河道、湖泊污染治理技术课件

河道、湖泊污染治理技术河道、湖泊污染治理技术1黑臭水体黑臭水体是指因过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、发臭，通常低于地表水环境质量标准V类水质标准，溶解氧小于2.0mg/L。多位于人口密集、污染负荷强度大、基础设施不完善的区域，主要包括城市建成区、城乡结合部、县城及中心镇等区域内水体。黑臭水体黑臭水体是指因过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、2产生机理当水体中的溶解氧小于0.2mg/L时,水体中厌氧微生物活性趋强,水体便在厌氧环境下发生着厌氧微生物为主导的厌氧发酵降解污染物的方式,在这种情况下,有机物中碳、氮、硫成分便按照缺氧方式分解成CH4、NH3-N、H2S等物质,由于他们的溶解度比较小，水体中产生的H2S、CH4、NH3-N等物质逸出到空气中便形成了臭味发源,

而以不溶于水的FeS2为主的微小颗粒悬浮在水中形成水发黑的根源，于是便形成水体的黑臭。产生机理当水体中的溶解氧小于0.2mg/L时,水体中厌氧微生3水体黑臭的影响因素

溶解氧

污染物

黑臭水体中的污染物来源可分成三部分,一为水体中的污染,二为外源污染,三为内源污染（底泥污染）这三者是相互关联且存在平衡关系的因素。

在这些因素中人工可直接操控的有溶解氧、水体水质污染、外源污染和底泥污染,在水体黑臭治理上需要对以上这些因素进行调控,以达到治理的目标。其中溶解氧和水体水质污染适合作为快速治理控制因素,而外源污染和底泥污染适合作为长期治理的控制因素。水体黑臭的影响因素溶解氧4河道生态治理技术路线河道生态治理方法河道平面形态河道断面污染水体治理护坡形式植物种类选择河道生态治理技术路线河道生态治理方法河道平面形态河道断面污染5河道平面形态对比平面形态措施优点缺点直线型拓宽断面、截弯取直、两岸修筑高堤等施工方法简单，占地面积小，过流量大对河道防洪的补益不大，造成河道形态的均一化，损坏了河道景观的美学价值，破坏了河道的生存空间，导致生态环境的恶化，河道的生态功能得不到发挥自然曲折型保持河道蜿蜒曲折的原始形态，拆除河床和两岸的硬性衬砌，避免河口同宽，河底同深，允许河底和河岸出现自然侵蚀、冲刷淤积等现象。宽窄不一，形态各异的水路自然衔接，采用粘土和原河底的泥沙、砂土、具有透水性能的卵石等天然材料对河底进行保护性修复，构成河床缓解洪峰，降低水的流动性，控制水流速进而控制水的整体能力，减少流水对护坡的冲刷，以更好地实现河道的流速自我调节功能，实现河水的自我净化。同时，自然弯曲河道可以提高书中的含氧量，为生物有利的生存环境，使生物更好的生活、繁衍。提高物种的多样性。占地面积大河道平面形态对比平面形态措施优点缺点直线型拓宽断面、截弯取直6河道断面河道断面矩形断面梯形断面复式断面双层断面河道断面河道断面矩形断面梯形断面复式断面双层断面7矩形断面矩形断面8梯形断面梯形断面9复式断面复式断面10双层断面双层断面11断面种类比较断面种类施工措施优点缺点适用范围矩形断面正常水位以下可采用矩形干砌石断面，正常水位以上采用毛石堆砌成斜坡，以增加水生动物的生存空间，削减航行波对河道的冲刷，有利于堤防保护和生态环境的改善，对于水流湍急处的河道，为保证河道断面的抗冲刷能力，可在河道两侧设置重力式干砌块石挡墙占地面积少，可以在枯水期储存更多的水源，在洪水期起到泄洪的作用其断面的设计通常采用高驳坎的样式，从而导致了水生生物和陆生物的隔离，两者之间无法联系，没有循环城镇乡村人居密集地周边的河道梯形断面采用浆砌块石护坡，护坡上设置亲水平台，平台上布置草坪，间以树木、灌木、花草种植、创造层次感，提高美感占地面积少，结构简单适用，有助于提高河道的过流能力，有利于污水的排放，有利于保护水生态环境，景观效果强坡度对生物的生长沟通有一定的阻碍人口密集的城镇河道复合断面在常水位以上设置缓坡，在常水位以下采用梯形或者矩形断面，枯水期时，河道流量小，河水在主河槽中流过，洪水期时，河道流量大，此时允许洪水漫滩综合了以上两者除了占地以外的优点，过水断面面积大，洪水水位低，一般不需修建高大的防洪堤，能够常年保证河道对应不同的水位、水景。占地面积大河滩开阔的河道断面种类比较断面种类施工措施优点缺点适用范围矩形断面正常水位12护坡形式护坡形式13植物种类的选择水生植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群，通常根据不同生态类型水生高等植物的净化能力及其微生物的特点,设计建造由漂浮、浮叶、沉水植物及根际微生物等组成的人工复合生态系统。水生植被种类的选择在不同的季节,不同治理阶段可适当调整,以期获得最佳的治理效果。植物种类的选择原则：1.生态适应性2.生态功能性3.乡土植物为主4.抗逆性5.物种多样性6.经济适用性植物种类的选择水生植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群，14不同区域的植物种类选择不同区域的植物种类选择15不同功能植物的选择不同功能植物的选择16不同河段植物的选择不同河段植物的选择17不同坡位植物种类的选择不同坡位植物种类的选择18污染水体治理方法比较治理方法措施优点缺点物理污染机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等。方法简单易行治标不治本，通常只能作为对付突发性水体污染的应急措施化学方法加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等治理效果立竿见影花费大，而且容易造成二次污染生物具体见下表安全无污染，效果持久，有利于保护生态环境，花费少暂无污染水体治理方法比较治理方法措施优点缺点物理污染机械除藻、疏19物理方法底泥疏浚的主要目的是去除底泥所含的污染物,减少底泥向水体的释放污染物,使河流及湖泊的容量增大。在挖除底泥前,应当合理确定挖泥量和挖泥深度。此外,河流底泥中通常还生长有一些水生动植物,底泥疏浚对其生态系统有一定的影响。一般不宜将底泥全部挖除或挖得太深,否则可能破坏水生生态系统。引水和调水主要是利用大量较清洁的水使原来污染河流中污染物通过稀释,扩散和迁移得到快速转移,从而使内河黑臭面貌得到快速改善另一方面,由于一般所引水水质较好,溶解氧较高,且引水后内河水呈流动状态,可使内河水体保持较高的溶解氧水平和自净能力,从而促进水体中和对底部沉积物的生物氧化作用,减少表层底泥的还原性物质和营养盐的释放。

