２０１８．１１科学技术创新一８３一 城市河道生态修复技术探讨 ——以上海市某城市河道生态修复为例 王苏艳 （上海泽耀环保科技有限公司，上海２０１６００） 摘要：针对上海市松江区某水质较差的污染河道，通过采用人工浮岛、生物绳挂膜和高效曝气增氧复合生态修复工艺，有效 地改善了该河道水质，强化了河道的自净能力，提高了水体透明度，同时形成了良好的河道水生态景观。 关键词：城市河道；生态修复技术；水质净化 中图分类号：Ｘ１４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９６—４３９０（２０１８）１１－００８３—０２ 城市河流是指城区内用于防洪、排涝、引清、蓄水、排水及航 雨季节，尤其是地面径流较大时，一些地面雨水可以直接以面 运的天然或人工水道川，它们不仅是重要的水利资源，同时也是 源形式释放到河道中。 城市生态环境的重要组成元素。但受城市区域高强度人类活动 １．２．１．２污水管道排放：该河道有２个污水排口，会不定时的 的干扰，雨污混流管道的直接河道排污、企业的偷排、沿河地下 向河道内排放污水，导致污染物间歇式地排人河流，造成水体 污水管道渗漏、沿岸生活污染源直接入河等。这使得人河污染 污染。 物量严重超过河流自净能力，导致城市河道严重污染，甚至其 １．２．２无自净能力 水生态系统的彻底崩溃，出现众多的城市黑臭河道。这既影响 由于本河道属于人工渠化的河道，该河道两端断头，河道水 了人民的生活质量 ，同时也阻碍了城市的可持续发展。因此， 体缺乏和其他水体进行水质流动交换的空间。水生植物不但能 改善城市河道水质和加强生态修复工作刻不容缓。 够通过光合作用释放氧气，而且可以吸收减少水体中的污染 本文介绍了上海市松江区某河道的生态治理方案及效果， 物，为微生物提供附着载体。另外，很多水生植物可以抑制藻类 并探讨了城市河道的生态修复技术，为区域水体环境生态修复 繁殖和生长 。本河道水中无水生植物存在，这也影响了水体 的工程项目提供参考，为城市河道生态修复提供理论基础和实 的自净能力。河道缺乏基本自净能力，进入的污染物长期积累 践经验。 造成水质富营养化不断加剧。 １河道概况 ２本河道修复工程方案 １．１水质现状 ２．１技术方案选取 上海市松江区某河道总长约８６６ｍ，河道两头均已拦断，河 河道水体的治理修复是一个长期、艰巨的工程，不仅需要合 水基本没有流动。河宽约２０ｍ，枯水期水深约１－１．５ｍ，平水期水 适的方法，更要有因地制宜的治理方案。目前河道的生态修复 深约为１．８－２．０ｍ，丰水期水深约２．４—３．０ｍ。２０１６年９月对河道 技术主要有人工湿地、生态浮岛、生物膜净化和曝气增氧等。 内２个断面进行３次取样分析，结果见表１。 表１松江区某河道水质检测结果 单位：ｍｇ／Ｌ（ｐＨ值除外） 人工湿地利用基质、微生物、水生植物复合生态系统的物 理、化学和生物的协同作用阁，实现对污水的净化。人工湿地系 统是一个半开放、半封闭的生态系统，在城市河道生态修复中 对处理面源污染效果明显［６１。由于本河岸为已经建成的垂直水 泥驳岸，两岸为已经成居民小区，因此不存在通过建设人工湿 地等方案进行水质修复的可能性。 生态浮岛技术也叫“人工浮岛”，是一种生长有水生植物或 陆生植物的漂浮结构川。主要是利用植物根部净化水体，植物的 根部不仅可以吸收、吸附水体中的污染物【一，还可以分泌一定 的酶促进有机物的分解，且植物根系与微生物具有协同效应１９１。 生态浮岛技术能够持续去除水中的污染物，且具有构建景观、 由表可知，水质偏碱性，超过Ｖ类水６－９的范围，水中溶解 为生物提供繁殖生长空间等功能。 氧较高，可能和取样时河道藻类较多有关。该河道ＣＯＤ ＴＰ含 生物膜技术是指微生物以某种材料为载体，附着于载体表 量超标，磷是水体富营养化的重要限值因素，因此该河道磷含 面形成膜状，通过增加与污染物的接触面积，加强对污染物的 量较高是造成藻类较多的重要原因。 降解作用。该技术能够有效去除水体中有机污染物及含氮污染 １．２水质污染原因分析 物，从而净化河道水体。结合本河道的特点以及河道生态景观 根据现场踏勘，造成该河道水质较差的原因主要有以下两 建设，生态修复方案中考虑将生态浮岛技术与生物绳挂膜技术 个方面。 进行联用。 １．２．１外源污染 曝气增氧技术是指通过人工方式向水体中充入空气或氧 １．２．１．１两岸面源直接汇入：河岸无截污设施导致面源污染 气，达到增加水中溶解氧的目的，从而增强好氧微生物的活性， 的直接汇人。该河两岸目前主要为垂直水泥护岸，护岸顶和岸 促进污染物的降解速度。另外，有研究表明，在曝气条件下的生 边地面基本持平，岸边有少许的灌木，乔木／草地绿化，所以在降 物膜技术对黑臭河水有更好的去除效果 ，故本方案中使用曝 一８４一科学技术创新２０１８．