城市內(nèi)河就地截污裝置研究【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻綜述</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　城市內(nèi)河就地截污裝置研究</p><p>　　摘要：通過介紹治理城市河道污染的技術(shù)方法，包括人工濕地、人工浮島、截污、河道曝氣、人工水草、水體養(yǎng)殖以及它們各自的原理、優(yōu)點及其缺陷；將各種技術(shù)方法的優(yōu)勢相

2、互結(jié)合，來實現(xiàn)城市內(nèi)河河道截污，預(yù)期可以達到理想的效果。關(guān)鍵詞：人工濕地、人工浮島、截污、河道曝氣、人工水草</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　城市河道污染是我國大部分城市普遍面臨的重大環(huán)境與公共衛(wèi)生問題之一。造成城市河道污染的原因眾多，主要因素是：（1）城市排污管網(wǎng)不健全，導(dǎo)致大量生活污水未經(jīng)處理便直接排入河道；（2）城市降水形成的

3、地面逕流裹挾大量面源污染物排入河道。這就要求我們從另辟蹊徑，從源頭上控制污染物排入河道即截污是控制河道污染、改善河道水質(zhì)的關(guān)鍵。實現(xiàn)河道環(huán)境綜合整治、控制河道污染的方法大致包括清淤、截污、駁岸、曝氣等工程措施，以及人工水草、人工浮島、水體養(yǎng)殖等生態(tài)修復(fù)措施【。。?！?。</p><p>　　2.研究城市內(nèi)河污染技術(shù)的目的</p><p>　　近年來，我國隨著人民生活水平的提高以及城市化進程的

4、加快，城市內(nèi)河河道污染越來越嚴(yán)重，城市中幾乎所有的河道都有或多或少的污染，好多河道都有發(fā)黑發(fā)臭的現(xiàn)象。另一方面，人們對生存環(huán)境的越來越重視，對城市環(huán)境的美觀提出了更高的要求。鑒于此，提出研究治理城市內(nèi)河污染技術(shù)，更是有著其不可忽視的現(xiàn)實意義。</p><p>　　3.國內(nèi)外城市內(nèi)河截污研究狀況</p><p>　　城市內(nèi)河截污技術(shù)有截污、曝氣等工程措施，以及人工濕地、人工浮島、人工水草等生

5、態(tài)修復(fù)措施。各種河道截污技術(shù)的研究歷史各不相同。</p><p>　　人工濕地真正用于污水凈化的研究始于20 世紀(jì)70 年代末[1]。目前,在美國密執(zhí)安州的莫斯凱崗(Muskegon) ,已建成處理廢水量達13 ×104 m3 /d的大型廢水土地處理場。在澳大利亞墨爾本市的威利比(Worribee)廢水處理歷史悠久[4]。 中國對人工濕地的研究開始較晚,在“七五”期間才開始了對人工濕地的研究工作。繼19

6、89年于北京昌平縣建成第一個人工濕地處理系統(tǒng)之后, 1990年于深圳白泥坑等地又建成了濕地處理系統(tǒng)示范工程,其出水達到了二級處理水平。隨著人工濕地技術(shù)的改進和發(fā)展,人工濕地的應(yīng)用范圍越來越廣泛,在城市污水處理方面已經(jīng)有了較多的應(yīng)用實例,且普遍運行較好[2]。</p><p>　　國外利用該技術(shù)治理污染河流的成功例子有：德國Saar河純氧曝氣，1998年夏天，德國利用純氧曝氣船對Saar河進行曝氣，以提高水體中的溶

7、解氧含量；國內(nèi)1999年重慶市在被嚴(yán)重污染的桃花溪內(nèi)采用了人工充氧，運行一星期后河道水質(zhì)有了明顯的改善并消除了臭氣【3】。</p><p>　　最早研究浮島技術(shù)的學(xué)者是美國生態(tài)學(xué)家Gurney ,他以研究加拿大雁獲得“雁爸爸”稱號而著名，在他之后, Trivedy 1978 , Sasser 1995 , Haller1996 等人也對人工浮島進行了相關(guān)研究；在國內(nèi),宋祥甫等人在1991 年開展了人工浮床的研究與

8、應(yīng)用工作,他們先后在杭州、上海、無錫、北京等城市進行生態(tài)浮床治理城區(qū)污染河道實驗[5]?，F(xiàn)在提出的新型人工浮島是通過兩種滲透性能填料的填充[6]。</p><p>　　從2O世紀(jì)五六十年代起，英、德、美等發(fā)達國家就開始考慮解決日益嚴(yán)重的河道污染問題。。英國的Thames，德國的Ruhr與Saar，澳大利亞的Swan和美國的Homewood等河流就先后利用河道曝氣技術(shù)改</p><p>　　

