水环境修复工程中综合治理技术的应用

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年4卷第9期   作者:喻良海
[导读] 随着城市经济的发展,城市人口也不断增多,城区内河道的自然生态空间被一点点侵蚀。
        喻良海
        中电建湖北电力建设有限公司,湖北省武汉市,430070

        摘要:随着城市经济的发展,城市人口也不断增多,城区内河道的自然生态空间被一点点侵蚀。伴随着沿河污水直排、面源污染入河、截污不彻底、污水管网渗漏等现象,使得河道污染日益严重,加之河道护坡硬化,河道生态系统遭受破坏,水体自净能力随之丧失。通过清淤、截污等治理措施只能减缓水质恶化,并不能彻底解决河道污染问题。如果不修复河道的自净能力,为河道建立一定的环境容量,随着污染物的不断累积,河道水质终究会变差。因此,污染河道的治理已成为我国亟待解决的水环境污染问题。
        关键词:水环境修复;综合治理技术;应用
        
        1水污染危害
        (1)人们生命安全受到影响。如果水资源被污染,将会有数量庞大的寄生虫、细菌、病毒存在于水资源中,容易产生大量带有病毒和细菌的昆虫,比如蚊子,假设生活在其周围的人们被其叮咬,则影响人们健康,容易感染登革热、疟疾、黄热病、丝虫病、日本脑炎等疾病,威胁人们生命安全。(2)生物多样性遭到破坏。水环境受到污染后,如果长期不治理,污染更加严重,生态环境一旦改变,会造成很多生物死亡。比如说被污染的河水中会造成大量的鱼虾死亡,还可能出现畸形的鱼虾,严重破坏了生物的多样性。(3)水资源价值降低。没有被污染的河道水资源,具有景观和娱乐的双重功能;如果被污染,会让水资源的这两种功能受到影响,不具有这样的用途。河道遭到污染,附近的生态环境也会遭到破坏,原本可以成为风景的地方也变得破乱不堪。在河道中的大量的有害物体让渔业和农业,以及旅游业受到影响,降低了水资源的价值。
        2水环境修复工程中综合治理技术的应用
        以某黑臭河道为例,针对城市污染河道的水质特征,采取相关措施,为城市污染河道治理提供切实可行的理论依据,为类似工程项目提供参考。
        2.1河道现状分析
        该河道全长约1920m,宽约20m,常水位约3m,河道水环境治理前存在问题包括:(1)该河段岸边部分地区有农作物种植,农药化肥经地表径流流入水体;河道两侧边坡长期未做修整,岸边长满杂草及树木,落叶及残枝进入河道内沉入河底,造成底泥黑臭;河道内杂草未做清理,水草死亡后植物残骸遗留在河道内沉入河底,造成底泥黑臭。(2)河道常年未进行清淤,内源污泥污染较严重,黑臭程度较高;水体流动性较差,水动力不足;断头河,无新鲜干净水源补充。(3)下游相连河道水质较差,河水倒流影响治理段河道水质;上下游落差较大,上游水位低,河床裸露;河道内存在大量排口,存在污水入河现象。对河道现场进行调研,在该河道上、中、下游3个点位分别进行水质采样分析,该河道全段氨氮(5.24~12.44mg/L)、总磷(0.64~2.10mg/L)、COD(46.82~83.86mg/L)。河道基本丧失自净能力,由于沿河存在大量排口,且排口内不断有污染物排入,从上游至下游污染物浓度不断积累,上游河道水质明显优于下游河道水质,根据《城市黑臭水体整治工作指南》,可将该河道判定为黑臭河道。
        2.2综合治理技术
        2.2.1活水补水技术
        该治理河道上游无水源补充,水体流动性较差,在没有降雨或地表径流等外源补给的情况,大多处于静止状态。经多年积累沉淀,河内淤泥深厚,水容量有限,污染物极易在其中积存、水体自净能力很差。为了从根本上解决河道水质问题,需从水动力方面考虑,解决水体流动性问题。水流速度的增加,有利于水体复氧,强化好氧微生物降解,进而达到自净能力及环境容量的目的。要实现水体流动,需借助水利工程设施形成水动力,因此,小范围区域活水设计是必需的。

