城市河流水污染控制技術(shù)

1、城市河流水污染控制技術(shù)文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : A1 引言伴隨著人類文明的進(jìn)步和社會發(fā)展 , 人們對環(huán)境問題的認(rèn)識 逐漸得到深入 , 人類所擁有的環(huán)境技術(shù)也正經(jīng)歷著不斷發(fā)展提高 的過程。由于城市污水的排入 , 污染了城市河流水質(zhì) , 改變著城市 河流段的自然狀態(tài) , 使這些河流段逐漸消失著自然特性 , 尤其是 消失著河水自然凈化的能力 , 造成城市河流水質(zhì)污染 1 。本文在 分析城市污水河流污染基礎(chǔ)上 , 對于常用的集中河流水污染控制 技術(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。2 城市河流污染成因概述 城市河流被污染一般是指排入河流的污染物超過了水體的 背景值 , 且改變了水體的理化性質(zhì) , 使城市河流的生態(tài)系統(tǒng)和水 體的功能

2、受到破壞 , 從而淪為“城市污染河流”。從社會經(jīng)濟(jì)角 度分析主要原因可以分為 3 類:(1) 城市污水排放總量不斷增長 , 但污水的處理率沒有同步 增加,致使河流遭受嚴(yán)重污染 , 既影響了城市河流的水質(zhì) ,又影響 了城市的景觀 , 破壞了城市的生態(tài)環(huán)境 , 使人們的健康和生活受 到損害。(2) 工業(yè)廢水排放仍是城市河流目前的重要污染源。雖然外資企業(yè)、合資企業(yè)和國有大中型企業(yè)的污水得到了有效治理 , 對 污染嚴(yán)重的工廠采取了關(guān)閉、搬遷等措施 , 但是許多中小型企業(yè) 和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的廢水沒有得到有效治理 , 偷排、漏排的現(xiàn)象時有發(fā) 生 , 甚至對有些國家明確規(guī)定不許排放的有毒有害物質(zhì)仍排放入 河流 ,

3、導(dǎo)致河流污染日趨嚴(yán)重。(3) 隨著郊區(qū)城市化發(fā)展 ,小城鎮(zhèn)的生活污水量急劇增加 , 化 肥、農(nóng)藥的流失量也越來越多 , 而且郊區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展 ,使規(guī) ?；B(yǎng)殖場的糞尿和廢水基本上未經(jīng)處理就直接排入河流 , 成為 日益嚴(yán)重的污染源。3 城市污染河流的常用控制技術(shù) 城市污染河流的常用污染控制技術(shù)按照其性質(zhì)可分為化學(xué) 法、物理法和生物修復(fù)法和生態(tài)恢復(fù)法等等。 其中化學(xué)絮凝技術(shù) 等已經(jīng)在國內(nèi)一些河流水體的治理中得到應(yīng)用 2,3 。3.1 河水化學(xué)處理技術(shù)河水化學(xué)處理技術(shù)包括化學(xué)絮凝、 化學(xué)除藻和重金屬的化學(xué) 固定等 , 化學(xué)處理法的突出特點(diǎn)在于其見效快、 方法簡單 , 在某些 特殊的條件下對受污染

4、嚴(yán)重的城市河流運(yùn)用化學(xué)處理法, 能夠起到控制和緩解污染的作用。(1) 化學(xué)絮凝處理技術(shù)是一種通過投加化學(xué)藥劑 ( 一般為混 凝劑 )去除水體中污染物 ,而達(dá)到改善水質(zhì)的污水處理技術(shù)。 近年 來, 化學(xué)絮凝技術(shù)在強(qiáng)化城市污水一級處理的效果方面得到了廣 泛的研究和應(yīng)用。隨看水體污染的形勢日趨嚴(yán)竣 , 對嚴(yán)重污染的 水體 ( 如黑臭水體的治理 ), 化學(xué)絮凝處理技術(shù)的快速和高效也受到人們的重視。絮凝沉淀對于控制污染河流內(nèi)源磷負(fù)荷 , 特別是河流底泥的 磷釋放 , 有一定的效果。常用藥劑有 :硫酸亞鐵、氛化亞鐵、硫酸 鋁、堿式氯化鋁、明礬、聚丙烯酞胺、聚丙烯酸鈉等?；瘜W(xué)絮凝處理技術(shù)應(yīng)用于污染河水治理一