9、善河流的水質(zhì)。近年來在我國一些大中城市已經(jīng)進行了一定規(guī)模的河道人工曝氣復(fù)氧試驗，如北京的清河環(huán)境改善工程、上海的蘇州河河道曝氣復(fù)氧工程、上澳塘和新涇港的曝氣工程試驗、重慶</p><p>　　的桃花溪曝氣措施等。</p><p>　　關(guān)于人工水草的國內(nèi)外研究資料比較少，但是在近年來在國內(nèi)外的研究和應(yīng)用正日益增多[9]。</p><p>　　4.治理城市內(nèi)河污染技術(shù)方

10、法</p><p>　　近年來，治理城市內(nèi)河污染技術(shù)方法的研究相當(dāng)活躍，各種方法的研究都是為了更客觀、更準(zhǔn)確地反映水體水質(zhì)的實際情況。主要方法有人工濕地、人工浮島、河道曝氣、截污、人工水草、水體養(yǎng)殖等方法。本文著重介紹前面5種方法。</p><p><b>　　4.1人工濕地</b></p><p>　　人工濕地系統(tǒng)作為一種兼有水體修復(fù)、園林綠

11、地和景觀效果的水處理設(shè)施，具有較高的應(yīng)用價值。人工濕地真正用于污水凈化的研究始于20 世紀(jì)70 年代末，它適合于水量小、水質(zhì)變化不大、管理水平不高、用地充足的城鎮(zhèn)污水處理[1]。人工濕地污水處理系統(tǒng)是一種集環(huán)境效益、經(jīng)濟效益及社會效益于一體的污水處理方式，具有建造成本低、運行成本低、出水水質(zhì)好、操作簡單等優(yōu)點[10]。</p><p>　　污水進入濕地處理單元—蘆葦濕地系統(tǒng)，生活污水在周圍筑有壩梗的蘆葦濕地中，通

12、過對配水閘門的調(diào)節(jié)，使其保持一定的深度，經(jīng)過一定時間的培養(yǎng)，在每個單元內(nèi)形成了一個相對獨立的簡單的生態(tài)系統(tǒng)。污水經(jīng)過土壤滲漏，植物吸收，通過物理、化學(xué)、物理—化學(xué)及生物反應(yīng)使污水得以凈化，其作用機理為：異養(yǎng)菌+ 有機質(zhì)+ D O → C O 2+ N H 3+ H 2O[10]。復(fù)合人工濕地技術(shù)比傳統(tǒng)單一的人工濕地技術(shù)有更高效的污染物去除性能,其中以復(fù)合垂直流人工濕地更為突出[7]。而且人工濕地的植物選擇范圍日趨廣泛[8]。</p

13、><p><b>　　4.2人工浮島</b></p><p>　　人工浮島是一種長有水生植物或陸生植物、可為野生生物提供生境的飄浮島,主要由浮島基質(zhì)、植物和固定系統(tǒng)組成[11]。相比于傳統(tǒng)的人工濕地，人工浮島將植物種植于浮墊上,因而植物的生長不受水域類型和水底地形等條件的限制,人工浮島具有更高的營養(yǎng)物質(zhì)和其他元素的同化吸收效率[11]。在水體中設(shè)置人工浮島,浮島上的植物根

14、系能夠吸附和吸收水中的氮、磷等物質(zhì),貯存在植物細胞中,可以降低水體化學(xué)需氧量(COD) 、總氮( TN) 、總磷( TP)及重金屬含量。人工浮島可用于以下地點的生態(tài)恢復(fù):（1）具有大水位波動及陡岸深水環(huán)境的水域；（2） 具有猛浪、高濁度和富營養(yǎng)化狀況的湖區(qū)；（3）有景觀功能需求的池塘和濕地水域[5]。</p><p><b>　　4.3河道曝氣</b></p><p>

15、;　　目前我國七大江河流域都已經(jīng)受到不同程度的污染,特別是在全國138個城市河段中,流經(jīng)繁華區(qū)域的絕大部分也受到不同程度的污染[12]。從2O世紀(jì)五六十年代起，英、德、美等發(fā)達國家就開始考慮解決日益嚴(yán)重的河道污染問題。其中，河道曝氣技術(shù)作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術(shù)，在很多國家被優(yōu)先采用[15]。河道曝氣技術(shù)是充分利用天然河道和河道已有建筑就地處理污水的一種方法。該法綜合了曝氣氧化塘和氧化溝的原理，結(jié)合推流和完全混合這兩種流態(tài)

16、的特點，有利于克服短流和提高緩沖能力；同時也有利于氧的傳遞、液體混合和污泥絮凝，是一種有效的河流水質(zhì)凈化方法。河道曝氣技術(shù)具有占地面積小、設(shè)備投資少、運行簡單、處理水量大等優(yōu)點，且無二次污染，其費用僅為達到同樣處理效果的污水處理廠投資的1／4以下；作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術(shù)，在很多國家被優(yōu)先采用[11]。</p><p>　　國內(nèi)外的實際運行經(jīng)驗表明，在河道中進行充氧不但能改善水體黑臭狀況，而且能使

