論水體環境修復工程的措施及建議

王寧 蘇航

（鎮江市水業總公司 江蘇省鎮江市 212000）

本項目處于整條河道下游，出水直接匯入御橋港，河道中上游以集鎮、農田和企業為主。在河道南側安裝了兩臺設備，間隔50m左右，服務范圍為200m左右，曝氣管沿河道斷面布置，布水管沿河道向上游45°布置，如圖 1（修復前）。

圖1

1 處理系統介紹

在對現場環境和水質的仔細調研及對比各種技術手段后，我們認為同濟大學研發的IMA處理系統+微納米曝氣技術在處理效果和競爭力等諸多方面具有明顯的優勢，在很多實際的黑臭河道的處理案例中均取得了較好的效果，故選取了此技術用于西團結河的水體環境修復。

1.1 IMA處理系統

（1）IMA系統利用水體微循環，大量培殖水體本土微生物，打破原水體微生物平衡狀態，將整個水體轉化為生物反應器系統，實現了水體的原位修復，顛覆了傳統將污染水通過凈化處理好后再排入水體的旁通水凈化工藝，設備占地面積小（每臺體積1m3，投資和運行費用低（動力負荷在0.35kW左右）。

（2）本活性系統培養的微生物可有效降解底泥中的有機物，同時抑制底泥中氮磷向水體中的釋放，從而可以有效的避免由于富營養化而導致的藍藻的爆發；同時可以使底泥的體積和重量逐步減少，達到生物清淤的效果，避免了人工或機械清淤工程量大，環境二次污染嚴重的不足。

（3）本活性系統適用范圍廣，在pH范圍4.5～10.5，水溫不超過40℃，高鹽度的水體環境中均可應用。凡有生物的各種環境，乃至其他生物無法生存的極端環境中，都有微生物的存在，就可修復不同類型的水體污染，實現水環境的綜合治理。

1.2 微納米曝氣系統

（1）利用高速水力溶氣裝置在水中形成密集分布的微納米氣泡，同時投加調節劑，降低氣泡表面張力，氣泡粒徑進一步變小，形成粒徑僅約0.1～10μm的微納米氣泡。

（2）微納米氣泡極大的增加了空氣和水的接觸面積，氧分子易溶入水的原子團間隙中，空氣中約有85%的氧可充分溶解于水中，使水中的溶解氧達到過飽和，水中的有機物易發生氧化還原反應而被分解。

（3）微納米氣泡在沉降、破裂的過程中，能促使水的表面張力降低，水分子甚至發生分解，即H2O=H+OH-，其中的氫氧基和水分子重新結合，形成新的水合物，即H2O+OH-=H3O2-，這種水合物具有劇烈的氧化還原作用，OH-自由基的氧化作用尤其明顯，故該水合物能將水中有機物直接分解。

通過有效的工程措施，來削減的河道中的CODCr、氨氮、總磷等污染物總量，三個月內消除河道黑臭現象，治理六個月后主要水質控制指標達到優于《城市黑臭水體整治工作指南》所規定的黑臭水體水質指標。

2 項目治理情況

該項目設備于2016年9月4日開始安裝調試，9月7日安裝調試完畢并投入使用，截止到12月上旬該項目已穩定運行滿三個月，我公司于2016年12月13日組織進行階段性驗收。階段性驗收通過后，項目穩定運行至2017年3月上旬，治理期已滿六個月，我公司于2017年3月15日組織進行竣工驗收。

2.1 階段性驗收前治理情況

治理前期進行河水水質檢測，初步了解現狀河水水質，項目開始前的水質指標比較上次雖然有所下降，但是仍然屬于黑臭水體范疇。總體指標較高，感官較差，水體藻類迅速生長，消耗水體溶解氧，致使河道黑臭。

項目運行至2016年9月23日，水質有明顯的改觀，水體透明度有了一定提高，水體溶解氧得到大幅度提升；CODCr、氨氮、總磷均有下降，去除率分別達到7.8%、17.4%、32.7%。

項目運行至2016年11月7日，水質指標仍然保持在較穩定的數值，說明該工藝運行穩定。CODCr、氨氮、總磷均有下降，去除率分別達到9.0%、14.5%、25.0%，溶解氧及透明度有了明顯提高，該河道已經基本消除黑臭。