5、般有2 種: 一種是直接將藥劑投加到水體中改善水質(zhì) ; 第二種是將河水用泵提升至 建于岸邊的構(gòu)筑物中 ,投加藥劑使之發(fā)生絮凝沉淀 , 出水回流至 河道,從而凈化水體。 前者發(fā)揮作用快 , 但有一定局限性。 第二種 應(yīng)用方式實(shí)質(zhì)上就是污染河水的化學(xué)強(qiáng)化一級處理?；瘜W(xué)絮凝技術(shù)具有適應(yīng)天然河道水力及污染物負(fù)荷變化大 的特點(diǎn),特別是去除磷與COD虧染物的效果更明顯,這對減輕我 國南方區(qū)域性河流和湖泊富營養(yǎng)化具有重要應(yīng)用價值。(2) 化學(xué)除藻 , 化學(xué)除藻是控制藻類生長的快速有效方法 , 在 治理湖泊富營養(yǎng)化中已有應(yīng)用?；瘜W(xué)除藻操作簡單 , 可在短時間 內(nèi)取得明顯的除藻效果 , 提高水體透明度 , 其效

6、果可以參考滇池 的應(yīng)用情況。但該法不能將氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)清除出水體 , 不能從 根本上解決水體富營養(yǎng)化。(3) 重金屬的化學(xué)固定。調(diào)高PH值是將重金屬結(jié)合在底泥中 的主要化學(xué)方法，在較高PH環(huán)境下,重金屬會形成硅酸鹽、碳酸 鹽、氫氧化物等難溶性沉淀物。3.2 曝氣復(fù)氧技術(shù)污染嚴(yán)重的河道水體由于耗氧量大于水體的自然復(fù)氧量 , 溶 解氧很低 ,甚至處于缺氧 （或厭氧 ）狀態(tài)。向處于缺氧 （或厭氧 ）狀 態(tài)的河道進(jìn)行人工充氧 （此過程稱為河道曝氣復(fù)氧 ） 以增強(qiáng)河道 的自凈能力 , 改善水質(zhì)、改善或恢復(fù)河道的生態(tài)環(huán)境。其原理是 水體中的溶解氧與黑臭物質(zhì)（如H2S FeS等還原性物質(zhì)）之向發(fā) 生了氧化還

7、原反應(yīng) , 且具有反應(yīng)速率快的特點(diǎn)。河流曝氣技術(shù)般應(yīng)用在以下 2 種情況 : 第一種是在污水截流 管道或其他污水處理設(shè)施建成之前 , 為解決河流水體的嚴(yán)重有機(jī) 污染和黑臭問題而進(jìn)行人工充氧，如德國萊因河支流Emscher河 的人工充氧。 第二種是在已經(jīng)治理過的河道中設(shè)立人工曝氣裝置 作為對付突發(fā)性河流污染 （ 如暴雨溢流、企業(yè)突發(fā)事故排放等 ） 的應(yīng)急措施。 如英國泰晤士河的移動式充氧平臺 （曝氣船） 。河流 曝氣技術(shù)存在消耗較大的缺點(diǎn) , 因此在治理河流時應(yīng)根據(jù)河流水 體的污染實(shí)際情況與財(cái)力狀況選擇合理的處理技術(shù)。3.3 底泥疏浚和綜合調(diào)水（1）底泥疏浚。河流中的沉積物又稱為底泥 , 城市河

8、流的底泥 由于歷年排放的污染物大量聚集 , 稱為內(nèi)污染源。在污染控制達(dá) 到一定程度后 , 底泥的污染將會突顯出來 , 成為與水質(zhì)變化密切 相關(guān)的問題。河流底泥中的污染成分較復(fù)雜 , 主要污染物為重金 屬和有機(jī)污染物等。 疏浚污染底泥意味著將污染物從河道系統(tǒng)中 清除出去 , 可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率 , 尤其能顯著降低內(nèi)源磷負(fù)荷 , 從而改善水質(zhì)。一般不宜將底泥全 部挖除或挖得過深 , 否則可能破壞水生生態(tài)系統(tǒng)。河流底泥疏浚通常使用挖泥船 , 對于枯水期斷流的河流可以利用枯水期清淤。(2) 綜合調(diào)水。綜合調(diào)水是河流污染治理的重要輔助措施 , 通過調(diào)水對河網(wǎng)水流進(jìn)行科學(xué)調(diào)度 ,

