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1、城市水环境整治水体修复技术的发展与实践我国城市河流有90%左右受到污染，出现水体滞流、多处于厌氧状态、复氧能力差、淤 积严重、透明度低、甚至发生黑臭等现象。由于城市水体污染负荷远远超过城市有限受纳水 体的环境容量和自净能力，导致河水中COD、NH3-N等污染物严重超标，水生生态系统结构 破坏，生物多样性锐减，城市水体的生态功能和使用功能日益衰退，水体修复和水生态功能 恢复的难度明显加大，城市河流水环境生态系统处于失衡状态。同时，城市污水中氮磷污染 物未经有效去除，又成为城市水体发生富营养化的重要诱因，造成水体生态功能的衰退甚至 丧失，水生生态环境的破坏已经成为城市生态文明建设的主要障碍。“有水
2、皆污”、“河道 黑臭”已经成为许多城市面临亟待解决的环境顽疾。城市水环境综合整治和水体修复技术是 破解上述难题的有效方法，国家重大水专项城市主题在“十一五”期间重点针对城市水体修 复技术开展了研究集成和示范应用，突破了 44项关键技术，建立了 25项示范工程，取得了 良好的效果，为我国水体修复积累了技术集成方案和工程实践经验。1、城市水体修复的科学原理与技术思路城市水体修复技术是指根据生态学和环境学的原理，综合运用水生生物和微生物的方 法，使污染水体得到改善或恢复所采用的技术。其特点是充分发挥现有水环境工程的作用， 综合利用流域内的湿地、滩涂、水塘、堤坡及水生生物等自然资源及人工合成材料，对城
3、市 水域自恢复能力和自净能力进行强化恢复或提升。生态修复是相对于生态破坏而言的，生态破坏就是生态系统结构和功能的破坏，因而生 态修复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系，就是重建受损生态系统的 功能以及相关的物理、化学和生物特性。其本质是恢复系统的必要功能并使系统达到自我维 持的状态。修复的目的就是要再现一个自然的、能自我调节的生态系统，使它与它所在的生 态景观形成一个完整的统一体。但要将一个受损的生态系统的结构与功能恢复到受损前的水平是一项艰巨、困难和漫长 的工作。从一定意义上讲，修复又可定义为使受损的生态系统的结构与功能最大限度地接近 受损前的水平。就是针对具体受损的生态系统
4、，找出目前环境条件的限制性因素，根据生态 工程学原理，对该系统实施种群组建或重建，恢复其原有的生物多样性，使其达到具备自我 维持与自我调节的能力。因此，要从生态、社会需求出发，实现生态修复所期望达到的生态 -社会-经济效益；恢复能够达到上述效益的生态系统的结构和功能;通过对系统物理、化学、 生物甚至社会文化要素的控制，带动生态系统的恢复，达到自我维持的状态。基于上述原理，城市水体修复的总体技术思路为：控源为本，调配优先，多元为辅，强 化应急，景观共建。控源为本：城市水体的水质改善应以污染源控制为根本，控源以水环境容量为目标，在 此基础上实现水体收纳污染负荷的总量和浓度控制。调控优先：大多数城市
5、水体最主要的问题是由于生态基流不足而引起的水流缓滞，导致 水体的自净能力退化甚至丧失，进而引发一系列的水环境问题。因而水质改善最有效的方法 就是通过水系调配或是引入其他水源（例如满足补水水质要求的再生水和城市雨水径流）， 改善水动力流态，实现水体的良性循环。多元辅助：在实现控源和调配目标的基础上，可以通过多元生态系统构建、河水充氧、 底质控制等辅助技术促进和提升水质改善和生态修复的效果。强化应急：人工强化处理方法是针对河水（包括循环和旁路）的人工处理技术，通常投 资和成本较高，一般常用于需要紧急应对的场合（例如污染事故，黑臭河道等）。景观共建：城市水体大多具有一定城市景观功能，在采用生态处理技
