河道污染及治理技术

2010年第2期

TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY

整治城市环境，疏浚城市河道，是构建社主义和谐社会的重要举措之一。城市河道作为城市的重要基础设施，既是城市防洪排涝和引抗旱的通道，又是城市景观和市民休闲的重要保障。但随着城市经济的高速发展、

城市化和工业化进程的不断加快，城市河道水质受到了严重的破坏和污染。污染的河道水滞流，河道淤积，水体浑浊；河道美化环境等功能大幅度下降；河道中污泥、漂浮物等的淤塞使航运、防洪功能显著退化。水环境的恶化使城市人居环境和景观效果受到了严重破坏，因此对城市河道水进行水质恢复刻不容缓。

1河道污染成因与分析

城市河道水体的污染通常是有机污染物的超标以及截污

不彻底造成的。1.1

城市河道水污染主要状况

点源污染主要来自于城市生活污水的排放及道边第三产业污水排放；面源污染主要来自于地面流。由于城市经济发展迅速，城市车辆废气、垃圾、大气降物形成的污染物也较多，这些污染物被暴雨径流冲刷进入河道。各种点源、面源污染源侵入河道后，造成河水溶解氧过低，缺少水生动、植物生存的环境，使水体逐渐失去自净能力，外源污染是导致河道水质恶化的根本原因。

内源污染也是城市河道污染的一个重要原因，河水滞流，河道淤积，大量含有有机物、氮、磷、重金属等污染物质的底泥沉积造成了内源污染。水体底泥污染是世界范围内的一个重要环境问题，其污染主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水沾染与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中并逐渐富集，使底泥受到严重污染。沉积在底泥中的氮、磷营养元素，易形成营养物质的内负荷。当外源排入河流水系的氮、磷营养元素负荷量减少后，沉积物中的营养元素会逐步释放，成为河流水系富营养化的主导因子。河道底泥释放的污染物量取决于河道的淤积程度、

河道流速、水温等多方面因素，沉寂的大量淤泥使得河水污浊。同时，当气温升高时，淤泥中的有机物迅速分解出氮、磷等物质，使得水体极富营养化，并且发酵释放恶臭气味，影响周边环境。除此之外，底泥中含有的重金属及其他多种病原菌也不容忽视[1]

。1.2污染现状的形成1.2.1

河道淤积严重

目前，在很多城郊结合部，由于没有完

善的垃圾收集处理设施和系统，农村地区的大量生活垃圾和部分工业垃圾无序堆放在河边，甚至直接向河中倾倒。一到雨天，垃圾渗滤液或垃圾就直接进入了河道，这些垃圾对河道水体的污染非常严重。1.2.2

雨污污染比较严重

通过几年水质监测结果分析，初期

雨水对于河道水质的影响同样不容忽视。究其原因主要是雨滴在降落过程中携带了空气中的污染物，雨水在地表径流过程中携带地面的各种污染物，雨水冲刷管道内的沉积污染物，这些污染物进入水体后，造成水体水质恶化。合流制管网系统由于初期降水冲刷污水管内早流期间沉积的污染物，造成的污染通常比分流制的雨水系统的污染更严重。有资料表明，降雨初期屋面和地面径流雨水的COD 可达1000mg/L 以上[2]，从城市水环境保护和可持续角度来看，初期雨水应该经过适当处理后，再排入水体或加以利用。1.2.3

清淤不及时

有些小城市的一些单位和个人向河道大

量倾倒生产生活垃圾，排放有毒污水。由于地方监督部门管理不善，致使河道逐渐变成了垃圾场、臭水沟。

2

河道污染的主要治理方法

2.1

自然生态恢复

在原有河道的基础上尽量满足生态景观上的要求，通过河

床局部高程的变化、

两边护岸的处理以及水面的淹没程度不同形成近似自然河道形状的效果。在河道宽度受到两边限制的情况下，可以采用将巨石堆放在河中间，人工创造湖心岛以形成不同的流速区域。结合景观规划设计，

在不改变河道行洪能力的情况下，改变单纯梯形断面的简单模式，采用多层台阶状复式断面结构，并要兼顾各段独特风格和整体的协调一致性。河道植被护坡因其特殊的作用机理，对于传统的护坡工程有着很多优势[3]。2.2

