城市黑臭河道综合治理技术的应用研究

刘骏

摘要：本文介绍了目前黑臭河道常用的单一治理技术，并在此基础上提出了综合治理技术，并在成都市鹿溪河上游黑臭河道治理中得到成功运用，工程治理完工后，河道水质明显改善，对我国城市黑臭河道的治理具有较好的借鉴作用。

关键词：黑臭河道；生态水环境；综合治理技术

城市河道不仅为城市增添了一道亮丽独特的风景线，而且还是都市文化无形 的代言人之一，起着继承文化、延续历史和发展文明的重要作用。然而，随着我国社会经济的快速发展，尤其是城镇工业和人口的迅速发展，污废水和污染物排放量有了显著的增长，而城市河流一直被人们视为城市废水和生活污水的主要排污通道和场所，过度的污染直接引起了水体的富营养化，甚至导致水体发黑发臭，形成黑臭水，完全丧失使用功能、影响景观以及人类生活和健康。目前，黑臭河道治理技术应用较多的如截污纳管、底泥疏浚、曝气增氧、微生物载体、生态浮岛、微生物菌劑、水生植物、水生动物等一种或两种技术措施的应用，虽在黑臭河道整治过程中取得了一定效果，但往往存在水质净化效率低、治理效果不理想等问题，因而综合治理技术的应用势必将成为今后黑臭河道治理的发展趋势。

1黑臭河道单一治理技术

1.1截污纳管

整治城市黑臭河道的首要就是外源截污，对生活污水、工业废水及畜禽养殖废水等等入河污水进行截流治理，从源头减少入河排污量。截污是保证河流水环境长期良好的前提，只有将污染物拒之于河道之外，让河道生态环境处于自然平衡的状态之下，才能保证河道水环境和河道不被破坏。

1.2底泥清淤

底泥清淤是黑臭河道污染治理中普遍采用的措施之一，可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率，进而解决内源释放而造成的二次污染问题，并为后续的生物技术介入创造出良好的生态条件。底泥清淤的方式主要有排干清淤、水下清淤、环保清淤等方式，其中，环保清淤是最有效的清淤方式，可保证有效的清淤深度和位置，并进行有效的二次污染防治。

1.3曝气增氧

河水中溶解氧的含量是反映水体污染状态的一个重要指标，受污染水体溶解氧浓度变化的过程反映了河流的自净过程。河道曝气增氧是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流的水质。在河道治理中，曝气增氧主要有微孔曝气、射流曝气、喷泉曝气等几种形式。

1.4微生物载体

微生物载体是实施河道污染水质净化的生物手段，在水体治理中具有广泛适用性，具有维护管理成本低，构造简单，操作容易等特点，有利于削减水库内源污染，改善水质，促进河道水体物质循环和生态循环的形成。在治理工程中，通过应用微生物载体，可以取得良好的效果，其附着生物主要有细菌、藻类、原生动物和轮虫等微生物，在应用时对悬浮颗粒物（SS）有很好的降解作用、水体的透明度显著提高。在河道治理中，微生物载体一般采用弹性填料、组合填料和碳素纤维生态草。

1.5生态浮岛

生态浮岛是利用生态工学原理，降解水中的COD、氮和磷的含量，它以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷。生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体富营养化现象，它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。采用生态浮岛对河道进行水质改善是一种经济而有效的途径，目前在国内经济发达地区已经被广泛应用。

1.6微生物菌剂

微生物菌剂是生物修复法的一种，在工业污水生活污水以及其他一些污水的治理中均有应用。在黑臭河道的治理上，可通过向上覆水或底泥中投加微生物菌剂达到黑臭水体修复的目的。投加的微生物菌剂可以是外来菌剂，也可以是对河道水体原有菌种富集培养后的土著微生物菌剂。微生物菌剂法作为一种成本相对较低的原位修复技术在黑臭河道的治理中已有较多应用和研究。目前在河道治理中常用的微生物产品主要是对自然界中普遍存在的具有特殊作用的一些微生物进行发酵生产的，主要有光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌和酵母菌等。但在运用过程中，微生物种类相对单一、使用配比没有针对性或设计菌群功能没有系统性等，造成菌群功能单一或不能发挥理想效果。

1.7水生植物

水生植物不但能吸收、净化水体中的污染物质，而且能减少河道淤泥中的营养盐再释放，同时还能抑制藻类的生长，并为水生动物提供繁育栖息的场所。沉水植物为水生生物提供了生存环境、对增加水体空间生态位、抑制生物性和非生物性悬浮物、吸收水体中的污染物、改善水下光照和溶解氧条件、改善水质等具有重要作用。沉水植物作为水体生态系统中水和底质两大营养库之间的有机接合部位，对水体生态系统的生物生产力结构与功能的稳定起着至关重要的作用。河道治理工程中，常用的主要有以下沉水植物有苦草、黑藻、竹叶眼子菜、微齿眼子菜、篦齿眼子菜等。

1.8水生动物

黑臭河道治理过程中除了利用水生植物对河道水体进行净化外，可通过投放螺蚌、滤食型鱼类等完善生态系统食物网链。一方面，水生动物可有效地去除了植物表面的附生生物覆盖层、解决的植物的光照限制及其与浮生藻类的营养盐竞争等有害影响，促进了水生植物的生长；另一方面，可有效的控制浮游植物的数量，增加了系统稳定性和调控效果。