6、术时，可考虑与景 观建设相结合，起到良好的感官效果。2、水体修复技术的研究进展城市水体修复技术按照治理对象可以分为河道底质改善、河道生态修复、河流水动力调 控和河水强化处理等4类技术，整体技术体系构成如图1所示。城市水体作发技木城巾-河械水动力可挫技坡市河道 底屈凌善 技术城疔闫施末系的琳既木斯调配技术 城而术嫁末惧长航医m调配，评控技术 s本/检水植厄w化技术 苗道克机技木庄质就酷及肥悦惦H邑术呆毗拭道生蛊蛛也刮倦握也她与kt即姓具姓肃 此质站改造月泻,染生左推旭技术磕漫程魅蛀胃蛀此独俄js窸术城生技夏忏型虫忘浮岛水岗改善技求多掇夏自献人I：汝电异物魅或技术里河遗威位生家冷化集&.技术 景观
7、问动生佥拦，旧K旁遭坏挂求城部河木 强化抄化 技术城市河糊末系浙仰强忧妣理关霍技术g水律侧御施化治理地K技术比学德牛物-水*祗物M合童化存和控命枚本 河木处理厂吊床人工卷批肆度处理技术 何水姬理厂旭木罂直泳at生太坦栽住术图I城市灰体燧屋技.术体菰组成心童2.1、城市河流水动力调控技术自然状况下，河流具有一定的自净能力，水体中的溶解氧足以满足自净过程中微生物分 解有机物需要的氧量。但是当水体受到严重污染或超负荷污染时，过量的有机物排入水中， 大气复氧不能及时补充消耗的溶解氧，溶解氧含量大幅降低，出现缺氧或无氧的河段，从而 威胁好氧生物的生存。另外，水体中溶解氧过低，导致厌氧细菌繁殖，形成厌氧分
8、解，产生 甲烷、硫化氢等气体，发生黑臭问题。此时，必须采取必要的措施以改善水质。该类技术包 括水量水质调配和曝气复氧，见图2。城市轲谦水动力凶善调控技术城巾调水，河Mi水暴模抵的水ft化计水技术质调通配*配技I木51木成调凰技术冲永孔物触化原博术臊捞孝生接机永A技笙水强担充技喷哩技桐气末纯嗟技射流嚓气畋流强化曝，栏3城市河流衣功力改曾与问控埃、令美在污染严重的水体中，单靠自然复氧作用，河水的自净过程非常缓慢。故需要采用人工 曝气弥补自然复氧的不足。河道人工曝气技术作为一种投资少、见效快、无二次污染的河流 污染治理技术在很多场合被优先采用。河道人工曝气技术能在较短的时间内提高水体的溶解 氧水平，
9、增强水体的净化功能，消除黑臭，减少水体污染负荷，促进河流生态系统的恢复； 另外，河道曝气技术因地制宜，占地面积相对较小，投资省、运行成本低，对周围环境无不 良影响，如果与综合利用相结合，还可实现环境效益与经济效益的统一，有利于工程的长效 管理。但是要真正发挥河流水体人工曝气复氧技术的实际效益，还必须制订应用该技术的具 体方案，得出可行的增氧量、曝气方式、季节最优化组合，并充分考虑城市景观和经济性原 则。常用曝气技术特点见表1。衰1晞充觐技术/设备的比蛟技术关亲蛆成忧点缺点直用对寒豚冲捐水曝气用豚仲节睿毛景时航底有强化择活充SL态自然，无工微流水伸和射流曝亳安装才侵， 盅卒不占电堆待桢.宿Fl荣
10、堀一水年金辰滤同重河染河也埠巷4高流或突发姓 污凝事故的侦运括理执克曝气2一强化曝气高姓充？t 一年化型 净化能心q 柳我连，嘻声 浜，统障拳4、,河沮琳站.J劳小排水2.2、城市河道底质改善技术在城市河道中，底泥是陆源性入河污染物（营养物、重金属、有机毒物等）的主要蓄积 场所。在不同的环境影响（温度、风浪和溶氧等）条件下，底泥既可以净化湖泊水体，也可 以因富含污染物而成为潜在的内源性污染源污染水体，增加上层水体污染负荷。底质改善技 术则是有效遏制这类内源污染物释放的有效手段，常用的有底质清淤及原位修复技术、景观 河道生态修复型底泥疏竣与处理处置技术等。（1）底质清淤及原位修复技术。底泥生态清