生态-生物方法

生态－生物法是国外近年来发展很快的一种新技术，它是利用培育的植物或培养、

接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术，具有处理效果好、

工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点。还可以与绿化环境及景观改善相结合，在治理区建设休闲和体育设施，创造人与自然相融合的优美环境。生物方法主要包括河道曝气复氧、生物膜法、生物修复法、土地处理法、水生植物净化法等[4]。2.2.1

生物膜技术

生物膜技术是指使微生物群体附着于某

些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化，从而使污水得

万玉媚（天津市宁河县水务局天津301500）李萌（天津渤海职业技术学院天津300402）

河道污染及治理技术

【摘要】在分析城市河道水体污染现状和污染源的基础上，阐述了国内外河道治理常用的物理、化学和生物等城市河道水质恢复技术方法的原理和工艺，并分析了不同技术的优缺点及适用性。

【关键词】河道污染治理

收稿日期：

2010-02-20环保前线

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到净化。当前，国外常用于净化河流的生物膜技术主要有砾间接触氧化法、排水沟（渠）的接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法、薄层流法和伏流净化法[5]，用得比较多是接触氧化法。Furukawa，K enji等人将一种非纺织性物质涂在沸石上去除河中的氨氮取得了很好的效果[6]。该方法使用天然材料为接触材料，花费少，净化效果好，因此得到了最广泛的应用。日本已建成的使用接触氧化方法净化中小河流的处理设施就有150多件[7]。

2.2.2生物修复技术生物修复技术是指利用微生物及其他生物，将水体或土壤中的有毒有害污染物质现场降解为CO2和水，或转化为无毒无害物质的工程技术系统[8]。用于污染水体治理的生物修复技术主要有两类：

一类是直接向污染河道水体投加经过培养筛选的一种或多种微生物菌种，据报道，美国绿净公司FL0-1200菌种在河水曝气的条件下治理纽约中央公园的湖泊取得了成功，并在印度也取得了成功[9]。

另一类是向污染河道水体投加微生物促生剂（营养物质），促进“土著”微生物的生长。普罗生物技术（上海）有限公司、华东师范大学环境科学与技术系及上海市徐汇区环保局应用美国Probidic Solution公司的Bioenergizer水体净化促生剂在徐汇区上澳塘的一段河道内进行了试验。试验结果表明，投放促生剂对于消除水体黑臭、增加水体溶解氧作用明显且迅速。通过促生作用，促进污染物降解微生物的生长，使污染水体的BOD5、COD Cr迅速下降，溶解氧明显上升，黑臭消除。生物检测结果表明，投放药剂后河道中微生物由厌氧向好氧演替，生物由低等向高等演替，生物的多样性不断增加[10]。2.2.3生物操纵法“生物操纵”（biomanipulation）[11]，即人为调节生态环境中各种生物的数量和密度，通过食物链中不同生物的相互竞争的关系来抑制藻类的生长。目前常用的主要有放养食藻（草）鱼（如鲢鱼、鳙鱼）、藻类的回收与利用、水生植物的养殖与收割等方法。崔福义[12]等在30g/m3的水体放养生物量下，对微型生态系统中鲢、鳙鱼的生物操纵作用进行了实验研究。结果表明：鲢、鳙鱼的放养，尤其是混养可有效抑制水体中水蚤类浮游动物的孳生，而且水体中氮、磷等营养物质得到了一定程度的去除，浮游藻类尤其是蓝、绿藻的生物量也被控制在较低的水平，从而有效控制和缓解了水体富营养化的进程。

2.2.4水生植物净化法该方法是充分利用水生植物的自然净化机能的污水净化方法。例如采用浮萍、湿地中的芦苇等在一定的水域范围进行净化处理。对于城市周围在近期内没有开发规划的地域来说，采用简单的处理装置和芦苇的自然净化机能的组合，可以建成小规模、低浓度的受污染河流水的处理系统。

2.2.5河道曝气法人工曝气复氧是指向处于缺氧（或厌氧）状态的河道进行人工充氧可以增强河道的自净能力，改善水质、改善或恢复河道的生态环境。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台2种形式。德国在Ems cher河、Teltow河、Fulda河的治理中采用的就是固定式纯氧曝气形式[13]。德国在Saar河、英国在Thames河口[14]、澳大利亚在Swan河的治理中均采用了移动式曝气方式。该工艺具有设备简单、机动灵活、安全可靠、投资省、见效快、操作便利、适应性广、对水生生态不产生任何危害等优点，非常适合于城市景观河道和微污染源水的治理。