項目運行至2016年12月13日，CODCr、氨氮、總磷均明顯下降，去除率分別達到34.6%、16.4%、9.2%；由于處理區域上游存在廢水直排現象、上游河道疏浚拓寬等工程帶來了大量的水位變化及上游的底泥釋放物，污染物擴散轉移到下游，對處理區域的生態系統造成了沖擊，致使指標出現波動，但河道水質指標仍然保持在設計目標范圍內。

2.2 竣工驗收前治理情況

階段性驗收通過后，該項目持續穩定運行，項目運行至2017年3月15日，水質指標改善明顯，CODCr、氨氮、總磷均有下降，去除率分別達到32.9%、15%、16.7%，溶解氧及透明度分別增加184.3%、100%；河水已清澈見底，沒有臭味，該河道已基本消除黑臭，說明該工程項目已經達到預期的治理效果，如圖2（修復后）。

3 項目治理期間出現的部分狀況

治理期間我們巡查發現了部分狀況，可能對于項目的穩定性和水質有一定的沖擊和影響。

3.1 污染源進入河道

圖2

雖然河道沿線進行了有效的截污，但是還存在部分中上游河道附近的企業和居民將生產廢水和生活污水排入河道，加之附近農田中的農藥及肥料通過地表徑流流入河道，由此而產生的污染負荷急增，大量的面源和點源污染通過地表和雨水管網等進入水體，超過了河道水體的承受極限，導致N、P等指標迅速上升，使河水溶解氧幾乎為零，嚴重的影響著河道下游項目的處理效果。

其次，上游耕種居民常年將耕種產生的廢料、雜草、蔬菜等直接拋入河道，其中一大部分沉入河道底部，累積腐敗后不斷向水中釋放含N、P、S等物質，導致指標上升，居高不降。

3.2 上游疏浚清淤

項目運行期間由于上游河道拓浚需要搭建臨時攔水壩，由于壩體取附近的黃泥等材料堆填而成，蓄水后經常被沖垮，導致河道流量和流速的突然增加，攪動上游底泥的同時也帶來較多的上游的垃圾，給下游處理區帶來沖擊，在短時間內處理區域水位抬高10～15cm，不利于處理區域微生物處理系統的穩定。

4 結論

本項目從2016年9月4日開始實施，2016年9月7日開始運行，治理期滿六個月后，我公司于2017年3月15日組織進行竣工驗收；當時河道水質及感官指標取得明顯的改善，河道已基本消除黑臭。從治理前后水質變化對比可以發現，該工程項目對河道的污染負荷去除有一定效果，特別是對于總磷、氨氮等指標的去除效果明顯，處理后河道透明度及溶解氧也得到了明顯提升，水生植物多樣性增加，說明該河道生態系統得到了恢復，水體自凈能力逐步提高，工程處理效果良好。

結合項目治理期間出現的狀況來看，該項目抗沖擊能力還不算強，需要連續不間斷的穩定運行，比較適合在外圍污染源沒有較大變化或水體流速較慢的河道、湖泊進行治理，效果會更為顯著。

5 建議

本項目運行期間，雖有各種因素干擾及影響，但各指標均達到設計驗收要求。河道處理效果也得到河道附近居民的認可，改善了沿河居民的生活環境。

本項目治理過程和結果有效的證明，IMA處理系統+微納米曝氣技術對于類似黑臭河道具有較好的治理效果，且運行穩定，今后對于鎮江其他黑臭河道的治理提供了技術支撐。

為下一步有效控制外來污染，進一步提高水體水質，盡快恢復水體生態，建議如下：

（1）要對上游沿線的排污口進行整治，將排入河道的污水徹底截留。

（2）在河邊做好宣傳工作，提醒居民及路人不要將垃圾等其他污染物投入河道。

（3）做好河道的周邊的清理工作，防止上游來水或者大雨天時，雨水將河岸垃圾沖刷到河道，影響設備穩定運行。

（4）處理區域河道積淤嚴重，底泥釋放出的污染物占處理污染物的一大部分；若條件允許，進行適當的清淤，河道的治理效果將進一步提升。

（5）條件允許的情況下，若能增加下游的服務面積，處理區域的穩定性和耐沖擊性將會進一步的提高，水體污染指標將會有更進一步的改善。