城市河道水质提升及生态修复技术

张付爽

【摘  要】随着经济法发展，城市河流污染严重，水质不断恶化，针对河道水体生态系统现状和治理目标，以生态学和生态修复学原理为指导，采用物理拦截技术、生态透水坝技术、点位复氧曝气技术、活性生态净化技术、生态浮岛技术的综合治理的工程技术进行水环境改善和生态系统修复技术有助于实现水质改善和河流生态修复的目标。

【关键词】水体污染;水质提升;生态修复

引言

城市河流是城市景观中一个开放的、与市民生活环境紧密联系，且复杂、流动的生态系统。城市河流对外源污染具有一定的自我净化恢复能力，由于经济发展、人口增加，数量众多的沿岸居民的生产生活对城市河流水质造成巨大影响，致使城市河网水体的水环境功能不断退化和丧失，富营养化问题的突出，日益加剧的水污染，不仅丧失了作为城市景观的功能，反而成为城市负担，危害人民的生活质量以及水体生态系统，影响城市的可持续发展。因此防治城市水体富营养化、水体黑臭、去功能化已是城市社会经济和生态环境建设的一项迫切需求。

1.河道水质提升及生态修复技术介绍

目前国内外对消除河流黑臭、水体水质治理与维护的方法大致可以归类为物理法、化学法、生物-生态法等处理技术。

物理处理技术包括控源截污、内源清理、清淤疏浚等技术，因工程量和一次性投资较大，工程实施难度大，加之雨季疏浚要求等难以实施。

化学处理技术包括絮凝沉淀和化学氧化法，该方法可以一定程度的改善水体黑臭现象，但容易破壞水体本身生态系统，造成不可逆修复，同时药剂投加量较大，成本较高，且该方法引入大量金属离子，易引起水体二次污染。

生态修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物，从而使受污染环境能够部分或完全地恢复到原初状态的生物措施。但生物选择性较强，需要成熟的菌剂及土著激活培养，而同时具备环境友好、生态节能的优点，是最具发展前景的主体修复技术。

针对河道水体生态系统现状和治理目标，以生态学和生态修复学原理为指导，建立河道的水生态系统是长期维持水质的根本，采用综合治理的工程技术进行水环境改善和生态系统修复已经得到越来越广泛的共识，故治理的方案主要考虑采用物理拦截技术、生态透水坝技术、点位复氧曝气技术、活性生态净化技术、生态浮岛技术的技术组合。

1.1物理拦截技术

物理拦截技术主要采用物理拦截带拦截河面漂浮的垃圾、生物残体以及水面的蓝藻，人工定期清理拦截带内的杂物，防治水生植物、岸带植物和落叶等季节性的水体内源污染物，物理拦截带可随着水位涨落而自动升降，即可消除引起河道水体黑臭的一大部分污染物。

1.2生态透水坝

生态透水坝通过控制着水的渗流速度，在上游进行蓄水，使之水位上升到一定的程度，上游水由于水力停留时间增长，水中污染物在物理沉降、自然降解、水生生物吸收的作用下，得以降低，由此净化了水质。除此之外，生态透水坝本身就可以净化水质，其本身净化水质的原理在于物理过滤、植物吸收和微生物降解。

1.3点位曝气充氧技术

污染严重的河流水体由于耗氧量大于水体的自然复氧量，溶解氧很低，甚至处于缺氧（或厌氧）状态。向处于缺氧（或厌氧）状态的河道进行人工充氧（此过程称为河道曝气复氧），在氧的作用下，H2S、FeS、NH3 等物质被氧化成 Fe（OH）3、N2 等化学性质稳定的物质。可以增强河流的自净能力、改善水质，改善或恢复河流的生态环境。因此，向处于缺氧（或厌氧）状态的河流中进行曝气复氧可以补充河流中过量消耗的溶解氧、增强水体的自净能力，有助于加快黑臭、感官性差等状态的河流恢复到正常的水生态系统。

1.4活性生态净化技术

活性生态净化技术的工作原理是投放微生物菌种，针对不同的有机物和腐殖质进行消除，淤泥被就地分解成为水和二氧化碳。达到水中无淤泥的效果，自动调节水中新陈代谢，无需额外养分补给和生化调整，不破坏环境，对鱼虾没有副作用。在污水中不易发生“DNA”蜕变。最后的目标就是水变清，并且无毒无害，对人的身体健康没有任何影响。

选育高效菌株制成为微生物复合制剂处理污染水体。其过程以酶促反应为基础，通过生物体内产生的具有催化功能的特殊蛋白质作为催化剂，净化污水、分解淤泥、消除恶臭。

活性生态净化技术这种方法比较经济，既减少清污费用，又缩短了工期，主要优点是能迅速提高污染介质中的微生物浓度，并可望在短期内提高污染物的生物降解速率，另外生物反应通常条件温和，投资省、费用少、消耗低，而且效果好、过程稳定、操作简便。其缺点是要保持良好的水体改善效果，需根据水体变化情况，不断投加，可作为水体生态修复过程中的辅助措施。

1.5生态浮床技术

生态浮床技术是通过植物在生长过程中对水体中氮、磷等植物必需元素的吸收利用，及其植物根系和浮床基质等对水体中悬浮物的吸附作用，富集水体中的有害物质，与此同时，植物根系释出大量能降解有机物的分泌物，从而加速有机污染物的分解，随着部分水质指标的改善，尤其是溶解氧的大幅度增加，为好氧微生物的大量繁殖创造了条件，再通过微生物对有机污染物、营养物质的进一步分解，使水质得到进一步改善，最终通过收获植物体的形式，将氮、磷等营养物质以及吸附积累在植物体内和根系表面的污染物搬离水体，使水体中的污染物大幅度减少，水质得到改善，从而为高等水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件，为最终修复水生态系统提供可能。

2.结语

针对污染的城市河道，采用物理和生态修复综合技术，修复被污染水体的生物链，重建水体生态系统，构建水体生态平衡，消除水体黑臭，长期保持河道清澈、洁净。通过采用该组合技术，形成适合河道生态修复的适宜原位水质净化处理技术，将有助于实现水质改善和河流生态修复的目标。

物理和生物修复综合组合技术充分考虑河道特征、水文情势、堤防布置、河道景观等因素，结合河流水环境特征，突破河道断面构建技术、河道生态水力模拟技术，河道形态和河床形态优化技术，形成适宜的河道水流形态和多样化的生物栖息地环境，构建切实可行的生态河道构建关键技术，促进河流水环境整体改善和水生态系统恢复。

同时，该组合技术将有效性、适用性、经济性和长效性相统一，提出纳污河流生态修复技术体系，为形成河流水环境治理与生态修复的完整技术体系和整体解决方案提供技术支撑，生态水质净化为主导，通过多级水质净化程序实现河道内污水净化，对纳污河道水环境质量整体改善和城市河流生态系统修复有显著效果。推动河流水生态恢复、水质改善，促进流域水环境保护和水生态系统建设。

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