2.3化学方法

化学方法有混凝沉淀、加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进

磷的沉淀、加入石灰脱氮等方法。

2.3.1投加杀菌灭藻剂城市河道水中大量繁殖的藻类，不

仅影响了水体的美观，而且挡住了阳光，致使许多水下的植物

无法进行光合作用，释放氧气，同时水中的污染物质发生化学

变化，导致水质恶化，发出难闻的恶臭，水也变成了黑色。投加

化学灭藻剂，可以杀死藻类。但是经常投加杀菌灭藻剂，会使

水中出现耐药的藻类，灭藻剂的效能逐渐下降，投药的间隔会

越来越短，而投加的量会越来越多，灭藻剂的品种也要频繁的

更换，对环境的污染也在不断地增加，并且这种污染会影响我

们的下一代。因此用这种方式处理水质，效果虽然是立竿见影

的，但从可持续的角度来看，其危害也是显而易见的。

2.3.2投加沉磷剂常采用的沉磷化学药剂有三氯化铁、硝

酸钙、明矾等。投加这些药剂，与水中的磷结合，絮凝沉淀进入

底泥。当水底缺氧时，底泥中有机物被厌氧分解，产生的酸环

境会使沉淀的磷重新溶解进入水中，若加入适量的石灰可增加

磷酸钙的稳定度，同时调节底泥pH值达7.0～7.5，以达到脱

氮的目的。如果加入足量的硫酸铝，则底泥表层还会覆盖一层

厚3～6cm富含Al（OH）3的污泥层，钝化底泥中的磷。

王曙光[15]等利用化学强化一级处理（CEPT）技术对深圳市

受污染的龙岗河、观兰河、燕川河、大茅河河水进行处理试验研

究。结果表明，该工艺对浊度、COD Cr、SS、TP去除效果较好，对TN、重金属等也有一定的去除效果，且药剂用量少[15]，但该方

法易造成二次污染。

3结语

总之，河道治理是一项综合性系统工程，需要多部门、各行

业共同努力，配合工作，需要法制部门制定一些相关的政策、法

规，全面规划实施，政府职能部门建立多元化资金投入机制，落

实长效管理，才能使河道达到人水和谐的总目标。

环境工作者应积极研究出更有效的河道处理的新工艺，并

积极吸取国外河道治理的经验和技术。作为环境保护工作者

最关键的工作是要做好源头的保护工作，提倡清洁生产工艺，

严格控制污水的排放。■

参考文献

[1]邹丛阳，张维佳，李欣华，等.城市河道水质恢复技术及发展

趋势[J].环境科学与技术，2007，30（8）：99-102.

[2]毛益飞，朱培梁，吴红梅.城市河道水环境现状分析及改善

措施探讨[J].浙江水利水电专科学校学报，2009，21（1）：

65-67.

[3]陈敏祥，张叶飞.城市河道的现状与综合整治对策[J].科技

资讯，2007（29）：112-113.

[4]张捷鑫，吴纯德，陈维平，等.污染河道治理技术研究进展

[J].生态科学，2005，24（2）：178-181.

[5]田伟君，翟金波.生物膜技术在污染河道治理中的应用[J].

环境保护，2003(8)：19-21.

[6]Furukaw a K，Ichi m at su Y，H arada C，et al.N i t ri f i cat i on of

pollut ed urban ri ver w at ers usi ngzeoli t e-coat ed non-

w ovens[J].Journal of Envi ronm ent alSci ence and H ealt h，

2000，35（8）：1267-1278.

环保前线23

2010年第2期

TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY

[7]孙跃平，小仓宪治.城市小型河流水质直接净化的方法[J].

环境导报，1999（6）：37-38.

[8]章营军，孙从军.浅谈污染河道水体治理[J].造船工业建设，2001（4）：34-39.

[9]R obert L .Indi a cleans up pollut ed lakes and ri vers[J].W at er and W ast ew at er Int ernat i onal ，2003，18(3)：14.[10]徐亚同.上澳塘水体生物修复试验[J].上海环境科学，

2000，19(10)：480-484.

[11]李春雁，崔毅.生物操纵法对养殖水体富营养化防治的探

讨[J].海洋水产研究，2002，23(1):71-75.

[12]崔福义，

林涛，马放，等.水体治理中鲢鳙生物操纵作用的实验研究[J].南京理工大学学报，2004，28(6)：668-672.[13]刘延恺，陆苏，孟振全.河道曝气法———适合我国国情的环

境污水处理工艺[J].环境污染与防治，1994，16(1)：22-25.