物理方法底泥疏浚的主要目的是去除底泥所含的污染物,减少底泥向20化学方法化学絮凝的作用原理是利用物质的胶体化学性质使水华生物发生凝聚并沉淀到水体底部或加以回收。现在国际上使用的絮凝剂主要是铝铁系无机絮凝剂、表面活性剂和各种高分子有机絮凝剂。PAC、聚丙烯酞胺等高分子凝聚剂在市场上占有很重要的地位。絮凝剂沉淀法是利用化学手段消除水华,该方法在水华生物密集时极为有效,作用时间短,对非水华生物的影响也较直接杀藻法小,同时还可消除水体中其他悬浮物质,净化水质。但也存在很大缺陷,聚合氯化铁本身显色,投药后水体变为浅棕色,而且铁盐又是水华生物繁殖的促进物质。化学方法化学絮凝的作用原理是利用物质的胶体化学性质使水华生物21生物方法措施优点缺点试用范围水生植物净化在河道内种植各种水生植物利于形成“水生植物—微生物–微型动物”系统水生植物死亡后沉淀水底会腐烂，向水体释放有机物质和氮磷元素，容易造成二次污染一般河道均适用微生物净化生物强化技术向河道内投放外源微生物，例如美国的Clear-Flo系列菌剂、中国的光合细菌、硝化细菌等微生物制剂。加速水体污染物降解，增强水体的自净功能投放外源微生物不慎容易对当地的生态系统造成一定的影响城镇区域河流生物促进技术向河道内投放微生物促生剂（营养物质），促进河道水体中“土著”微生物的生长能够创造一个自然降解污染物的环境，增强水系环境的自净能力，加速对有机污染物的分解投放的微生物促生剂太多容易造成河水富营养化生物膜技术使微生物群体附着于天然材料（如卵石、砾石及天然河床等）或人工合成接触材料（如塑料、纤维等）的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物提取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化，从而使污水得到净化操作简单，水体净化效果好、便于管理暂无生物浮岛采用聚氨酯涂装的发泡聚丙乙烯制成的生物浮体，浮体上种植植物，作为水生生物的栖息场所。浮体分量轻，耐用，能够发挥河道中天然岛屿的作用，形成植物-微生物-动物共生体，上部的植物可供鸟类休息和筑巢，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫等生息环境，同时能够吸收引起富营养化的氮和磷。施工较复杂城市河道生物沉床将沉水植物种植在有基质材料的沉床载体上，通过固定桩将沉床在水体中固定，利于沉水植物对营养物质含量高的水体进行净化占地少需要根据水深、水下光照、河道水质等特点，调节沉床在水体中的相应位置，施工较复杂城市河道人工湿地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上，用土壤和填料混合组成填料床，并在床体表面种植成活率高、生长周期长、抗水性强、性能好、美观及具有经济价值的水生植物（如芦苇、蒲草等）形成一个独特的生态体系生态效应好、景观优美占地面积大，投资高河滩开阔的河道人工增氧当河道污染物耗氧量过大时，利用增氧机增氧，或修建一些水车、跌水、喷泉及小瀑布等，增大水中的溶解氧含氧量作为辅助措施，可以提高水体的环境修复能力对河道内的生物，尤其使动物有一定的扰动城镇区域河道生物方法措施优点缺点试用范围水生植物净化在河道内种植各种水生22生物浮岛生物浮岛23人工湿地人工湿地24人工增氧人工增氧25河道治理的原则（1）河流平面的多形态化（2）河道断面的多样化、自然化（3）河道护岸的生态化、景观化

