河道水环境治理工程的生态修复技术

关键词：河道；水环境治理；多方位生态修复

1技术概述

多方位生态修复是一种以多管齐下为方针的水环境综合治理模式，将不同的治理技术结合到一起，并通过管理的统筹，实现长效运行，目前主要包括四个方面，即对外源污染进行截留、对内源污染进行控制、人工净化以及对水体自净能力的加强。其中，对外源污染进行截留指的是通过雨污分流和生态驳岸的建立将外源污染截留于河道范围以外；对内源污染的控制指的是采取河道清淤及生物酶对不同类型的内源污染进行控制与消减；人工净化指的是利用超微净化等新方法对已经被污染的水体实施净化；水体自净功能的加强是指通过生物群落构建或完善来提高水体的自净能力[1]。这项技术完全摒弃了过去单一、落后的治理方式，在当前的水环境综合治理工作中具有很多优势。例如，它能有效截污，避免污染物直接进入河道，防止富营养化，实现源头控制；采用周期性的清淤方式，河道淤泥不再逐年累积，防止内源污染；采用人工净化的措施，当水质的恶化情况比较严重时，立即启动，对水体迅速净化，尽快恢复透明度；完善河道的水生态系统，在净化水质的基础上，增强景观效果。最近几年以来，各个行业发展迅猛，带动全球经济的飞速发展，从生产角度来分析，由于各大工厂建设规模的逐渐扩大，日用品种类越来越多，工业生产量日益增大，对水体产生较大的污染。当前，大部分的湖泊，包括水库边缘，经常会出现一些绿色、悬浮物体，很多鱼塘的表面漂浮大量死鱼，农村的小水沟内部水体变黑，发出恶臭味道。在城市居民楼附近，一些景区用水的含氧量特别低，会滋生大量细菌与病毒，而变质水体当中繁殖较多的蚊虫，使得河道水环境治理难度越来越大。多方位生态修复技术的出现，不仅能够有效提升河道水环境治理效果，而且可以实现全方面实施，减少生活污水量，保证水体更加清洁。该技术能够从多个方面对河道水环境污染进行有效修复与治理，以便早日实现生态平衡目标。

2外源污染的控制

暴雨初期，雨水造成的污染可能比生活污水严重，只对点源污染进行控制无法从根本上改善水环境。基于此，针对面源污染，覆盖多个方位的综合生态修复手段可以设置自动膜率装置，起到有效控制的作用。它属于工程化处理手段，以超低压膜过滤为核心，能在前处理的基础上实现膜过滤，系统独立且紧凑，能对雨水径流中存在的污染物进行高标准和高效率的去除。该装置的滤芯采用折叠式结构，过滤面积较大，能在截污基础上使装置正常过水。过滤系统还设置了过滤后水体的临时储存装置，可以在暴雨之后对滤芯进行自动反冲洗，进而减少污染物累积，延长滤芯寿命，降低装置的维护成本。这一装置主要安装在管网进入河道以后的末端，对携带大量污染物的雨水实施过滤，然后排入水体中，避免河道直接遭受污染，能从根本上解决二次污染问题[2]。对于没有排入管网的雨水，可以借助滞留系统使河岸具有可渗透性，以此减少直接进入水体的径流量，实现对污染负荷的有效控制。过去，驳岸仅重视水运和防洪，使得生物多样性与生态环境都受到很大的破坏。在这种情况下，人们可以采用生态驳岸的方式，形成一个具有良好渗透性的界面，绝大部分植被都能起到应有的稳定水土作用，并涵养水源。另外，生态驳岸还支持栖息地与生物走廊等的修建，以此进一步提高驳岸整体生态调控能力。该系统采用建立渗透性驳岸的方式，把陆地、水面和驳岸连成一个整体，将植物的间隙、所有类型的空隙与孔洞都视作能量及物质的传输途径，而且流速带还能加强水和空气之间的接触，增加氧的溶入，提高水体净化水平[3]。

3内源污染的控制

底泥污染是外源污染在进入河道后不断沉淀形成的，对城市河流水质有很大的影响，属于二次污染源。即便对外源污染进行了有效控制，但底泥含有的污染物会释放到水体中，对覆水体的水质造成影响，产生二次污染。对此，可采用机械设备清淤和生物酶修复充分结合的技术来有效控制这一污染，即将生物和物理措施相结合，这不仅具有很高的去除效率，而且能达到可持续起作用的目的。机械设备清淤能改善底泥及水体理化性质，但成本比较高，所以只能在面积较小但污染负荷很高的水域中使用。在面积较大但污染负荷不高的水域，可利用生物酶对底泥进行修复，它的修复机理为：酶具有的活性先激活了底泥微生物的活性，以此提高微生物的污染降解性能。提高微生物自身活性以后，微生物还能对之后产生的底泥进行持续处理，实现可持续净化修复的目标。

4人工净化体系

如果外界的污染物以较快的速度进入河道中，河道系统此时还处在不稳定的状态或失衡的状态，人们要采取应急措施，立即净化恶化水体，使水环境系统保持完整。对此，应采用人工净化方式来干预，提高河道对干扰的应对和抵抗能力。现阶段较为主流的人工净化方法为超微净化，它属于界面技术，利用超高压进行气水混合，处于超饱和条件生成气泡，以此对藻类、有机物与重金属等进行有效氧化，提高含氧量，保证水体的能见度，这是一种对污染水体进行净化的有效工艺。这一工艺能逐步消除包含重金属、黑臭水和水体浑浊与发绿等在内的各项问题。比如，对于已经发绿的水体，采用微米级气泡能快速将藻类黏附清除干净；对于比较浑浊的水体，采用超微气泡，能对水体中的泥沙及胶体进行快速吸附与分离；而对于黑臭水，采用超微气泡能对自由基与氢氧基进行沉降，最终实现对有机物的有效分解及氧化处理。

