城市河道水環境生態治理方案分析

陳慶芳

（蘇州市環科環保技術發展有限公司，江蘇 蘇州 215000）

為進一步提高xx 河道水環境質量，完善水生態系統結構，增強水環境抵御污染物侵蝕的功能，實施水處理項目已成為地區生態環境治理的重要舉措。所以，xx 河的生態處理項目不僅對地區的防汛和排水產生了重要的作用，而且還會對整個城市的水環境質量產生直接的影響。

1 河道生態及污染現狀分析

1.1 駁岸情況

整體的河道是由硬的直立的堤壩組成的，河道的長度在10～13 m 之間，河道的兩側是硬化的，而在河道的兩側則是大約3 m 寬的土壤，從硬的堤壩一直延伸到堤的頂端，被劃分成了一塊區域，用來進行景觀綠化。

1.1.1 閘壩運行狀態

在xx 河與環城河道的交界處，設一臺電氣翻板閘門，見圖1 所示。只有在排水季節才能打開，平時都是緊閉的，以調節XX 河的水位。

圖1 電動翻板閘

1.1.2 底質及水生植物現狀

河道底部為3 m 左右的粘土河道，河道兩邊為堅硬河道，不存在泥沙沉積；河流中沒有生長著大量的水生植物和動物。

1.1.3 河道水位數據

在恢復了原有的生態環境后，對河流進行了治理，在洪水期間，河流的水位在1.5～2 m 范圍內。

1.2 水質現狀及分析

當前，xx 河道的水環境質量不高，主要表現為水體渾濁有異味，透明度很低；缺乏水系植物和水生物；在這條河流的兩側，設有許多下水道和雨水管。本組數據為2019 年7 月至12 月在xx 河開展現場取樣與監測所得。

表1 2019 年7-12 月xx 河水質監測報告

1.3 周邊環境分析

當前和河道周邊的農居點、工業企業都已經被拆遷，所以很難找到有大規模污水排放的地方。其中，河流的東部與道路相鄰，道路的北部與河流的南部均是新建成的居民點，具有很高的人口密集性。該小區的下水道網絡工程還沒有完成，建成后可以對居民的生活廢水進行截污處理。隨著不斷改善，居民小區的衛生狀況得到了改善。雨水季節，路面、綠地等地面雨水直接排放到河流中。目前，xx 河的水質狀況以水外源污染為主，主要特點如下。

一是鄰近的居民生活污水排污口；二是空氣中的干、濕氣沉積物對環境造成的影響；三是由于地面雨水造成的污染；四是沿岸線上的落葉、枯枝等進入水中，引起了環境的嚴重破壞；五是xx 河水體帶入的污染物及其他外源環境因素造成的污染影響。

2 河道水環境生態治理技術選擇原則

（1）具有較高的適應性：在可獲得的基礎上，根據當地的自然環境進行合理的設計，以防止占用和破壞，在技術的選取上要與當地的環境和氣候等有關的要素相匹配，以保證技術的可行性。

（2）低投入，低能耗：應根據實際情況，對所選擇的過程進行合理的選擇，并對過程成本進行有效的控制。因此，必須選用有效的處理方法，以達到節約能源，減少運營成本的目的。

（3）具有長效性，技術穩定可靠：所選用的技術必須具有長效穩定、高效的特性，以防止曬太陽工程項目的發生。

（4）易于操作、管理、便于維修：所選用的設計方法，要符合工程的特征，具有易于養護及水生物多樣性調控等優點。

3 設計方案

3.1 設計思路

本工程總體思路是以“高效曝氣”+“高效生態浮床”+“水生生態”構建為核心，通過“沉水植物”“投放原生水生動物”“構建高效生態浮床”“改造硬質河床”等方式，來推動河流中沉水植物群落、水生動物群落和微生物群落的形成，從而提升河流生態治理的效果。

3.2 工藝流程

采用新造的xx 河口閘門對河床進行了調控，通過人為放水使其達到了最優的水深后，才能實施后續的工程。如附圖2 中所顯示的，該工藝過程為以下幾個步驟。

圖2 項目總體工藝流程圖

3.3 技術方案優勢

①實現了連續可控的、低能耗的現場修復和凈化；②純天然生態，無二次污染，具有良好的清潔性能；③具有較高的生態效益和較好的景觀效果；④易于使用和維修，操作和維修成本較小；⑤施工成本低，投資省。

3.4 工程措施

3.4.1 河床改造

在現有堅硬的河流中，通過在河流中鋪設卵石和砂石，為河流中的微生物提供掛膜的媒介，增大河流中的生物與水的界面，并為河流中的魚類和生物提供了繁衍和休息的空間。

3.4.2 高效微生物菌劑投加

因xx 河河床堅硬，不適合迅速修復，采用添加DLX-Y04 和CSDLX-001 等微生物活性物質，改善河床性質，降低河床的內源污染。投加的細菌主要是針對沉積物進行的，這些細菌主要是為了降解沉積物中的有機物，以及固定在沉積物中的一些難降解的東西，防止沉積物繼續對周圍的環境造成影響。這一步的加入率大約是3 kg/500 m2。隨著以后的質量改變，可以適當地添加。

（1）添加DLX-Y04 和CSDLX-003，以控制河流的黑臭味。針對該處理區域的特征，將經過活化和稀釋后的特殊微生物菌劑，噴灑在河水中及河岸上，其劑量大約為3 kg/1 000 m2。當細菌粘附在水中或河岸上時，會將水中釋放出的惡臭物質——硫化氫、氨等進行降解。