1.9其他技术

目前，黑臭河道治理技术种类繁多，入引水稀释、化学药剂、一体化设备等，但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、安全性和长效性”等原则。

2黑臭河道综合治理技术

由于黑臭河道的污染成因较为复杂，而且水体内的有害物质存在多样性，加之每种治理技术均有其各自的适用性，所以在治理技术选择上，单一的治理技术很难达到良好的治理效果，因此，黑臭河道的治理需要根据河道污染情况来采取综合性的技术进行治理，科学合理地进行技术组合，遵循“源头削减、过程控制、系统治理”的污染削除原则，提出因河施策、分段治理、分期实施的系统治理思路，最终实现河道清洁、河水清澈、河岸美丽。

2.1应用案例-成都市鹿溪河上游工程

鹿溪河属都江堰水系府河左岸支流，流经龙泉驿区及双流区六个乡镇，发源于成都市龙泉驿区长松山西坡王家湾，鹿溪河全长74.6km，流域面积684km2，本工程位于成都市双流区兴隆镇境内，兴隆湖入湖口坝址以上，水域总面积约65万m2，区间河道全长7.0km，平均比降0.155%。由于鹿溪河长期受河道两侧违规排放生活污水、生产废水、甚至部分工业废水影响，加之近年来鹿溪河附近大量建筑物、道路基础设施建设，河道被硬化、渠化等，导致鹿溪河水质常年处于Ⅴ类～劣Ⅴ类，总氮、总磷、氨氮浓度较高，总体水质情况较差。此外，河道水土流失严重、导致河床淤积，生物多样性差，导致生态环境和水环境的恶化。2017年，鹿溪河上游区段实施了水生态环境治理工程，采用了综合治理技术措施，主要包括沿线截污纳管、初期雨水截留、河道底泥清淤、曝气增氧、微生物载体、微生物菌剂、生态浮岛、水生植物、水生动物等措施。

第一阶段主要是对河道周边生活污水等点源污染进行截污纳管措施，同时实施初期雨水截留，降低进入河流水体氮磷等营养盐含量、有机物含量及总固体悬浮物含量等。此外，对存在底泥污染严重的河流区段采取底泥生态清淤措施，加快底泥污染物的去除。

第二阶段主要是在完成截污纳管、初期雨水截留、底泥清淤的基础上，在河道实施按照布设喷泉曝气增氧设备，增加水体溶解氧，并在部分河道安装布设微生物载体，同时定期投加微生物菌剂，促进微生物在微生物载体上快速挂膜，提高微生物的净化效率，调节并改善河道水质，提高水体透明度，为沉水植物的生长打下坚实的基础。工程实施过程中，在水体透明度明显提升的基础上，分阶段实施了沉水植物种植，利用沉水植物为水生生物提供了生存环境、对增加水体空间生态位、抑制生物性和非生物性悬浮物、吸收水体中的污染物、改善水下光照和溶解氧条件、改善水质。此外，在河道部分区段的近岸带，布设了生态浮岛，生态浮岛下部同样悬挂微生物载体，利用生态浮岛上部挺水植物和下部微生物载体的共同作用，有效去除水体中的污染物。

工程完工后，鹿溪河生态系统进入优化调整期，优化调整期间，主要是对河道水质进行监测分析，以及观测沉水植物的生长情况，曝气设备等运行情况，并根据水质情况分阶段投放水生动物，完善食物网链，增强系统的稳定性，提高河道水体自净化能力。鹿溪河生态系统优化调整完成后，河道黑臭问题彻底解决，水体透明度高，水面感官良好，水质明显得到了改善，河道功能基本得到恢复。

2.2水质监测分析

成都市鹿溪河上游水生态环境治理工程完工后，在系统优化调整期间选取了4个监测断面对污染物去除效果进行分析，主要监测指标为氨氮（NH3-N）、化学需氧量（CODcr）、总磷（TP），监测点位如下图：

2.3结果分析

从上述水质监测结果中可以看出，4个监测点位的中氨氮（NH3-N）、化学需氧量（CODcr）、总磷（TP）基本达到地表水Ⅳ类水质标准，部分时间段内水质质量甚至优于Ⅲ类水质标准。由此可以看出，成都市鹿溪河上游经过水生态环境的整治及水生态系统优化调整，河道污染物浓度明显降低，水质较工程实施前明显得到了改善，表面利用综合治理技术对黑臭河道进行治理效率更高，且净化效果好。

通过对鹿溪河上游實施水生态环境整治，实现了黑臭河道水质改善和生态恢复，优化调整期间，基本形成了稳定的自然河道生态系统，实现鹿溪河上游河道清洁、河水清澈、河岸美丽的目标。由此可以看出，黑臭河道的整治应该根据河道的实际情况，分别对各个污染源针对性的选择适宜的技术，使污染得到有效的截留或削减，最终才能够达到预期的水质目标。此外，河道水生态系统及水质的改善是一个长期的工程，需要建立完善的管理制度，加强对污染源头的管理和水面的养护，巩固河道整治成效，避免前治理后污染的恶性循环局面。

3结语

黑臭河道整治是一个复杂的系统性的工程，单一的治理技术措施无法解决所有污染源，且净化效率低，因此，只有根据河道的实际情况，分析各种污染源的污染情况，针对各自的污染源选用适宜的治理技术，科学组合，因地制宜，才能够彻底解决河道的黑臭问题，并且做到长期稳定有效。

（作者单位：四川省川建勘察设计院）