5水体自净能力的强化

从河道水体自身角度讲，生态系统能强化它的净化能力，现在已经在修复工程大量应用。水生植物群落的建立可能涉及浮叶植物、挺水植物与沉水植物。其中，挺水植物和浮叶植物不仅能提高景观效果，还能净化水质。沉水植物可以使河道的生态系统保持稳定，保持生物多样性，这是生态修复工作的核心，可以促进能量及物质的循环。对于岸边水深较浅的区域，可以布置水下草皮，采用四季常绿的低矮型苦草；在中部水深较大的区域，可采用水下森林的形式，植物的选择遵循四季常绿与体型较高的基本原则，这样能有效提高景观度，弥补深水区缺乏景观的缺陷。以上群落构建方式的作用机理为：首先，采用沉水植物对富营养物质进行吸收，如氮磷等；其次，对水体中存在的硝化及反硝化予以加强，起到清除总氮的作用；再次，加速悬浮物质的沉降，对底泥的二次悬浮进行控制，减少其氮磷等物质的释放；同时，促进植物光合作用，增加氧的释放量，使底质含有的磷和铁、铝充分结合，从而加快磷的沉积速度；最后，加强化感效应，通过对沉水植物的布置，释放出很多化感物质，这些物质对藻类植物生长繁殖有明显的抑制作用。另外，还应充分考虑水生动物群落，如浮游类、大型鱼类与底栖类等。其中，大型鱼类的布置遵循完善生物链和保证景观效果的基本原则进行；合理布置底栖动物能沉淀和过滤水体，动物能捕食底质中的腐败残体与有机质，以此减少底质的营养物质产生量；建立浮游类动物的群落是指向河道中投加水蚤等浮游生物，水蚤可以对水体中的细微腐泄物质及蓝藻进行捕食，以此保证水体的透明程度，加快生态系统的形成与完善。除此之外，浮游生物还能作为鱼类饵料，使水体中含有的有机物及蓝绿藻都变成动物蛋白质，为鱼类提供营养，最终形成一条良性的生态链。

6实例分析

本文主要以排渠河道为例，此河道位于两交通大道交汇位置，其中，示范区的河道位于某交通道上部，长度为330.0m，宽度为30.0m，水深为0.6m。在河道示范区内部，原来的水体为黑色，发出恶臭味，透明度比较低，水体当中的COD、NH3-N含量分别是295.8mg/L、13.87mg/L，超过地表水质指标，属于重点治理水质。为了保证河道水体得到更好净化，相关单位决定采取多方位生态修复技术进行治理。因为该河道上游沿线并没有采用截污方案，周围居民的生活污水和雨水均排入河道中，然后顺着沟渠输送至指定的河道内。针对这一实际情况，有关部门要遵循外源截留原则，结合使用聚酯纤维膜和土工膜，以此形成一个隔膜导流全新模式，把这一隔膜布置于和南岸距离2km的部位，在内层铺设土工膜，在外层铺设聚酯纤维膜。把污水导流至指定区域下游，能够有效减少示范区污水量，保证进入示范区河道中的非溶解性污染物得到更好拦截。长时间没有处理的雨污水排入河道中，导致示范区河道底泥含有大量的内源污染物质。为了减少内源污染的出现，人们要有效消减底泥内源污染，可以在河道内部投入适量的生物酶，保证水体与底泥微生物活性得到充分激活，增强底泥微生物呼吸强度与新陈代谢能力，使得河道底部的黑臭底泥得到有效处理，真正达到河道底泥原位治理的目标。通过成功构建水体生态系统，人们能够有效提升河道水生动植物的存活率。因此，在构建河道水体生态系统之前，相关人员需要在河道的上游位置设置处理量80.0m3/h的超微净化设备，保证河道内部的水体得到有效净化，实现循环净化目标。采用良好的人工净化方案，能够保证河道水质得到良好改善，进而为河道水体生态系统建设创建稳定的生存条件，满足河道水生动植物的生长发育需求。引入生态修复措施，可以保证水体修复成果，使河道水体具有的自净功能和景观效果都得到充分发挥。有关单位可以在实际工作中向河道内抛洒种子和育苗，形成动植物群落。要大力建设水生态工程，从本质上改善水质，使水的颜色从淡绿或深绿变为无色，并使水更为清澈透明，降低所有污染物指标，基本满足地表水环境标准要求，河道水体具备的自净功能将得到显著提升。

7结语

多方位生物修复可以应用到河道治理工程中，人们要遵循因地制宜的原则，做好环境修复，充分发挥河道原有的功能，促使水生态进入良性循环状态，实现可持续发展目标。在对河道水环境进行综合治理时，要想使多方位生态修复发挥预期效果，人们应根据河道实际情况，认真开展修复工作，使河道所有功能均能充分发挥。水生动植物对河道生态修复具有一定功效，而且对河道水体没有任何副作用，能够保证河道的水下森林景观效果得到显著提升。

参考文献

1周旭.河道水环境治理工程中多方位生态修复技术[J].吉林农业，2019，（13）：164-165.

2邓元亮，陈玺.河道水环境治理中多方位生态修复技术的应用[J].资源节约与环保，2019，（6）：112-113.

3缪创业.河道水环境治理工程中多方位生态修复技术的应用[J].节能，2019，38（6）：194-195.

作者：卢新平 单位：新疆生产建设兵团第三师环境监察支队