，与附近同类河道相比，污泥上翻现象也得到了有效控制，前后对比见图1。

图1 乌山前江治理前后对比图

新庵江治理前受沿岸居民区及企事业单位生活污水污染，水质混浊，水体透明度低。治理后，水质较之前清澈，水体透明度明显提高，前后对比见图2。

图2 新庵江治理前后对比图

根据检测水质数据，水体治理效果比较明显，各项指标均有明显的变化，水体透明度、溶解氧上升，总磷、氨氮、高锰酸盐指数下降明显，水体透明度和高锰酸盐指数均达到黑臭河道整治验收合格标准。

2.1.1 溶解氧含量

治理前，水体中的溶解氧比较低，2015年1月份治理后，溶解氧明显上升，甚至达到景观用水标准。溶解氧含量变化趋势见图3。

图3 乌山前江治理前后溶解氧的变化趋势图

2.1.2 氨氮含量

2015年1月份，治理前乌山前江（乌山路桥）氨氮为9.720 mg/L，乌山前江（金山路桥）氨氮为12.350 mg/L。治理后乌山前江（乌山路桥）氨氮为8.570 mg/L，降幅为11.8%；乌山前江（金山路桥）氨氮为5.410 mg/L，降幅达56.2%（见图4）。

图4 乌山前江治理前后氨氮变化趋势图

2.1.3 总磷含量

2015年1月份，乌山前江治理前（乌山路桥）总磷为0.810 mg/L、乌山前江（金山路桥）总磷为1.060 mg/L。治理后，乌山前江（乌山路桥）总磷为0.685 mg/L，降幅达15.4%；乌山前江（金山路桥）1月份总磷为0.504 mg/L，降幅达52.1%（见图5）。

图5 乌山前江治理前后总磷含量变化趋势图

2.2.4 透明度

2015年1月份治理开始，透明度上升明显，到3月份，透明度达到治理过程中的最高点，之后，透明度稍有下降。但2条河道透明度均大于20 cm（见图6 ～ 7）。

图6 乌山前江治理后透明度变化趋势图

图7 新庵江治理后透明度的变化趋势图

2.2 试点总结

治理1 a来，无论是从感官角度还是通过水质检测，均表明3种治水技术组合实现了乌山前江河道水体不黑不臭、水面不油不污较理想的黑臭处理效果。新庵江水质透明度明显提升，对这4项河道水处理技术试点效果分别总结如下：

（1）EPSB特效微生物技术侧重于底泥污染治理和削减底泥，抑制底泥中厌细菌的生物活性和群落数量，阻止厌氧反应及其产生的水体黑臭和气泡翻浆现象，除COD、氨氮及除黑能力强，无能耗，持续性较好，但见效相对较慢；

（2）EHBR强化耦合生物膜反应器技术专注于水体治理，曝气效率高，同时具有厌氧和好氧作用，去除COD和氨氮能力强，综合工程投资较少，能耗低，持续性较好，但见效相对较慢；

（3）超磁分离技术利用超磁分离机产生的高强磁场，实现磁性絮团与水体的快速分离，使水体在河道内自然形成循环，可快速清除水体的悬浮污染物和总磷，但能耗高，持续性稍差；

（4）复合硅酸铝水处理剂技术能有效消除河道黒臭，从而提高水体的自净能力，但该技术必须在完成截污工作后方能展开，否则可持续性较不理想。

3 宁波市城市内河及上海水质提升技术情况

3.1 宁波市城市内河水质维护技术

宁波市内河处对市主城区内河经过近10 a的治理，特别是2009 — 2011年的全面治理，取得了较好的效果，城区内河水质较治理前有了明显的提升。因此到宁波市内河处开展河道水质提升技术调研。主要水质维护技术有：

（1）微纳气泡气液分散系统与推流曝气机相结合的工艺。微纳气泡气液分散系统可产生大量微纳米级的气泡，为水体高效充氧，促进好氧微生物对污染物的降解；推流曝气机将微纳气泡推送至更远的距离，提高了充氧效率。

（2）高效有益菌生物修复与曝气组合工艺。该工艺通过管道向水中曝气，提高水体溶解氧，同时投加培养的高效菌群，通过菌群的好氧作用，降解水体中的污染物。

（3）模块式微生物循环驯化结合推流曝气技术。通过对高效微生物进行培养、驯化，并引入河底的生物发生器中，通过推流曝气机增加水体的溶解氧含量，通过生化、循环等过程，在短时间内降解水体中的污染物，并持续维持水质治理效果。

