城市河道水环境生态治理方案分析

陈庆芳

（苏州市环科环保技术发展有限公司，江苏 苏州 215000）

为进一步提高xx 河道水环境质量，完善水生态系统结构，增强水环境抵御污染物侵蚀的功能，实施水处理项目已成为地区生态环境治理的重要举措。所以，xx 河的生态处理项目不仅对地区的防汛和排水产生了重要的作用，而且还会对整个城市的水环境质量产生直接的影响。

1 河道生态及污染现状分析

1.1 驳岸情况

整体的河道是由硬的直立的堤坝组成的，河道的长度在10～13 m 之间，河道的两侧是硬化的，而在河道的两侧则是大约3 m 宽的土壤，从硬的堤坝一直延伸到堤的顶端，被划分成了一块区域，用来进行景观绿化。

1.1.1 闸坝运行状态

在xx 河与环城河道的交界处，设一台电气翻板闸门，见图1 所示。只有在排水季节才能打开，平时都是紧闭的，以调节XX 河的水位。

图1 电动翻板闸

1.1.2 底质及水生植物现状

河道底部为3 m 左右的粘土河道，河道两边为坚硬河道，不存在泥沙沉积；河流中没有生长着大量的水生植物和动物。

1.1.3 河道水位数据

在恢复了原有的生态环境后，对河流进行了治理，在洪水期间，河流的水位在1.5～2 m 范围内。

1.2 水质现状及分析

当前，xx 河道的水环境质量不高，主要表现为水体浑浊有异味，透明度很低；缺乏水系植物和水生物；在这条河流的两侧，设有许多下水道和雨水管。本组数据为2019 年7 月至12 月在xx 河开展现场取样与监测所得。

表1 2019 年7-12 月xx 河水质监测报告

1.3 周边环境分析

当前和河道周边的农居点、工业企业都已经被拆迁，所以很难找到有大规模污水排放的地方。其中，河流的东部与道路相邻，道路的北部与河流的南部均是新建成的居民点，具有很高的人口密集性。该小区的下水道网络工程还没有完成，建成后可以对居民的生活废水进行截污处理。随着不断改善，居民小区的卫生状况得到了改善。雨水季节，路面、绿地等地面雨水直接排放到河流中。目前，xx 河的水质状况以水外源污染为主，主要特点如下。

一是邻近的居民生活污水排污口；二是空气中的干、湿气沉积物对环境造成的影响；三是由于地面雨水造成的污染；四是沿岸线上的落叶、枯枝等进入水中，引起了环境的严重破坏；五是xx 河水体带入的污染物及其他外源环境因素造成的污染影响。

2 河道水环境生态治理技术选择原则

（1）具有较高的适应性：在可获得的基础上，根据当地的自然环境进行合理的设计，以防止占用和破坏，在技术的选取上要与当地的环境和气候等有关的要素相匹配，以保证技术的可行性。

（2）低投入，低能耗：应根据实际情况，对所选择的过程进行合理的选择，并对过程成本进行有效的控制。因此，必须选用有效的处理方法，以达到节约能源，减少运营成本的目的。

（3）具有长效性，技术稳定可靠：所选用的技术必须具有长效稳定、高效的特性，以防止晒太阳工程项目的发生。

（4）易于操作、管理、便于维修：所选用的设计方法，要符合工程的特征，具有易于养护及水生物多样性调控等优点。

3 设计方案

3.1 设计思路

本工程总体思路是以“高效曝气”+“高效生态浮床”+“水生生态”构建为核心，通过“沉水植物”“投放原生水生动物”“构建高效生态浮床”“改造硬质河床”等方式，来推动河流中沉水植物群落、水生动物群落和微生物群落的形成，从而提升河流生态治理的效果。

3.2 工艺流程

采用新造的xx 河口闸门对河床进行了调控，通过人为放水使其达到了最优的水深后，才能实施后续的工程。如附图2 中所显示的，该工艺过程为以下几个步骤。

图2 项目总体工艺流程图

3.3 技术方案优势

①实现了连续可控的、低能耗的现场修复和净化；②纯天然生态，无二次污染，具有良好的清洁性能；③具有较高的生态效益和较好的景观效果；④易于使用和维修，操作和维修成本较小；⑤施工成本低，投资省。

3.4 工程措施

3.4.1 河床改造

在现有坚硬的河流中，通过在河流中铺设卵石和砂石，为河流中的微生物提供挂膜的媒介，增大河流中的生物与水的界面，并为河流中的鱼类和生物提供了繁衍和休息的空间。

3.4.2 高效微生物菌剂投加

因xx 河河床坚硬，不适合迅速修复，采用添加DLX-Y04 和CSDLX-001 等微生物活性物质，改善河床性质，降低河床的内源污染。投加的细菌主要是针对沉积物进行的，这些细菌主要是为了降解沉积物中的有机物，以及固定在沉积物中的一些难降解的东西，防止沉积物继续对周围的环境造成影响。这一步的加入率大约是3 kg/500 m2。随着以后的质量改变，可以适当地添加。

（1）添加DLX-Y04 和CSDLX-003，以控制河流的黑臭味。针对该处理区域的特征，将经过活化和稀释后的特殊微生物菌剂，喷洒在河水中及河岸上，其剂量大约为3 kg/1 000 m2。当细菌粘附在水中或河岸上时，会将水中释放出的恶臭物质——硫化氢、氨等进行降解。

