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        大中城市河流水污染治理及修復技術介紹

        2020-06-22  來自: 衡美水處理公眾平臺 瀏覽次數:591

        如何進行水處理?

        衡美水處理為您介紹一項環境保護的***知識——大中城市河流水污染治理修復技術。

        城市的社會經濟系統依賴于城市河流所提供的各種功能,例如受納功能、生態功能、景觀與美化功能等,因此,健康的城市水環境是城市可持續發展的重要保障。但隨著我國經濟的快速發展,以及人民生活水平的不斷提高,工農業廢水生活污水的排放量逐年增加,使得城市河流受到了嚴重的污染。

        據有關資料統計,在2011年我國十大水系干流的469個國控斷面中,劣V類水質的斷面占13.7%。城市河流嚴重污染帶來的水環境惡化問題不僅影響著城市的正常發展,對城市居民的健康和城市生態安全也構成了嚴重威脅。解決城市河流水質污染問題,恢復河流的生態功能和社會功能,已成為確保城市可持續發展的關鍵。

        為此,本文逐步分析了城市河流污染的原因,綜述了城市河流水污染治理及修復技術研究進展,以期為我國城市河流治理及修復提供借鑒。

        、城市河流污染產生的原因

        城市河流污染主要來源于生活污水、工業廢水、農業廢水及雨水4個方面。

        1、隨著城市人口的增加,城市生活污水排放量逐年增加,如安徽省2010年生活污水排放量為11.373億t,2011年為17.238億t,增加了51.57%,生活污水COD排放量占總排放量的30.08%。而污水處理率并沒有同步增加,導致大量生活污水排入城市河流,嚴重影響了城市河流的水質,破壞了城市的生態環境,威脅了居民的健康。

        2、工業廢水是城市河流主要的污染源,工業水污染一方面來自于造紙、冶金、化學工業以及采礦等行業的排水,另一方面來自于以其它形式排放進入水體的污染,如大氣污染導致的酸雨。這些廢水中除含有大量有機污染物外,往往還含有大量有毒有害重金屬及污染物,如果不經處理直接排放到自然水體中,將會對生態環境造成不可估量的危害。雖然大型企業、工業園區對廢水采取了有效的治理,***也對污染嚴重的工業企業采取了關停、搬遷等措施,但由于一些中小型企業和鄉鎮企業的廢水處理設施不完善,超標排放現象仍時有發生,導致河流受污染嚴重。

        3、隨著畜禽養殖業的規?;l展,畜禽糞便排放量急劇增加,已成為城市河流的主要污染來源之一,目前我國畜禽糞便還田率僅為30%~50%,未經安全處理的畜禽糞便直接排放會造成氮、磷污染,導致水體富營養化;另一方面,農藥化肥的使用也會造成城市河流的污染,我國單位耕地面積農藥化肥的投放量為發達***的10倍左右,大量的農藥化肥經沖刷后進入城市河流,嚴重污染了城市河流的水質。

        4、雨水污染主要是指初期雨水污染,初期雨水淋洗大氣后,再經沖刷道路、建筑物以及廢棄物等,常含有NOx、重金屬、有機物以及病原體等污染物,徑流至水體,會加重城市河流的污染。

        二、城市河流污染的治理及修復技術

        治理污染河流是一項復雜的系統工程,目前國內外在使用的或已經過試驗驗證的污染河流治理技術主要有以下幾種:

        1、物理法治理河流技術

        1)截污分流

        截污是治理城市河流污染的重要方法之一,其原理是通過建設雨、污水管網,將原本直接排入城市河流的污水收集至城市污水處理廠或者人工濕地,經處理達標后再排放,從而削減了排入河流的污染物總量。截污分流法可以從根本上解決城市河流水污染的問題,但實施難度較大,涉及到水利、市政、道路等多個部門,因此一般需要通過行政手段輔助。

        2)引水沖污

        引水沖污實際上是通過清潔江河水置換河道的污染河水,將原污染河道中的污染物稀釋或帶入下游,從而降低河道的污染負荷,提高河水的自凈能力。我國在2000~2003年通過“引江濟太”工程改善了太湖水質。高程程等構建了一維河網水動力水質模型,結果表明通過東大盈泵站增加排水動力能有效解決上海市青松水利片的污染問題。但引水沖污只能稀釋或轉移污染物,不能從根本上降低污染物總量,在當地水源不足時,需要外購清凈水,成本較高。

