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    1. 《蘇州城投》第23期
      蘇州城市建設(shè)投資發(fā)展有限責(zé)任公司
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      城投研思

      城投研思 > 淺談蘇州地區(qū)水體修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

      淺談蘇州地區(qū)水體修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用
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             導(dǎo)言
             蘇州素有“上有天堂,下有蘇杭”之美稱,水系是其城市的命脈,水環(huán)境的好壞直接影響城市的可持續(xù)發(fā)展。然而在蘇州國民經(jīng)濟(jì)得到快速增長的同時(shí),蘇州地區(qū)水體環(huán)境也遭受到嚴(yán)重的污染和破壞,污染物排放量超過水環(huán)境承載能力,損害了城市人居環(huán)境,嚴(yán)重影響城市形象。
             近年來,蘇州市委、市政府高度重視環(huán)境保護(hù)工作,相繼出臺了《蘇州市水污染防治工作方案》、《蘇州市陽澄湖生態(tài)優(yōu)化三年行動(dòng)計(jì)劃(2016~2018年)》等一系列計(jì)劃方案,系統(tǒng)推進(jìn)流域綜合治理。2017年,蘇州市深入開展“263”專項(xiàng)行動(dòng),整治完成黑臭河道54條,新增污水管網(wǎng)886.6公里;禁養(yǎng)區(qū)擴(kuò)大至太湖一級保護(hù)區(qū),關(guān)停490家規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場,城市水環(huán)境綜合治理取得很大成效,但水環(huán)境質(zhì)量總體仍處于輕度污染狀態(tài),形勢依然嚴(yán)峻,水體修復(fù)已經(jīng)成為目前蘇州環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
             蘇州古城區(qū)水體污染分析
             蘇州市地處以太湖為中心淺碟形平原的底部,全市地勢低平,自西向東緩慢傾斜;具有豐富的雨水資源,降雨多集中于6~9月份。蘇州市古城區(qū)內(nèi)河道形成了“一環(huán)三橫四縱”的水系布局。河道周邊建筑密集,綠地和可滲透性地面相對較少,水體受潮水頂托與地形影響流向不定,流速緩慢,水體極易惡化,城區(qū)主要河道均為Ⅴ類水質(zhì)。
             根據(jù)蘇州市環(huán)保局網(wǎng)站2016年度蘇州市環(huán)境狀況公報(bào),全市地表水環(huán)境質(zhì)量總體處于輕度污染狀態(tài)。列入江蘇省“十三五”水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)考核的50個(gè)地表水?dāng)嗝嬷?,水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類斷面的比例為16.0%,Ⅲ類為48.0%,Ⅳ類為26.0%,Ⅴ類為10.0%,無劣Ⅴ類斷面。
             蘇州市地表水污染屬綜合型有機(jī)污染,以富營養(yǎng)化為主要特征,主要污染物為氨氮和總磷??傮w上,古城區(qū)內(nèi)城河河道污染程度要比外圍河道嚴(yán)重,水體惡化后的常見問題為黑臭問題、水華問題、青苔問題。
             綜上分析,造成蘇州城區(qū)水體持續(xù)污染的原因主要有:
             01/點(diǎn)源污染:城中村多、人口密集、餐飲旅游點(diǎn)多,有些地區(qū)沒有安裝地下分流截污管道,仍存在少數(shù)偷排現(xiàn)象,造成“三產(chǎn)”污染及城市生活污染等;
             02/面源污染:沿岸游客丟棄垃圾、降雨地表徑流所攜帶的污染負(fù)荷、城鄉(xiāng)結(jié)合部地區(qū)分散式畜禽養(yǎng)殖廢水污染、城市初期雨水等;
             03/內(nèi)源污染:污染物和氨氮從河道底泥中釋放,底泥上浮;城市河道富營養(yǎng)化,導(dǎo)致河道中藻類過量繁殖等;
             04/蘇州市古城區(qū)以平原地形為主,河底高程和水流坡降較小,以及蘇州城區(qū)有部分河道被填斷流,水體流動(dòng)性比較弱,河道的水循環(huán)能力比較差;
             05/城區(qū)河道實(shí)施河床硬化、砌石護(hù)坡、裁彎取直等工程,破壞了河流自然生態(tài)環(huán)境;