（2）加入DLX—Y04 和CSDLX—002，以提高河流的通透性，在第一步進行后，將針對水體中的懸浮污染的微生物菌劑均勻地灑在水體中，該菌劑在水體中被活化和增殖后，可將水體中的有機懸浮污染解并轉變為無機鹽類，沉積到水底及空氣排放出水面，從而逐漸地降低水中的色度；水中的無機鹽和微小的懸浮物是由污染細菌所產生的一種粘性的物質，如多糖類與細菌結合而產生的。隨著時間的推移，水體渾濁程度逐漸下降，1～2 個月后，可見度可以超過0.8 m。這個過程中加入大約3 kg/500 m2，第一次加入48 h后，再加入大約1 kg/500 m2的細菌進行補充。

（3） 通過添加DLX-Y04 和CSDLX-002、CSDLX-003 等生物激活劑，對外部污染物進行了穩定化處理。

在截污工程沒有結束之前，在河流治理段的上游，每日有1 200 m2的生活污水匯入到了這個水域之中。因此，可以在治段前方，將活化和稀釋后的菌劑，用計量經濟學的方法，將其與生活污水一同投入到水體之中，這樣就可以維持住在治段前方的微生物的含量，從而提升對水體的處理效果。在封堵工作結束之前，應視實際條件，設立1～2 個投放站，每日需添加2 kg 左右的細菌。

此外，對于治理區域的其他點源污染，還可以在其中加入一些長期的生物粒子，這種細菌能夠在下水道中不斷地被沖洗，并不斷地增殖和釋放所需的生物。加入量可依據實際情況而定。

（4）緊急情況。遇到緊急狀況，比如有很多的污染涌入，需要在第一時間內，投入配方，并與其他的處理裝置（比如曝氣系統、循環系統等）進行緊急的應對。

3.4.3 微納米氣泡曝氣系統構建工程

該技術是一種基于微納氣泡結構的人工曝氣，因其小氣泡尺寸、高比表面積、高吸附能力和緩慢上升等特點，在空氣浮凈水、水體增氧、農業灌溉和污泥處理等方面有著廣泛的研究和開發前景。通過對河流進行微納泡曝氣，可以迅速、高效地提高河流中的溶氧量，為河流整體的健康、生態環境的構建奠定了良好的基礎。

本項目提出了5 種用于迅速提升河流中O2含量的高效率曝氣裝置，以及與之相適應的5 種推進式曝氣裝置，以保證河流整體O2含量保持在一個很高的水平。各有效充氧裝置的工作直徑均為50 m，兩個充氧裝置相距250 m。

3.4.4 生物碳纖維浮床配置工程

河流的正常水位只有1.7～2 m，不能適應直立植被的需要。本課題計劃在河岸兩側建設1 000 m2的高效率的生態浮床。由于其對水中某些營養物質的吸附和凈化能力，使其對河流的美化效果明顯。而高效率的生態型填充劑能為菌種的附著提供更大的覆蓋范圍，使菌種能夠更好地發揮菌種的降解作用，達到對水體中有機物的有效降解。在浮床培植中，可選用菖蒲、黃花鳶尾、錢幣草等多種水草。

3.4.5 沉水植物配置工程

通過構建以沉水植被為主導的健全水生生態體系，提高河流水環境的凈化性能，確保河流的水質達標。目前已選定沉水草、金魚藻、伊樂藻、紫菜和輪葉黑藻等沉水植被。在種植面積上，以沉水草為主，種植面積為55%，1 000 m2；總共種植了300 m2的金魚藻類植物，總共種植了300 m2的伊樂藻類植物，總共種植了300 m2的青草類植物，以及種植了輪葉黑藻類植物。

3.4.6 水生動物配置設計

在水生植被種下之后，當系統開始步入到生態優化調整期之后，將按照一定比例投放魚、蝦、螺、貝等水生動物來進行食物鏈的調整，最終構建出一個充滿生機的全生態景觀水域，來完成對生態鏈的健全，進而推動水生態系統的穩定性。在此基礎上，結合水域的生態恢復需求，對各魚類的投喂比率及投喂總量進行了適當的調整。

魚類（組成食物網）、底棲動物、蝦類及濾食性浮游動物等，在水環境中具有重要的作用，對水環境中的自身清潔具有重要作用。

應指出：在整個生態系統內，養殖魚類的物種與數目有一定的限制，其目的應是為了達到水體的清潔，而非為了裝飾性或增加魚類的生產。錦鯉等受歡迎的觀賞性魚類不能隨意飼養。此次計劃投放的魚蝦、蝸牛等水生生物主要有：圓棱蝸牛和蘿卜蝸牛，還有河貝、青蝦，以及一些以肉類為主要食物的鱖魚、黑魚等。

3.4.7 全生態系統平衡調節

在早期，由于適宜的環境條件，某種生物會大規模地繁衍，造成單一生物的增長占據主導地位，進而壓制其他生物的競爭，致使其他生物的種群數目下降，乃至消失，進而影響到生態系統的穩定。所以，當一個地區的生態體系開始建設時，必須對其進行整體的平衡調控，才能保證其穩定性。

4 總結

文章提出的針對水生態系統缺失的問題，在此基礎上，運用多種水生植物和放養多種水生生物，并輔以短期人為的維護和維護，實現水生生物的生態恢復。本項目擬以xx 河為研究對象，利用“高效率曝氧”“高通量”的優勢，以“低濃度”為目標，通過“高效率曝氣池”+高效率生態浮床+“低濃度”的復合式生物工程技術，來降低污水中的污染物濃度，提升污水的通透性，使污水在短時間內達到良好的處理效果，進而達到穩定的污水處理效果。該項目通過了竣工驗收，項目的主要技術參數均達到了設計要求，具有一定的推廣價值。