愛華網(wǎng)受污染感潮河道綜合治理技術(shù)淺析
杜河清
摘 要：根據(jù)對(duì)珠江三角洲地區(qū)感潮河流的治理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單的采用一種技術(shù)不能達(dá)到良好的治理效果，需要多種治理技術(shù)的創(chuàng)新集成，才能達(dá)到理想效果。本文淺析了在河流截污的情況下，實(shí)行底泥環(huán)保清淤技術(shù)、水動(dòng)力控導(dǎo)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新集成，為改善水環(huán)境，修復(fù)水生態(tài)，提供更為實(shí)用的新技術(shù)和新方法。
關(guān)鍵詞：污染；感潮河流；綜合治理技術(shù)集成
1 研究背景
珠江三角洲是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、發(fā)展速度最快的地區(qū)之一。隨著城市人口的增多、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種工業(yè)廢水和生活污水大量排入河網(wǎng)，水環(huán)境質(zhì)量日益惡化，成為制約經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)主要問題。工業(yè)廢水和生活污水排入河道，造成珠江三角洲地區(qū)大量城市河流被嚴(yán)重污染。河道的水質(zhì)惡化對(duì)供水水源地和水環(huán)境、水生態(tài)產(chǎn)生了許多不利影響；與此同時(shí)，珠江三角洲地區(qū)的大多數(shù)水庫(kù)也出現(xiàn)了富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，對(duì)飲水安全也產(chǎn)生了威脅。
隨著珠江三角洲城市河道綜合整治工作的開展，大部分河涌已實(shí)現(xiàn)沿岸截污，但水質(zhì)并未達(dá)到如期的改善，河道依然黑臭。河道治理效果不好的原因主要是，珠江三角洲城市河流多為感潮性河流，枯水期基流量小，河道主要以排污為主，河流每天隨潮汐漲落，從外江置換部分水體；但潮汐為往復(fù)流，水動(dòng)力不足，使污水不能順利的排入外江，污染物易產(chǎn)生沉積；水體內(nèi)溶解氧含量不足，有利于厭氧微生物的繁殖，使河水發(fā)黑發(fā)臭。另外，污染物在固液界面上的累積和釋放平衡過程出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，使表層底泥中的污染物向上覆水中釋放，形成了內(nèi)源污染。
多年的治理經(jīng)驗(yàn)告訴我們，簡(jiǎn)單的采用一種治理技術(shù)不能達(dá)到良好的效果，需要采取綜合治理措施，改善感潮河流水環(huán)境。
2 相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)
城市污染河道水體修復(fù)技術(shù)種類較多，從其原理出發(fā)，可分為物理、化學(xué)和生物-生態(tài)三類：
⑴物理方法主要包括：①引水補(bǔ)源，增加水體循環(huán)；通過水利設(shè)施(閘門、泵站等)的調(diào)控，引外江水入污染水域沖刷稀釋污染水域；并利用潮汐動(dòng)力，增強(qiáng)水動(dòng)力，改善水環(huán)境質(zhì)量。②人工增氧（曝氣）。通過對(duì)重污染水體進(jìn)行曝氣可以快速增加溶解氧、抑制藻類、改善底質(zhì)、優(yōu)化生態(tài)群落，并能起到一定的脫氮作用。③底泥疏浚。通過清理受污染水體的底泥，解決內(nèi)源污染問題，改善河道水質(zhì)。
⑵化學(xué)方法：目前運(yùn)用于城市污染水體修復(fù)的化學(xué)方法主要有化學(xué)藥劑除藻與絮凝沉淀固磷等。
⑶生物-生態(tài)方法：其方法是利用植物及微生物對(duì)污染物的凈化作用對(duì)城市污染水體進(jìn)行修復(fù)，主要有①水生植物凈化。②微生物制劑與促生劑。③生物膜法。④人工浮島。⑤人工濕地等方法。