（2）加入DLX—Y04 和CSDLX—002，以提高河流的通透性，在第一步进行后，将针对水体中的悬浮污染的微生物菌剂均匀地洒在水体中，该菌剂在水体中被活化和增殖后，可将水体中的有机悬浮污染解并转变为无机盐类，沉积到水底及空气排放出水面，从而逐渐地降低水中的色度；水中的无机盐和微小的悬浮物是由污染细菌所产生的一种粘性的物质，如多糖类与细菌结合而产生的。随着时间的推移，水体浑浊程度逐渐下降，1～2 个月后，可见度可以超过0.8 m。这个过程中加入大约3 kg/500 m2，第一次加入48 h后，再加入大约1 kg/500 m2的细菌进行补充。

（3） 通过添加DLX-Y04 和CSDLX-002、CSDLX-003 等生物激活剂，对外部污染物进行了稳定化处理。

在截污工程没有结束之前，在河流治理段的上游，每日有1 200 m2的生活污水汇入到了这个水域之中。因此，可以在治段前方，将活化和稀释后的菌剂，用计量经济学的方法，将其与生活污水一同投入到水体之中，这样就可以维持住在治段前方的微生物的含量，从而提升对水体的处理效果。在封堵工作结束之前，应视实际条件，设立1～2 个投放站，每日需添加2 kg 左右的细菌。

此外，对于治理区域的其他点源污染，还可以在其中加入一些长期的生物粒子，这种细菌能够在下水道中不断地被冲洗，并不断地增殖和释放所需的生物。加入量可依据实际情况而定。

（4）紧急情况。遇到紧急状况，比如有很多的污染涌入，需要在第一时间内，投入配方，并与其他的处理装置（比如曝气系统、循环系统等）进行紧急的应对。

3.4.3 微纳米气泡曝气系统构建工程

该技术是一种基于微纳气泡结构的人工曝气，因其小气泡尺寸、高比表面积、高吸附能力和缓慢上升等特点，在空气浮净水、水体增氧、农业灌溉和污泥处理等方面有着广泛的研究和开发前景。通过对河流进行微纳泡曝气，可以迅速、高效地提高河流中的溶氧量，为河流整体的健康、生态环境的构建奠定了良好的基础。

本项目提出了5 种用于迅速提升河流中O2含量的高效率曝气装置，以及与之相适应的5 种推进式曝气装置，以保证河流整体O2含量保持在一个很高的水平。各有效充氧装置的工作直径均为50 m，两个充氧装置相距250 m。

3.4.4 生物碳纤维浮床配置工程

河流的正常水位只有1.7～2 m，不能适应直立植被的需要。本课题计划在河岸两侧建设1 000 m2的高效率的生态浮床。由于其对水中某些营养物质的吸附和净化能力，使其对河流的美化效果明显。而高效率的生态型填充剂能为菌种的附着提供更大的覆盖范围，使菌种能够更好地发挥菌种的降解作用，达到对水体中有机物的有效降解。在浮床培植中，可选用菖蒲、黄花鸢尾、钱币草等多种水草。

3.4.5 沉水植物配置工程

通过构建以沉水植被为主导的健全水生生态体系，提高河流水环境的净化性能，确保河流的水质达标。目前已选定沉水草、金鱼藻、伊乐藻、紫菜和轮叶黑藻等沉水植被。在种植面积上，以沉水草为主，种植面积为55%，1 000 m2；总共种植了300 m2的金鱼藻类植物，总共种植了300 m2的伊乐藻类植物，总共种植了300 m2的青草类植物，以及种植了轮叶黑藻类植物。

3.4.6 水生动物配置设计

在水生植被种下之后，当系统开始步入到生态优化调整期之后，将按照一定比例投放鱼、虾、螺、贝等水生动物来进行食物链的调整，最终构建出一个充满生机的全生态景观水域，来完成对生态链的健全，进而推动水生态系统的稳定性。在此基础上，结合水域的生态恢复需求，对各鱼类的投喂比率及投喂总量进行了适当的调整。

鱼类（组成食物网）、底栖动物、虾类及滤食性浮游动物等，在水环境中具有重要的作用，对水环境中的自身清洁具有重要作用。

应指出：在整个生态系统内，养殖鱼类的物种与数目有一定的限制，其目的应是为了达到水体的清洁，而非为了装饰性或增加鱼类的生产。锦鲤等受欢迎的观赏性鱼类不能随意饲养。此次计划投放的鱼虾、蜗牛等水生生物主要有：圆棱蜗牛和萝卜蜗牛，还有河贝、青虾，以及一些以肉类为主要食物的鳜鱼、黑鱼等。

3.4.7 全生态系统平衡调节

在早期，由于适宜的环境条件，某种生物会大规模地繁衍，造成单一生物的增长占据主导地位，进而压制其他生物的竞争，致使其他生物的种群数目下降，乃至消失，进而影响到生态系统的稳定。所以，当一个地区的生态体系开始建设时，必须对其进行整体的平衡调控，才能保证其稳定性。

4 总结

文章提出的针对水生态系统缺失的问题，在此基础上，运用多种水生植物和放养多种水生生物，并辅以短期人为的维护和维护，实现水生生物的生态恢复。本项目拟以xx 河为研究对象，利用“高效率曝氧”“高通量”的优势，以“低浓度”为目标，通过“高效率曝气池”+高效率生态浮床+“低浓度”的复合式生物工程技术，来降低污水中的污染物浓度，提升污水的通透性，使污水在短时间内达到良好的处理效果，进而达到稳定的污水处理效果。该项目通过了竣工验收，项目的主要技术参数均达到了设计要求，具有一定的推广价值。