１１ 气增氧技术。 《 ０ ５ 。４ｓ Ｏ ４ ● 根据该河道实际情况，为提高水体的自净能力，改善河道的 水质，本河道采用的修复技术为人工浮岛技术、生物膜技术和 曝气技术联合使用。 ２．２方案实施方式 、～Ｉ＿ 嬖。；ｓ － 、 工 Ｉ ＼ ５ ６ ７ ８ ９ ｌ０ １ｌ １２ 人工浮岛的植物选用鸢尾、旱伞草、金钱草和狐尾藻，考虑 到植物的净水效果及景观搭配，中间种植旱伞草或鸢尾，两边 种植金钱草或狐尾藻。该河道构建的人工浮岛的面积约为河道 水面积的２０％。 。２ｓ 。２ ０１５ ２ ． ３ ４ 本河道采用生物绳挂膜技术，它是指利用生物绳作为载体， 使微生物附着在生物绳表面生长，利用微生物的吸收、同化作 用，从而净化水质的技术。本方案通过将生物绳悬挂于生态浮 岛下方实现，从而构建复合型水生植物＋生物绳一体化生态浮 岛。复合型生态浮岛的面积约为河道水面积的１０％。 —月份 ＊＿－本｝ｉｉ｝遵 一一ｌｖ类水标准—— 镬水标准 图３本河道２０１７年各月份总磷的变化情况 由检测结果可知，本河道通过采用人工浮岛、生物绳挂膜和 本河道曝气技术采用高效微孔曝气增氧方式，曝气主管沿 高效曝气增氧工艺，有效的降低了河水中氨氮、总磷、有机物等 河岸铺设，间隔２ｍ，向河道内布设５ｍ的软管，软管连接微孔曝 污染物的含量，提高了河水的透明度，对河水的净化有一定的作 气盘，利用重块控制在水面下３０ｃｍ处，共设置微孔曝气盘２００ 用，并形成良好的河道水生态景观。 个。曝气时间根据河道水质情况进行调节，通常情况下，夏季曝 ４结论 气时间稍长，冬季曝气时间稍短。 ３运行效果 采用人工浮岛、生物绳挂膜和高效曝气增氧复合生态修复 工艺，通过水生植物的吸收、微生物的降解等作用，可达到净化 本河道工程自２０１６年１２月竣工后至２０１７年１２月期间 河道水质，提高水体透明度，美化河道生态环境的效果，本工程 内，有专人定期维护管理生态浮岛和曝气设备。项目稳定运行 的技术方案值得在水体修复领域尝试推广。 的１年内，定期对河道水质进行采样检测，结果表明，该河水ｐＨ 参考文献 的范围在６．５～８．５，溶解氧的范围在５．０～９．８ｍｇ／Ｌ，透明度在３０～ ［１】曹仲宏，刘春光，徐泽．现代城市河道综合治理与生态恢复…． ６０ｃｍ。本次以河道不同采样点结果的均值来表现河道水质情 城市道桥与防洪，２０１０。１（１）：７０—７２． 况，２０１７年各月份ＣＯＤＣｒ、氨氮和总磷的均值变化情况分别见 【２】杨丽蓉，陈利顶，孙然好．河道生态系统特征及其自净化能力 图１～图３。 ４５ 研究现状与发展『Ｊ１＿生态学报，２００９，２９（９）：５０６６—５０７５． 蔷４ｏ 乏 爪 ［３］郭沛涌，朱荫湄，宋祥甫等．陆生植物黑麦草对富营养化水体 修复的围隔实验研究——总磷的净化效果及其动态过程『Ｊ１．浙 江大学学报（理学版），２００７，３４（５）：５６０—５６４． ［４］Ｚａｃｈａｒｙ Ａ．Ｍａｒｉｍｏｎ，ＺｈｅｍｉｎＸｕａｎ，Ｎｉ－Ｂｉｎ Ｃｈａｎｇ．Ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ３５ －３０ Ｉ ＼ ‘ ０ ｚｓ ｗｅｔｌａｎｄｓ ｉｎ ａ ｓｔｏｒｍ ｗａｔｅｒ ｗｅｔｐｏｎｄ【Ｊ］．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ， ２０１３，（２６７）：６６－７９． ［５］冯培勇．人工湿地及其去污机理研究进展【Ｊ１．生态科学， ２ ３ ４ ５ ６ ７ 月份 ——２Ｏ ２００２，２１（３）：２６４—２６８． 【６１４．￣５－亮，成水平．城市景观河道生态修复研究进展『Ｊ１．安徽农业科 Ｉｖ袭水标准——ｖ袭 标准— 一本河道 图１本河道２０１７年各月份ＣＯＤｃｒ的变化情况 学，２０１２，４０（３４）：１６７９０—１６７９２，１６８１４． 【７】李英杰，金相灿，年跃刚等．人工浮岛技术及其应用ｌＪＩ．水处理 技术，２００７，３３（１０）：４９—５１． 【８】晁雷，刘馨，胡成等．人工浮岛技术在北方地区水质改善中的 研究进展ｆＪ］．黑龙江农业科学，２０１２（２）：１３５—１３８． Ｔ ｛－；／／｝ 一、 卜 【９】范洁群，邹国燕，宋祥甫等．浮床黑麦草对城市生活污水氮循 环细菌繁衍和脱氮效果的影响［Ｊ］．生态学报，２０１０，３０（１）：２６５— ２７１． 【１Ｏ】董甜甜，吴昊，任松洁等．固定生物膜技术处理黑臭河水的研 究『Ｊ］．环境工程，２０１４（６）：２９—３２． 目份 ——ｌｖ决水标准——ｖ喽水标准— ÷一本河道 图２本河道２０１７年各月份氨氮的变化情况