各種處理技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，本次主要研究在對(duì)于感潮河道完全截污之后，采用底泥環(huán)保疏浚+水力控導(dǎo)系統(tǒng)+生態(tài)修復(fù)等技術(shù)組合、延伸與集成。
3 相關(guān)技術(shù)分析研究
3.1底泥環(huán)保清淤技術(shù)
由于潮汐為往復(fù)流，水動(dòng)力不足，使污水不能順利的排入外江，污染物易產(chǎn)生沉積；珠三角洲河道長(zhǎng)期積累的底泥污染，清淤量大，清出的淤泥體積龐大，如果不能有效脫水，其處置和出路問題將使清淤措施無(wú)法實(shí)施。
目前國(guó)內(nèi)普遍采用的清淤方法主要有“抓斗挖泥+自然干化”和“絞吸挖泥+圍堰自然干化”兩種方式，工程實(shí)施較粗放，占用大量土地資源，并且對(duì)土壤造成二次污染，處理效率低。國(guó)外普遍采用“絞吸挖泥+機(jī)械脫水”方式，不占用土地資源，處理效率高，綜合成本低。借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們自主研發(fā)了底泥環(huán)保清淤機(jī)械系統(tǒng)，帶式污泥脫水機(jī)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小型化、高效率、高產(chǎn)量、低能耗。其系統(tǒng)主要包括：
⑴絞吸清淤系統(tǒng)
利用機(jī)械式的挖泥刀具對(duì)土層絞割，通過離心式泥漿泵把挖掘的泥漿吸入并提升，將挖掘、輸送、排出和處理泥漿等疏浚工序一次完成，并進(jìn)行機(jī)械脫水處理，減少二次污染。
⑵固體垃圾分離系統(tǒng)
分離去除底泥中的塊石和泥沙。
⑶箱式污泥脫水系統(tǒng)
污泥脫水船裝置了、加藥絮凝設(shè)備、污泥脫水設(shè)備、泥水處理設(shè)備及干污泥輸送設(shè)備等，其中污泥脫水設(shè)備采用箱式密閉結(jié)構(gòu)。機(jī)械脫水后底泥的含水率小于40%，機(jī)械脫水可減少底泥的運(yùn)輸量和減少二次污染。
⑷尾水處理系統(tǒng)
經(jīng)過尾水處理系統(tǒng)，排出的尾水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即CODcr≤110mg/l，ss≤100mg/l，BOD5≤30mg/l。
⑸底泥資源化處置系統(tǒng)
國(guó)內(nèi)外底泥最終處置方式主要有以下幾種：綜合利用（包括堆肥、焚燒利用、制造建筑材料等）、填埋等。底泥的脫水處理是底泥減量化的關(guān)鍵，也是下一步資源化處置的基礎(chǔ)。
3.2水動(dòng)力控導(dǎo)技術(shù)
感潮河道水體發(fā)黑發(fā)臭的另一個(gè)原因是水體流動(dòng)性差。目前國(guó)內(nèi)外采用造流曝氣技術(shù)對(duì)改善水體的流動(dòng)性效果有限。因此，采取水動(dòng)力控技術(shù)提高感潮水體更新能力，建立河道和區(qū)域的水循環(huán)系統(tǒng)，是治理感潮河涌水環(huán)境，修復(fù)水體中非常重要的技術(shù)措施。
水動(dòng)力控導(dǎo)其概念是對(duì)河流的自然水動(dòng)力過程進(jìn)行人為的干預(yù)，修復(fù)被扭曲、破壞的河流水動(dòng)力過程，適當(dāng)調(diào)整自然狀態(tài)下河流水動(dòng)力過程，維持河流生態(tài)基流，使之更符合河流健康的水動(dòng)力結(jié)構(gòu)要求，促進(jìn)河流水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)人與河流協(xié)調(diào)發(fā)展。
多尺度水動(dòng)力控導(dǎo)是珠江水利科學(xué)研究院在研究珠江河口水問題的一種創(chuàng)新理念，珠江河口的水問題具有多尺度特點(diǎn)，從宏觀到局部分別呈現(xiàn)出：流域尺度、三角洲尺度、河口灣尺度、城市區(qū)域尺度、局部河流段尺度，多尺度水動(dòng)力控導(dǎo)就是以珠江河口多尺度自然屬性為基礎(chǔ)，針對(duì)不同尺度的水問題分別實(shí)施不同尺度的水動(dòng)力控導(dǎo)工程，以實(shí)現(xiàn)局部尺度水環(huán)境治理措施與宏觀尺度的治理措施相配合與協(xié)調(diào)。