             06/河道中的水生植物和動(dòng)物生存的環(huán)境得不到改善,影響城市河道水體的自凈能力。
             水體修復(fù)的基本概念及技術(shù)
             水體不僅包括水,還包括水中溶解物質(zhì)、懸浮物、底泥、水生生物等。水體修復(fù)是指除了依靠水生生態(tài)系統(tǒng)本身的自適應(yīng)、自組織、自調(diào)節(jié)能力以外,采取人工的物理、化學(xué)和生物的方法,使水體恢復(fù)到原有的生態(tài)功能的過程。
             01/物理修復(fù)技術(shù)
             物理修復(fù)是指修復(fù)水體的物理狀況,技術(shù)手段包括引水稀釋、底泥疏浚等。
             引水稀釋就是通過工程調(diào)水以降低污染水體中的污染物質(zhì)的濃度,使水體在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但引水稀釋對引水水域和引入水水域有一定的負(fù)面影響,會導(dǎo)致兩水域生態(tài)體系發(fā)生變化。
             底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴(yán)重的河段、湖泊進(jìn)行疏浚、清淤,恢復(fù)河流和湖泊的正常功能。底泥疏浚同時(shí)也存在一些問題,一是成本過高,二是不能從根本上解決問題,另外還要考慮清出污泥的出路問題。
             02/化學(xué)法修復(fù)技術(shù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指通過向水體投加化學(xué)藥劑的方式處理被污染水體,達(dá)到去除水體中污染物的一種方法。如治理湖泊酸化可投加生石灰;抑制藻類大量繁殖可投加殺藻劑;除磷可投加鋁鹽或鐵鹽等?;瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用費(fèi)用較高,并且容易造成二次污染。因此,高效、廉價(jià)、安全的藥劑的研發(fā)和與生物技術(shù)相結(jié)合是化學(xué)修復(fù)技術(shù)現(xiàn)在以及將來的發(fā)展方向。
             03/生物法修復(fù)技術(shù)
             水體的生物修復(fù)技術(shù)是新近發(fā)展起來清潔環(huán)境的一項(xiàng)新興技術(shù),具有低投資、高效益,便于應(yīng)用的特點(diǎn),未來發(fā)展?jié)摿薮?。它利用特定生?主要是微生物)對水體中污染物的吸收、轉(zhuǎn)化或降解,達(dá)到減緩或最終消除水體污染、恢復(fù)水體生態(tài)功能的目標(biāo)。從生物的選擇和培養(yǎng)應(yīng)用上來分主要包括直接投加微生物技術(shù)、培養(yǎng)微生物技術(shù)和高等生物修復(fù)技術(shù)等。
             近期,同濟(jì)大學(xué)研發(fā)出一種新技術(shù)-生態(tài)凈水石(EBB)技術(shù),將凈化水質(zhì)的優(yōu)勢菌封入濾料塊,根據(jù)需要一并使用曝氣裝置,構(gòu)成凈化系統(tǒng)。利用微生物分解有機(jī)物的功能凈化水質(zhì),同時(shí)抑制硅藻類的繁殖,尤其適合蘇州地區(qū)水體的凈化。
             對比總結(jié)
             01/物理修復(fù)技術(shù)存在暫時(shí)性、不穩(wěn)定性以及治標(biāo)不治本等缺點(diǎn),只能是作為救急方法或水體污染治理的輔助手段。
             02/化學(xué)法修復(fù)容易造成二次污染,不利于環(huán)境治理的可持續(xù)發(fā)展,不宜長期大范圍使用。
             03/生物修復(fù)技術(shù)以其特有的優(yōu)點(diǎn)引起了人們的極大關(guān)注。大力發(fā)展生物修復(fù)技術(shù)如高等植物對重金屬的吸收、開展生物菌工程的研究是一條切實(shí)可行的途徑。
             04/集多種修復(fù)手段為一體,將物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合是未來水體修復(fù)的主要技術(shù)手段。
             建議采取的對策及技術(shù)措施
             根據(jù)蘇州水體環(huán)境分析及各種水體修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn),建議如下采取對策及技術(shù)措施。