        3)底泥疏浚

        底泥是河流污染的內源因素之一,底泥中的有機物在細菌作用下發生分解,會降低水中的溶解氧濃度,同時產生惡臭氣體,使河水變黑變臭。底泥疏浚是通過底泥的疏挖減少底泥中污染物向水體的釋放。目前***的環保式底泥疏浚設備是絞吸式挖泥船,該設備是直接由管道在泥泵的作用下吸起表層沉積物并遠距離輸送到陸地上的堆場,疏浚船上安裝自動控制和監視系統,大大提高了疏浚精度。

        底泥疏浚能有效去除底泥中的污染物,有效減少內源污染,對改善河流水質有較好的作用,但該法工程量大,而且淤泥清除力度過大,會將大量的底棲生物、水生植物同時帶出水體,破壞原有的生物鏈系統。而且疏浚過程中會產生大量的淤泥,如處理不善,會造成嚴重的二次污染。

        4)曝氣復氧

        曝氣復氧技術主要用于應對河道的突發污染,即在適當的位置針對河水進行人工復氧,提高水體的溶解氧水平,恢復水體中好氧生物的活力,使水體自凈能力增強,從而改善河流的水質狀況。

        曝氣復氧法操作簡單,有利于污泥絮凝和水質混合,但該過程無法遷出、轉移、輸出污染物的分解產物,可能導致河水中有機污染物濃度的上升。

        2、化學法治理河流技術

        1)化學除藻

        化學除藻是通過投加化學藥品破壞水體中的膠原體,從而達到除藻的目的,根據添加劑的不同可分為除藻劑除藻、混凝沉淀劑除藻、化學氧化劑除藻。常用的除藻劑有銅鹽、TiO2等;常用的混凝沉淀劑有聚合三氯化鋁、聚合三氯化鐵等,近幾年絮凝劑也得到廣泛研究;用于除藻的化學氧化劑有O3、H2O2、二氧化氯等。

        化學除藻的工藝簡單,除藻速度快,可操作性強,但添加劑的使用量對除藻效果影響較大,如控制不當,會導致嚴重的二次污染。

        2)重金屬的化學固定

        河流底泥中的重金屬在既定條件下會以離子態或某種結合態進入水體,但通過加入堿性物質,調高河水的pH值,重金屬會形成硅酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物等難溶性沉淀物,固定在底泥中。常用的堿性物質有石灰、硅酸鈣爐渣等。該法見效快,操作簡單,可有效抑制重金屬以溶解態進入水體,但施用量不應太多,否則會對水生生態系統產生不良的影響。

        3、生物法治理、修復河流技術

        1)生物接觸氧化

        生物接觸氧化工藝主要依據河床、人工填充濾料等載體上附著的生物膜,在人工輔助曝氣或者直接利用水中溶解氧的條件下,通過吸附、降解及過濾作用去除河水中的污染物。生物接觸氧化法具有有機負荷高、載體比表面積大、處理效率高等特點。王曼等用礫石和火山巖填料作微生物載體,對模擬河道污水進行生物接觸氧化處理,結果表明該法對有機物和總氮有較好的去除效果。

        2)生態修復

        河流生態修復是指利用生態系統原理,采取各種方法修復受損的水體生態系統,恢復河流中生態群體及結構,使河流生態系統具有合理的組織結構和良好的運轉功能,在長期或突發的擾動下能保持穩定。一般通過岸線工程和水體系統中生物多樣性的修復來實現。

        河流岸線的設計應在確保河道***前提下,采取生態系統修復和人工輔助相結合的措施,使城市河流在保持河岸生態系統合理的內部結構和良好的生態功能的同時,也能滿足景觀要求。吳健等研究了百慕大、杞柳、女貞的不同配置模式,構建了上海市青浦區東風港濱岸緩沖帶試驗基地,研究結果表明,百慕大、杞柳、女貞的合理配置能夠有效提高濱岸緩沖帶抗面源污染能力和土壤的抗侵蝕能力。

        河流的生態修復包括生態系統的恢復和重建,主要利用培育的動植物對河流水體中的污染物進行轉移、轉化和降解,從而使水體得到凈化,目前使用較廣泛的河流生態修復技術是人工濕地技術,該技術可以提高河水的自凈能力,同時對污水中的污染物,尤其是COD、總氮和總磷有著良好的處理效果。

        、結論

        城市河流治理及修復是個復雜的工程,涉及到水利、環境、生態等多個學科,修復過程受到河流流量、污染物成分及含量、環境條件等多因素影響,且治理、修復工藝均有固定的使用范圍。在實際工程中需統籌考慮、合理配置以實現城市河流的治理及修復。對于污染嚴重的城市河流,需結合物理法、化學法對其水質進行改善,然后以生物法進行水質凈化,恢復其中的生態系統,實現對該河流的治理及修復。

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        關鍵詞: 河流水污染治理   修復技術   衡美   水處理  

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