多源污染型流域生态治理技术应用浅析

多源污染型流域生态治理技术应用浅析

阎红

陕西渭河生态集团有限公司  陕西  西安  710000

作者简介：

阎红，1979.3.1，女，汉族，陕西西安人，大学本科，学士学位。主要研究方向：渭河生态治理。

摘要：随着我国流域治理工作的深入开展，结合我国多源污染型流域实际情况，提出了一套系统的、整体性的、可持续发展的综合对策。本项目以我国城市群为研究对象，以“水-沉积物-岸坡”多目标为切入点，构建“全方位”、“多层次”的一体化生态修复技术。利用人工湿地、底质改良、生态驳岸和生态浮岛等方法，构建天然生态系统，增强其自身的净化能力。

关键词：流域治理；生态治理；人工湿地；生态浮岛

引言：近几年，实施流域综合治理，已成为促进国民经济和社会发展的重大举措之一。流域治理是一个历史悠久、规模庞大、成因复杂、影响因素多、涉及面广、边界条件复杂的问题，因此，采用单一的管理措施难以达到“标本兼治”的目的。从长远角度来看，要以传统技术为基础，采用生态技术，通过系统性和整体性的方法，来构建自然水体的防护系统，提高水体的净化能力。

1.流域污染成因及特点

1.1 流域污染成因

在经济快速发展的背景下，城市生活垃圾的数量急剧增加，导致城市生活垃圾的大量排放，造成了城市生活垃圾的季节性或整体性的黑臭，最终造成流域污染。

1）碳水化合物（碳水化合物、氨基酸、油脂、蛋白质等）和NH3-N的高负荷排放。由于它的降解，会消耗掉很多的溶氧，使水中的溶氧含量降低；随着厌氧菌的大量繁殖，产生大量的恶臭气体（甲烷、硫化氢和氨氮等），造成了水体的黑臭。

2）内源性沉积物的重悬浮和污染的释放。在酸性和还原性环境下，沉积物中的污染物会被释放出来，而在厌氧性环境下，则会被释放出来，最终污染水体环境。

3）河流水系的水动力较弱。在快速的城镇化过程中，由于河流的破坏和截流，以及缺乏“活水”的处理，使河流的负氧能不断下降。由于人类对河流的过度开采，造成了河道的“沟渠”化和“硬质”化，造成了河流的生态环境恶化，河流的污染积聚，河流的自净性下降[1]。

4）坑塘与河流相通，形成了一片水域的盲区。由于其本身所处的水没有流动性，坑塘中的污染物持续流入和流出，使得它成了河流和沟道系统中的“后援团”。

5）水温的上升导致了水体的热污染。工业高温废水，污水处理厂排出的水，以及向水中排放的生活污水，都会引起当地温度的上升，这样，水中的微生物和藻类就会加快分解有机质和氨氮的速度，加快溶解氧的消耗，使水中的黑臭现象更加严重。

1.2多源污染型流域特点

某河流全长22.4公里，断面宽10-20米，河床面积0.281km2，是一个多源、多污染物的典型流域。随着我国城市化进程的加快，其污染源日趋复杂，水环境质量日趋恶化，水环境质量日趋恶化。

1)从水质污染的角度来看。上游水系和来水不明的排水管、临时设施的排水管、工厂企业排水管和旱厕的排污管等。2)固体物质的污染情况。沿河地区存在生活垃圾和建筑垃圾的淤积。沉积物的污染和浮力较大，特别是在黑臭区，已经形成了一个泥水共污染的恶性循环。3)流动水渠问题。系统没有完全贯通，在主干渠道的中间段出现了淤塞，造成了水流的阻塞。在干旱季节，主干沟道7公里处没有雨水，使主干沟道成为一个季节的半封闭型水体。4)河床问题。河岸坡面的土壤侵蚀比较严重，需要对其进行治理；主干沟道及其相关坑塘水体中生物量较少，存在着明显的生态失衡现象[2]。

2.多源污染型流域治理总体路线

对黑臭水体的形成原因和演化过程，从污染源、水生态功能等角度入手，并结合区域自然环境、水体功能、经济实力等因素，对多源污染型流域展开治理。在此基础上，提出了以“清淤-截污-生态恢复”为主要技术路线，在此基础上，提出了一种综合整治方案。处理流程可分为三个步骤：一是紧急处理，采用现场处理、旁路处理和好氧曝气等方法，迅速地实现对水的净化；第二期是“综合整治期”，以“控源”、“内源”、“生态恢复”为“综合治理”；三是“长效”性治理，是指通过生态修复，实现水环境质量的不断提高，使水环境质量始终处于一个稳定的水平。