（4）推流曝气、微生物膜、浮岛水生植物净化和锁磷剂相结合的工艺。在治理过程中，微生物附着于人工水草、生物栅及浮岛填料的表面，形成生物膜，实现对污染物的降解；推流曝气可向水中充氧，促进水体流动，从而提高微生物的降解效率；浮岛中的水生植物可吸收多种污染物；锁磷剂可迅速、高效、持久地降低可溶性磷酸盐，抑制水华的发生。

治理后城中村河道消除了季节性黑臭，各河道夏季水华现象得到了明显抑制。对比治理前后，高锰酸盐指数下降54%，总氮下降24%，透明度提高至18 cm。尤其是微纳气泡气液分散系统与推流曝气机相结合的工艺，对内河水质改善效果显著。

3.2 上海市湖泊、河道水质提升技术

3.2.1 项目概况

通过对水质提升技术应用效果较好的上海之鱼、束家湾河道等水质提升项目开展调研。

3.2.1.1 “上海之鱼”景观水系生态净化工程

总水面积54万m2，水深0.5 ～ 5.0 m，集中湖面，金鱼形状，自然土底。应用水生去富营养技术，水生森林技术等，水质处理后由劣V类达II类～ III类，透明度达到1.2 ～ 2.0 m，清澈见底。河道进入湖泊水质见图8，湖泊内水质见图9。

图8 河道进入湖泊水质图

图9 湖泊内水质图

3.2.1.2 束家湾河道生态修复工程

束家湾河道属轻污染河道，长约900.0 m，平均水深2.0 m，应用构建水生态系统+生态水景观赏区域构建技术，水质由劣V类净化为IV类水，水体透明度1.2 m以上（见图10）。

图10 束家湾河道治理效果图

3.2.2 主要应用技术概况

工程主要应用了水生森林/水生草皮构建技术和人工生态系统集成去水体富营养化技术。

（1）水生森林/水生草皮构建技术。沉水植物有效吸收水体氮磷营养物质，净化水质，抑制藻类生长，改善环境，为水生动物提供空间生态位置，增加生物多样性和系统稳定性，提高水生态系统自净能力。

（2）人工生态系统集成去水体富营养化技术。以生态平衡为原则，通过人工构建或调整生态系统，使水生动物、水生植物、微生物之间构成具备高效净化的食物链，实现以鱼保水、种草净水、微生态系统调控的全方位景观水体生态系统。

4 宁波市河道水质提升适用技术探讨

通过试点及调查研究，要提升河道水质，截污是前提，治理是手段，同时还需坚持河道长效管理。

4.1 适用于黑臭河道水质提升的技术

针对黑臭河道需采用综合法治理，单一技术效果不是很明显，推荐EPSB特效微生物技术、EHBR强化耦合生物膜反应器技术、复合硅酸铝水处理剂技术、微纳气泡气液分散系统与推流曝气机相结合这4项技术进行有针对性的组合。其中：EPSB特效微生物技术能抑制水体和水底的厌氧反应，消除水体黑臭，具有投资省、工程量小、无能耗、无二次污染等特点；EHBR强化耦合生物膜反应器技术曝气效率高（氧气利用率50%以上），单位体积曝气膜面积大，能耗低；单一反应器内实现硝化和反硝化，效率高。复合硅酸铝水处理剂技术能有效消除水体黑臭，提高水体自净能力。微纳气泡气液分散系统与推流曝气机相结合技术从微纳气泡气液分散系统可产生大量微纳米级的气泡，为水体高效充氧，促进好氧微生物对污染物的降解；推流曝气机将微纳气泡推送至更远的距离，提高了充氧效率。

4.2 适用于V类及以上水质河道水质提升的技术

已实现截污纳管且河道水质稍好的河道采取生物法治理，推荐人工生态系统集成去水体富营养化技术，即采取调控措施实现水体原位自净并保持水质长期稳定。

4.3 适用于应急性河道水质提升的技术

应急性河道采用物理法，推荐超磁分离技术，在污染河道旁放置“移动式超磁分离水体净化设备”经过3 ～ 5 min的混凝搅拌后在混凝系统的后段生成以磁种作为“核”的磁性絮体，实现磁性絮团与水体的快速分离。原污染的水体已经变得清澈透明无味再排入河道，干净的水体直接回到河道的另一端，使水体在河道内自然形成循环。