11、淤采用生态清淤工程将污染最重、释放量最大的上层污染底泥依据环保要求 移出水体，避免因河流、湖泊内的底泥释放和动力作用下的再悬浮和溶出后可能造成的河水富营养化和藻类产生和发展问题，从而达到控制底泥释放二次污染的目的。它是控制内源污 染效果较为明显的工程技术措施之一。在采用原位修复技术，利用研发的环境友好型双固定化功能载体及筛选的具有高效净化 性能的功能生物，通过河道底质良性生境的构建、定向强化净化及底质基质促进剂的使用， 进行污染底质原位生态固化-覆盖联合修复。(2) 景观河道生态修复型底泥疏竣与处理处置技术。底泥也是水生态系统重要的环境要素之一，其理化特性直接影响水生态系统的结构与功 能；可以
12、考虑河湖底泥疏浚与底栖生态重建的优化协同，避免过量疏浚造成的河湖底泥生态 支持力下降、疏浚底泥易地处理的环境和经济成本问题，发展可实施精准疏浚的河湖底泥生 态修复型疏浚技术。(3) 底质基改造与污染生态修复技术。从单一的清淤、硬底化、引水冲污、曝气增氧等治理技术研究转为对多项治理技术的集 成应用研究，以降低河道治理的投资、运行成本和保证持续稳定的治理效果。对底泥治理技 术的研究和应用表明，相对于物理、化学修复，对目前以有机物含量高、Eh偏低的重污染 为特点的城市河道底泥，在改善基底理化环境基础上，采用生物修复，特别是植物修复方法 可能更加适宜。(4) 疏浚底泥与处理处置技术。根据疏浚底泥自然沉
13、降速率设计水力疏浚底泥排泥场，避免水力清淤污泥随自然澄清液 回流再次排入水体。针对清淤污泥，开发了高效脱水以及制建材、制陶粒等资源化利用技术， 实现了疏浚底泥的可持续管理。(5) 底泥污染抑制剂技术。针对底泥在厌氧条件下释放污染物导致水体水质恶化的问题，开发出具有强氧化作用、 高效释氧作用、物理阻隔作用和化学固化作用等的底质抑制剂(材料)，对抑制黑臭、应对 突发污染事故等具有显著、快速的控制效果。2.3、城市河道生态修复技术(1) 复合型生态浮岛水质改善技术。以水生植物的优选和可修复水体生物多样性的生态草植入为主要组成部分，对氮、磷营 养物和有机物等均有一定的去除效果，可改善水体水质，提高水体
14、透明度，控制水体富营养 化(减缓藻类的增长速率、减弱藻类暴发程度)，减少以再生水为补给水源的景观水体换水 频率。无外部水源补充条件下，夏季可延缓藻类暴发时间广2d，暴发峰值也可降低约30%。 该技术尤其适合北方地区以再生水为主要补给水源的滞流/缓流景观水体水质的保持与改 善。(2) 多级复合流人工湿地异位修复技术。通过多级复合流入工湿地的构建，解决了传统人工湿地的运行效果不稳定、脱氮效果一 般、填料易堵及冬季处理效果差等多项难题，使其出水主要水质指标稳定达到地表水IV类标 准。该技术对COD、总氮、总磷具有较好去除效果，在进水水质波动较大，水质较差的条件 下，出水水质仍可稳定达到地表水V类要求
15、，多级潜流湿地示范工程在稳定运行阶段对COD、 TN和TP的去除率可达到70%90%。该技术主要用于景观水体的水质改善及长期保持，适用 于征地方便的地区。(3) 城市黑臭河道原位生态净化集成技术。包括底泥污染控释与底质生境改善、黑臭河水生物栅净化与控藻、黑臭河水生态接触氧 化等。形成了城市黑臭河道原位生态净化集成技术体系，将浮船式增氧机作为混凝药剂的投 加、溶解、搅拌、反应的动力设备，从而把增氧和混凝有效地结合起来；科学控制增氧机与 生态浮床之间的距离，消除增氧机对生态浮床上植物生长及其净化污染物的负面影响；利用 生态浮床水下部分的接触沉淀和物理吸附作用，促进化学混凝后水体的加速和稳定澄清，防 止增氧机工作及水流搅动引起的絮体再悬浮，保障工程效果的长效性。按该方法设计的技术 系统具有集成化程度高、投资和能耗低、易于操作、便于管护、快速长效等优点。(4) 景观河道生态拦截与旁道滤床技术。生态滤床是在自然湿地结构与功能的基础上通过人工设计的污水处理生态工程技术，利 用系统中的基质、水生植物、微生物的物理、化学、生物