3.生态治理技术应用

要从水体、沉积物和岸坡三个角度出发，构建多层次、多层次的一体化的生态处理方案，以提升其处理效能。利用人工湿地、底质改良、生态驳岸和生态浮岛等方法，构建天然生态系统，增强其自身的净化能力。

3.1 人工湿地

人工湿地除了具有净化水质的功能外，还具有作为一个漂浮的移动的园林的特点，它可以通过物理、化学、生物等多种作用，来达到对水的净化。根据不同的供水模式，可以分为3种供水模式。试验结果表明：表层水流、水平潜流、垂直直流三种类型的人工湿地均能达到较好的效果。通常情况下，处理时选择的是更加接近于天然湿地的表面流湿地，主要是通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来实现对污水中的大部分有机污染物的去除。在干渠两岸分布着一些小规模的村镇污水排放口，可以通过截流到岸上的沼泽湿地来实现水质的净化。由于挺水植物生长繁殖迅速，所以在开始阶段的栽植密度不应太大。对于不能以“株”表示的水草，则应依据具体条件，选择合适的栽植密度。

3.2 原位修复

3.2.1 底泥改良

通过对已构建的菌群进行筛选、富集、优化和激活，无需引入外来菌群，实现对水体厌氧环境的高效改造，激活底泥中土著菌群，激活生物链，构建优良的水环境。在基本解决了“黑臭”问题的同时，也避免了由于化学药品的加入所造成的二次污染。

3.2.2 人工增氧

常规的曝气法有两种，一种是吹风法，另一种是机械法。在常规方法中，气泡与水的接触区域较小，溶解氧不足。新型微纳掺气技术相对于传统掺气技术，其比表面积是传统掺气技术的一万多倍，采用气相载流纳微循环掺气技术对水中进行增氧，因为纳米尺度的气泡内部压力更高，比表面更大，从而极大地增强了气-液两相之间的传质性能。这样就能让更多的水泡溶于水中。另外，由于其表面带电，对水体中的微细颗粒物有较好的吸附作用。在以上研究的基础上，研制出10套2.2 kW规模的光电子化微循环曝气系统。

3.2.3 膜曝气生态浮岛

曝气浮岛将水体的净化与景观设计相结合，并与生物/植物单元进行相互渗透，利用植物单元内部的根系及仿根状纤维介体对生物膜的粘附产生协同效应，将仿根状结构与仿根状结构相结合，形成一种新型的功能性微处理体系。在该体系中，由于生态环境的复杂性，存在着大量的生态体系，因此，生态环境中的生态链对生态环境的影响更为显著。水体中的污染物质在进入生物膜后，要么被微生物吸收，转化成微生物，要么被微生物降解，转化成代谢物。曝气浮岛设备是一次安装，经过多年的不断处理，水的质量不断提高，最后达到了自我净化的效果[3]。

3.3 生态驳岸整治

采用植被或植被和土木工程相结合的方法来保护河流边坡。修复后的堤坝具备了天然堤坝的渗透性，在确保了堤坝与水的交换与调控作用的前提下，堤坝的防洪能力和景观效应均得到了提高。利用蜂窝网箱对损毁河堤的局部景观节点进行修复，通过蜂窝网箱的平面展开，在网箱内填满植物土壤，在网箱内撒草，实现99%的绿色生态护坡。该技术具有造价低，工期短，施工方便，生态环境好等优点，是一种较为经济和灵活的露天河道保护方式。

4.结语

对多源污染型流域，必须采取综合性的技术措施。因此，要想达到长期稳定的目的，就必须要有良好的生态管理体制，以保证水质的质量，使水环境达到可持续的标准。

5.参考文献：

[1]褚俊英,周祖昊,王浩,等.流域综合治理的多维嵌套理论与技术体系[J].水资源保护,2019,35(1):1-5,13.

[2]冯强,易境,刘书敏,等.城市黑臭水体污染现状,治理技术与对策[J].环境工程,2020,38(8):7.

[3]田建波,范擎虹.浅析我国黑臭水体现状及整治技术[J].技术与市场,2016(8):65-66.