[14]凌晖.纯氧曝气在污水处理和河道复氧中的应用[J].中国

给排水，1999，15(8)：49-51.

[15]王曙光，

栾兆坤，宫小燕，黎泽华，等.C EPT 技术处理污染河水的研究[J].中国给水排水，2001，17(4)：16-18.

1天津市二氧化硫减排的控制目标

为贯彻落实国务院《节能减排综合性工作方案》，实现天津

市“十一五”期间二氧化硫排放总量削减10%的目标，天津市环保局制定了

《天津市“十一五”期间二氧化硫总量减排计划》。在减排计划中，将天津市“十一五”期间二氧化硫排放削减总量目标进行了分解落实，并与区县各地政府签订了《大气污染物总量削减目标责任书》

。提出了采用以“工程削减计划”为重点，产业结构调整、能源结构优化、推进综合整治等一系列环保管理措施，制定出总体削减计划。指出了电力行业、钢铁行业、水泥建材业、

石油化工业及其供热行业是二氧化硫减排的重点行业。据2007—2008年初步统计，全市拥有锅炉约4000多台（包括供热锅炉），由这些锅炉全年产生的二氧化硫在3万吨左右。因此工业锅炉二氧化硫治理的优劣，直接影响天津市二氧化硫减排目标的实现。

2工业锅炉烟气治理的发展情况

天津市早期（20世纪80～90年代初期）锅炉烟气脱硫技

术起源于湿法除尘技术。

在天津市较普遍应用的湿法除尘技术有麻石水膜除尘器、

旋风喷淋除尘器、自激水浴除尘器等，这些除尘器都兼有一定的脱硫作用，一般脱落效率在20%～30%之间。1999年天津市为了改善空气环境质量，实现“蓝天工程目标”，制定实施了天津市锅炉污染物排放地方标准，从而推动了烟气尾端治理技术的发展。

2000年，天津市一些科研院所的烟气治理科研项目转化为烟气脱硫产品，还将一些外省市较先进的烟气治理技术引入了我市。这些脱硫产品从脱硫机理可分为喷雾导流法、筛板吸收塔和组合脱硫塔。这些新型脱硫器与20世纪90年代产品比较具有脱硫效率高、设备阻力小、耐腐性能明显提高等优势，处理烟气容量从20t 锅炉到100t 锅炉，适应了我市二氧化硫总量减排的

“工程处减排”的需求。3

烟气脱硫技术的介绍

3.1

当前比较普及的尾端治理技术3.1.1

喷雾导流脱硫除尘器

目前常用的喷雾导流脱硫塔具

有3～4级喷雾旋风脱硫室，每个脱硫室由喷雾室和旋风导流片组成。在喷雾室内根据处理风量大小，按一定角度均匀布设喷雾头，以实现烟气和吸收液的充分接触。脱硫工作原理：烟气从圆柱状塔体下部进入喷雾室，以3～5m/s 的速度向上流动，喷雾头喷出的水雾自上而下喷射，形成气液逆向流动状态。这种气液接触方式可以提高气液接触时间和增加气液的湍流状态。其吸收液的雾化作用越好，气液接触面积越大，对二氧化硫的吸收效率越高。通过合理布设喷头可实现雾滴均匀，减少烟气短路现象。旋流板的作用是使烟气与水雾充分混合以进一步提高脱硫效率。这种类型净化器的吸收效率与雾化效果相关，与气体的流速成反比。由于低温条件有利于吸收反应进行，所以第一级脱硫室主要起到烟气降温作用，实际二氧化硫的吸收作用主要发生在第2～4级脱硫室内。脱硫塔高效稳定的脱硫作用，取决于喷头的雾化稳定性和防堵性能，目前广泛使用的

王汉功李国彦朱铃王同健（天津市环境监测中心天津300191）

天津市工业锅炉减排现状与发展

【摘要】结合天津市二氧化硫减排控制目标，综合分析了天津市锅炉污染物排放控制技术，对目前应用较为广泛的脱硫技术进行了分析，指出目前脱硫设备普遍存在的问题和克服方法。简要介绍了正在发展的烟气脱硫新技术，探讨了锅炉烟气二氧化硫减排的新路径。

【关键词】锅炉脱硫技术尾端治理

收稿日期：2010-03-06

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