形成区域活水,既可均衡稀释上下游水体的污染物浓度,又可调活水体增大流速,提高水体的复氧、自净能力,加快水体中污染物的降解,从而达到改善水质的目的。通过在下游河道交汇处设置溢流堰,形成上下游水位差,结合泵站调水,将下游水调往上游,完成水体循环,形成小范围的区域活水。提高水体自净能力,结合水生动植物的改善措施,形成长效持久的流动性生态水环境。
        2.2.2河道清淤技术
        该治理河道常年未经清淤,河道内底泥淤积较厚,现场调研发现,淤泥深度大约为1m,经计算得知,河道内的淤泥存量约30000~35000m3。底泥内源污染物的释放是河道污染的重要因素之一,河道内的底泥不清除必将会导致底泥内的污染物连续不断地释放至河道水体内,进而导致河道水质不稳定。增加河道治理的难度,同时河道淤泥太深必定会导致河道蓄水能力降低,同时影响河道行洪能力。综合考虑以上因素,需要首先对河道进行清淤,减少河道内源污染。
        2.2.3生态系统构建技术
        住房城乡建设部和环境保护部印发的《城市黑臭水体整治工作指南》中提出:“城市黑臭水体整治技术的选择应遵循‘适用性、综合性、经济性、长效性和安全性’等原则”。其中,在“长效性”中指出:“黑臭水体通常具有季节性、易复发等特点,因此整治方案既要满足近期消除黑臭的目标,也要兼顾远期水质进一步改善和水质稳定达标。”要想实现河道的长治久清,就必须让河道有一定的纳污能力和自我修复能力,便需要在河道内构件完整的生态系统。根据当地水生态环境特征向河道内投加本地鱼类、螺蛳等水生动物,并种植沉水植物、挺水植物及浮岛等水生植物,在河道内构建一个完整且立体的生态系统,从而让河道能够承受外来污染的冲击,在污染物进入河道后依靠河道内的生态系统降解污染物,从而达到长治久清的治理目标。
        2.2.4曝气增氧技术
        受污染河道或者黑臭河道的一个重要特点就是溶解氧低,河道处于缺氧或者厌氧的状态,导致河道内的厌氧微生物大量繁殖,河道内的有机物在厌氧微生物的作用下分解,同时产生甲烷、硫化氢发气等带有恶臭气味的气体逸出水面进入大气,造成水体发黑发臭。抑制厌氧微生物的生长,最简单、最快速且行之有效的方式就是曝气增氧技术。综合考虑该河道的形态、水质、水量、景观等方面的因素,在该项目黑臭河道内布设2.2Kw涌泉式曝气机10台,单台设备充氧效率约3.0kg/Kw·h。通过曝气设备对水体进行强化复氧,提升水体溶解氧,迅速减轻水体缺氧状态。同时,增强水体上下循环,提高水体流动性,提升河道底层溶解氧,提高底泥微生物活性,降解污染物。
        3效果分析
        从河道施工前开始持续对河道水质进行跟踪监测,对该治理河道上中下游共布设了三个监测断面,检测指标为NH3-N、TP、COD,NH3-N的检测方法为纳氏试剂分光光度法,TP的检测方法为钼酸铵分光光度法,COD的检测方法为重铬酸盐法。对检测后的数据进行整理可得:将所有治理措施实施完成后,各项指标均有一定程度的上升,与接种中需要投加的营养物质有关。之后各项指标随时间推移不断下降,大约经过两个月左右时间各项指标均达到地表V类水标准。虽然后期数据存在不同程度的波动,但是各项指标均控制在地表V类水标准以内,说明河道已建立完整的生态系统,已具有一定的纳污能力和自我修复能力,达到了“长治久清”的目的。
        4结语
        综合利用各项治理措施,一方面改善了河道的水质,修复了河道的生态系统及自净能力,为河道建立了一定的环境容量;另一方面美化了河道景观,改善了两岸的人居环境。
        参考文献
        [1]水生态修复技术在城市河道污染治理工程中的应用[J].王睿,谭映宇,王震,李亚,任旭锋,徐佳佳.环境与可持续发展.2020(03)
        [2]黑臭河道综合治理技术研究及工程应用进展[J].戴天骄,贾建娜,张凯磊.水道港口.2020(02)
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