             01/外源阻斷。外源阻斷包括城市截污納管和面源控制兩種情況。針對缺乏完善污水收集系統(tǒng)的水體,通過建設(shè)和改造水體沿岸的污水管道,將污水截流納入污水收集和處理系統(tǒng)。針對目前尚無條件進(jìn)行截污納管的污水,可在原位采用高效一級強(qiáng)化污水處理技術(shù)或工藝,快速高效去除污染物。
             由于蘇州河道周圍大量的不透水面導(dǎo)致降雨徑流直接攜帶大量的污染物進(jìn)入河道。初期雨水控制,清理城市水體周邊垃圾、餐飲企業(yè)廚余是控制面源污染的重要措施。應(yīng)在蘇州雨季(6~9月)來臨前期就開始重點(diǎn)集中采取流域面源控制措施,以減輕降雨高峰期的非點(diǎn)源污染。
             02/內(nèi)源控制。清淤疏浚傳統(tǒng)技術(shù)有兩種:抽干河水后清淤;用挖泥船直接從水中清除淤泥。蘇州城區(qū)河道較窄,河道周邊大多為居民區(qū)及旅游區(qū),傳統(tǒng)清淤方式并不太適合。目前,德國DEW智能清淤機(jī)器人生態(tài)清淤技術(shù),比較適合蘇州城區(qū)河道及旅游景區(qū)的清淤。該機(jī)器人具有浮舟結(jié)構(gòu)和移動(dòng)裝置,體積小、可遙控,吸泥部件可下降到水底10米,日吸泥量2500m,通過軟管系統(tǒng)泵送到岸邊污泥接收處置場所。該技術(shù)清淤時(shí)不需要抽干水體;通過柔和方式抽吸底泥,不會湍流翻滾;在吸泥期間,水體可以處于正常狀態(tài)。
             進(jìn)入春夏季,隨著溫度的升高,藻類開始大量繁殖并達(dá)到頂峰,建議在冬末春初進(jìn)行河道生態(tài)清淤,消除內(nèi)源污染物,起到抑制藻類生長的效果。對于河道水面漂浮垃圾、水生植物殘?bào)w等,應(yīng)多頻次進(jìn)行清撈。
             03/水質(zhì)凈化。采用人工曝氣充氧,可以提高水體溶解氧濃度和氧化還原電位,緩解水體黑臭狀況,蘇州河等治理中普遍采用了曝氣增氧的方法。高污染區(qū)域可以適當(dāng)采用絮凝沉淀技術(shù)等化學(xué)修復(fù)技術(shù)。由于蘇州總體處于輕度污染狀態(tài),水網(wǎng)密布、河塘眾多,比較適合采用人工濕地、生態(tài)浮島、穩(wěn)定塘、生物修復(fù)技術(shù)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。
             04/水動(dòng)力改善。通過水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以看出,古城區(qū)內(nèi)部河道水質(zhì)相對較差,城區(qū)外圍河道水質(zhì)較好,可以充分考慮采取引清調(diào)水,通過泵站注入河道,借助外來水源稀釋城區(qū)內(nèi)河道水,同時(shí)溝通、拓寬城區(qū)水網(wǎng)水系,減少斷頭水路,增加水體動(dòng)力,促進(jìn)水體循環(huán)。流水不腐,是緩減甚至基本消除河流黑臭的關(guān)鍵因素。
             05/生態(tài)恢復(fù)。采用搭配種植岸邊植物、挺水植物和沉水植物,設(shè)置雨水、洪水蓄滯池,恢復(fù)河岸植物群落和儲水帶。基于“親近自然河流”概念和“自然型護(hù)岸”技術(shù),把河堤改造成適合動(dòng)植物生長的模擬自然狀態(tài),建成無混凝土河堤或混凝土外覆蓋植被的生態(tài)河堤,恢復(fù)其自凈功能。在河流水質(zhì)得到有效改善的基礎(chǔ)上,通過水生植物和水生動(dòng)物(如魚類、底棲動(dòng)物等)食物鏈的修復(fù)與水文生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建,持續(xù)去除城市水體中污染物和營養(yǎng)物,改善水體生境,逐步實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)修復(fù)。
             結(jié)論
             城市水體整治僅針對河道本身是不夠的,需要進(jìn)行全流域綜合治理,并在傳統(tǒng)治理理念的基礎(chǔ)上更突出生態(tài)修復(fù)概念。同時(shí),要全面了解河流污染類型和調(diào)查水體惡化的原因,實(shí)施“一河一策”對癥治理思路,從截污控源、消減內(nèi)源、增強(qiáng)水體自凈能力、水生態(tài)修復(fù)等方面著手,綜合應(yīng)用多種技術(shù)手段,健全長效機(jī)制,通過持久不懈的努力,最終實(shí)現(xiàn)河流水體自然生態(tài)修復(fù)。
             “共抓大保護(hù),不搞大開發(fā)”--習(xí)近平總書記關(guān)于長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)的講話
      
      
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