在分析感潮河流的水動(dòng)力特性的基礎(chǔ)上，由珠江水利科學(xué)研究院設(shè)計(jì)，利用潮汐水動(dòng)力加強(qiáng)水體循環(huán)在多處示范區(qū)取得了成功，在中山市利用順德均安鎮(zhèn)的鳧州河水閘、大涌鎮(zhèn)全祿水閘、橫欄鎮(zhèn)白濠頭水閘引西江水，配合東西河入水，灌滿岐江河后，只開啟東河水閘，人為造成岐江河只往東流的流態(tài)，變雙向流為單項(xiàng)流，從而提高岐江河水的流動(dòng)性和自凈能力，達(dá)到改善水生態(tài)、水環(huán)境的目的。其技術(shù)也應(yīng)用于深圳的鳳塘河、新圳河、西鄉(xiāng)河的水環(huán)境治理中，并都取得了很好的效果。
3.3生態(tài)修復(fù)技術(shù)
河流作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)提供了自然資源和生存環(huán)境兩方面的多種服務(wù)功能。生態(tài)系統(tǒng)只有保持了結(jié)構(gòu)和功能的完整性，并具有抵抗干擾和恢復(fù)能力，才能長(zhǎng)期為人類社會(huì)提供服務(wù)。因此，生態(tài)系統(tǒng)健康是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。健康的河流生態(tài)系統(tǒng)的一般特征是恢復(fù)力、多樣性和生產(chǎn)力。所以采用生物-生態(tài)法對(duì)河道開展生態(tài)修復(fù)也十分重要。生物-生態(tài)法是利用植物及微生物對(duì)污染物的凈化作用對(duì)城市污染水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，主要包括：①水生植物凈化。利用水生植物的自然凈化機(jī)能，去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中的氮和磷、增加水體溶解氧，且能有效抑制藻類生長(zhǎng)。②微生物制劑與促生劑。微生物對(duì)于水質(zhì)凈化起很大的作用，通過對(duì)污染水體投加合適的微生物菌株和菌群、可以加速污染物的降解，達(dá)到改善水質(zhì)的目的。③生物膜法。利用天然河床上附著的生物膜或人工填充的濾料或載體形成的生物膜，降解污染物。④人工浮島。人工浮島借助浮體上栽培的水生植物及與其共生的微生物來(lái)凈化水質(zhì)，此外水生植物可抑制藻類進(jìn)行光合作用，從減少“水華”發(fā)生的概率。⑤人工濕地。人工濕地包括有浮現(xiàn)性、浸沒式植物、水生動(dòng)物和根際微生物等不同的組成部分；其凈化過程是物化、生物等多方面綜合作用的結(jié)果。⑥前置庫(kù)或人工凈化湖技術(shù)。在河道納污區(qū)域修建人工凈化湖作為河道(湖泊)的保護(hù)屏障，消減入河污染負(fù)荷；等技術(shù)工藝。
4 結(jié)論
根據(jù)對(duì)珠江三角洲地區(qū)受污染感潮河流的治理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文推薦的技術(shù)路線是，河流在截污的情況下，實(shí)行底泥環(huán)保清淤技術(shù)、水動(dòng)力控導(dǎo)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新集成。
底泥環(huán)保清淤技術(shù)是清除河流的內(nèi)源污染，并使底泥減量化，資源化利用。水動(dòng)力控導(dǎo)技術(shù)是，對(duì)河流的自然水動(dòng)力過程進(jìn)行人為干預(yù)，提高感潮水體更新能力，治理感潮河涌水環(huán)境。生態(tài)修復(fù)是利用植物及微生物對(duì)污染物的凈化作用對(duì)污染水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，使河流恢復(fù)健康的生態(tài)系統(tǒng)。此技術(shù)路線已經(jīng)在受污染感潮河流的治理中取得成功。
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