9、盡量提高水體流動能力 , 是 改善水質(zhì)的一項(xiàng)有效工程措施。 水資源調(diào)度不同于河網(wǎng)水流調(diào)度 前者主要解決水資源再分配問題 , 后者主要解決平原河網(wǎng)地區(qū)的 水質(zhì)污染和汛期排澇問題 , 調(diào)水的目的是通過水利設(shè)施 ( 如閘門、 泵站)的調(diào)控, 引入污染河道上游或附近的清潔水源 ,改善下游污 染河道水質(zhì)。3.4 河流的生態(tài)恢復(fù)生態(tài)恢復(fù) (ecological restoration)是指通過人為的調(diào)控 ,使受損害的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前的自然狀況 , 恢復(fù)其合理的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)、 高效的系統(tǒng)功能和協(xié)調(diào)的內(nèi)在關(guān)系。 人類對河流兩岸 的過度利用、 污水的大量排放 , 對河流生態(tài)系統(tǒng)形成巨大的干擾 引起生態(tài)系統(tǒng)的

10、退化和損害。一般而言 , 河流生態(tài)恢復(fù)應(yīng)該包括 以下 3 個方面的內(nèi)容 :(1) 恢復(fù)河流環(huán)境 , 河流生態(tài)恢復(fù)要求重建或恢復(fù)己經(jīng)退化 的河流環(huán)境狀況。 河流從上游到下游 , 從河床到河岸 ,都依賴地質(zhì) 地貌、水文氣象等自然環(huán)境條件的變化 , 是河流生態(tài)系統(tǒng)發(fā)。(2) 恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 , 河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括 群落組成、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和季節(jié)結(jié)構(gòu) , 在恢復(fù)計(jì)劃中應(yīng)該 綜合考慮。(3) 維護(hù)和改善流域范圍的生態(tài)和景觀 , 河流生態(tài)恢復(fù)計(jì)劃不僅針對河流本身 , 而應(yīng)該考慮流域的影響和變化。常用河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括以下幾種 :(1) 人工濕地技術(shù)。人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制

11、的、與沼澤地類似的地面 , 這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及地面 有坡度的洼地中 , 由土壤和填料如礫石等混合組成填料床 , 廢水 可以在床體的填料縫隙中流動 ,或在床體的表面流動 , 并在床的 表面種植具有處理性能好、 成活率高、抗水性能強(qiáng)、 成長周期長、 美觀及具有經(jīng)濟(jì)價值的水生植物如蘆葦?shù)?, 形成一個獨(dú)特的生態(tài) 環(huán)境 ,對污水進(jìn)行處理。人工濕地的污染凈化過程涉及物理、化 學(xué)、生物等多方面綜合作用。(2) 植物進(jìn)化技術(shù) , 河水植物凈化技術(shù)主要有浮床植物技術(shù) 該技術(shù)的核心是將植物種植到水體水面上 , 利用植物的生長從污 染水體中吸收利用大量污染物 (主要是氮、磷等營養(yǎng)元素 ) 。(3) 滲流生物膜凈化技術(shù) , 為了強(qiáng)化周叢生物對河水中有機(jī) 污染物的去除作用 ,可以用卵石等作填料 , 在河灘或者河岸構(gòu)筑 滲流生物膜凈化床。 滲流生物膜凈化床因填料材料和粒徑的不同 除了生物降解有機(jī)物外 , 還可能產(chǎn)生物理吸附、沉降、過濾等作 用, 去除懸浮物和氮、磷、重金屬等。(4) 多自然型河流構(gòu)建技術(shù) , 建多自然型河流思路的共同特 點(diǎn)是通過河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù) , 恢復(fù)提高河流的自凈