17、上層底泥中還原性物質(zhì)得到氧化或降解。曝氣在河底沉積物表層形成了一個以兼性菌為主的環(huán)境，并使沉積物表層具備了好氧菌群生長刺激的潛能，從而能夠在較短的時間內(nèi)降低水體中有機污染物，提高水體溶解氧的濃度，增強水體的自凈作用，改善水環(huán)境。人工曝氣在黑臭河流水體的凈化過程中起著非常重要的作用[13]。</p><p><b>　　4.4 截污</b></p><p>　　河流的污

18、染一般包括工業(yè)污染、生活污染污染、受上游水質(zhì)影響和底泥污染物釋放污染等污染源。這些污染物或者通過管道直接排到河道中或者通過雨水管道形成雨污合流排放到河流中。河道截污的關(guān)鍵是如何根據(jù)污染物量的多少合理地設(shè)計排污管直徑的大小、材料以及泵站能力的大小, 并將這些污染源產(chǎn)生的污染物集中起來并且送到污水處理廠中進[14]。河道截污一方面要靠新的材料、新的施工工藝, 同時還要依靠排污管網(wǎng)的合理規(guī)劃、截污設(shè)備的合理設(shè)置。河道截污需要鋪設(shè)合理管道。截污

19、管渠需要及時清理, 污水管渠過流要受限。截污處理的污水量大，只要還對河道截污在整體規(guī)劃中設(shè)計引進了新的方法, 對截污在景觀保護、防洪方面也提出了一些建設(shè)性的意見，是有其應(yīng)用的價值。</p><p><b>　　4.5 人工水草</b></p><p>　　浮床技術(shù)作為改善富營養(yǎng)化水體水質(zhì)的有效方法之一，因具有造價低廉、運行簡便、改善景觀環(huán)境等優(yōu)點，在國內(nèi)外的研究和應(yīng)用

20、正日益增多[9]。作為傳統(tǒng)的浮床植物，美人蕉對水體中的污染物具有良好的去除效果，但美人蕉不耐寒，制約了生物浮床技術(shù)的推廣應(yīng)用。首次引種了冬季半綠植物黃菖蒲和四季常綠植物西伯利亞鳶尾作為生物浮床植物，同時組合了新型的人工水草，以此解決生物浮床的越冬問題．使生物浮床水質(zhì)改善能得到推廣應(yīng)用。人工水草采用維綸醛化絲為材料，維綸絲采用平行排列方式，提高利用效率。實驗表明，黃菖蒲等3種浮床植物及人工水草對微污染水體水質(zhì)的凈化起到了明顯的效果[9]。

21、用人工水草來處理城市內(nèi)河污染需要和其他生物浮床植物相結(jié)合才能到達比較好的效果。</p><p><b>　　5.各種方法的比較</b></p><p>　　以上介紹的5種治理城市河道污染方法各有各的優(yōu)點，但都有其不足的一面。人工濕地處理污水量大，耗能少，無需管理，但有較大地域局限，去污能力有限，應(yīng)用有限。相比于傳統(tǒng)的人工濕地，人工浮島植物種類多，去污能力更強。相比于截

22、污，人工浮島簡便易行，耗資少，工程量小，又有良好的景觀，但容易受到外來物種侵害。河道曝氣技術(shù)具有占地面積小、設(shè)備投資少、運行簡單、處理水量大、見效快等優(yōu)點，在很多國家被優(yōu)先采用，將曝氣方法與生態(tài)凈化系統(tǒng)、生物修復(fù)技術(shù)結(jié)合可更有效地實現(xiàn)凈化水質(zhì)，恢復(fù)河道水生態(tài)。截污能從污染源上清除污水中的雜質(zhì)，河道中鋪設(shè)排污管道, 但勘查發(fā)現(xiàn)該河段駁岸全部為條石干砌,河邊足夠大的空間作為截污的工程用地[14]。人工水草適用于一年四季，雖然去污能力不強，但

23、與其他浮床植物相結(jié)合，可以達到預(yù)期要求，而且要有浮床作為載體才能發(fā)揮人工水草的作用。這5種方法將各自優(yōu)點互補，是可以研究出更加完善的污水生物處理技術(shù)。</p><p><b>　　6.結(jié)語</b></p><p>　　隨著科技的進步以及新理論的創(chuàng)立，治理城市內(nèi)河污染技術(shù)方法也會有更進一步的發(fā)展。不同城市內(nèi)河要根據(jù)河道實際情況可以選擇合適的城市內(nèi)河截污技術(shù)。從本文來講，

24、人工浮島結(jié)合良好的基質(zhì)來進行城市內(nèi)河截污，是可以達到預(yù)期的效果的。而且它具有操作簡單，投入少，去污能力理想，是一個以后具有廣闊發(fā)展和應(yīng)用前景的生態(tài)修復(fù)技術(shù)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 邱滬生, 歐陽鄭凱。人工濕地對污水的除磷效果研究[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報,2010,16(3):124-127.</p>&l

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