（4）河道水岸的特色性

河道治理的原则（1）河流平面的多形态化26河道、湖泊污染治理技术河道、湖泊污染治理技术27黑臭水体黑臭水体是指因过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、发臭，通常低于地表水环境质量标准V类水质标准，溶解氧小于2.0mg/L。多位于人口密集、污染负荷强度大、基础设施不完善的区域，主要包括城市建成区、城乡结合部、县城及中心镇等区域内水体。黑臭水体黑臭水体是指因过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、28产生机理当水体中的溶解氧小于0.2mg/L时,水体中厌氧微生物活性趋强,水体便在厌氧环境下发生着厌氧微生物为主导的厌氧发酵降解污染物的方式,在这种情况下,有机物中碳、氮、硫成分便按照缺氧方式分解成CH4、NH3-N、H2S等物质,由于他们的溶解度比较小，水体中产生的H2S、CH4、NH3-N等物质逸出到空气中便形成了臭味发源,

而以不溶于水的FeS2为主的微小颗粒悬浮在水中形成水发黑的根源，于是便形成水体的黑臭。产生机理当水体中的溶解氧小于0.2mg/L时,水体中厌氧微生29水体黑臭的影响因素

溶解氧

污染物

黑臭水体中的污染物来源可分成三部分,一为水体中的污染,二为外源污染,三为内源污染（底泥污染）这三者是相互关联且存在平衡关系的因素。

在这些因素中人工可直接操控的有溶解氧、水体水质污染、外源污染和底泥污染,在水体黑臭治理上需要对以上这些因素进行调控,以达到治理的目标。其中溶解氧和水体水质污染适合作为快速治理控制因素,而外源污染和底泥污染适合作为长期治理的控制因素。水体黑臭的影响因素溶解氧30河道生态治理技术路线河道生态治理方法河道平面形态河道断面污染水体治理护坡形式植物种类选择河道生态治理技术路线河道生态治理方法河道平面形态河道断面污染31河道平面形态对比平面形态措施优点缺点直线型拓宽断面、截弯取直、两岸修筑高堤等施工方法简单，占地面积小，过流量大对河道防洪的补益不大，造成河道形态的均一化，损坏了河道景观的美学价值，破坏了河道的生存空间，导致生态环境的恶化，河道的生态功能得不到发挥自然曲折型保持河道蜿蜒曲折的原始形态，拆除河床和两岸的硬性衬砌，避免河口同宽，河底同深，允许河底和河岸出现自然侵蚀、冲刷淤积等现象。宽窄不一，形态各异的水路自然衔接，采用粘土和原河底的泥沙、砂土、具有透水性能的卵石等天然材料对河底进行保护性修复，构成河床缓解洪峰，降低水的流动性，控制水流速进而控制水的整体能力，减少流水对护坡的冲刷，以更好地实现河道的流速自我调节功能，实现河水的自我净化。同时，自然弯曲河道可以提高书中的含氧量，为生物有利的生存环境，使生物更好的生活、繁衍。提高物种的多样性。占地面积大河道平面形态对比平面形态措施优点缺点直线型拓宽断面、截弯取直32河道断面河道断面矩形断面梯形断面复式断面双层断面河道断面河道断面矩形断面梯形断面复式断面双层断面33矩形断面矩形断面34梯形断面梯形断面35复式断面复式断面36双层断面双层断面37断面种类比较断面种类施工措施优点缺点适用范围矩形断面正常水位以下可采用矩形干砌石断面，正常水位以上采用毛石堆砌成斜坡，以增加水生动物的生存空间，削减航行波对河道的冲刷，有利于堤防保护和生态环境的改善，对于水流湍急处的河道，为保证河道断面的抗冲刷能力，可在河道两侧设置重力式干砌块石挡墙占地面积少，可以在枯水期储存更多的水源，在洪水期起到泄洪的作用其断面的设计通常采用高驳坎的样式，从而导致了水生生物和陆生物的隔离，两者之间无法联系，没有循环城镇乡村人居密集地周边的河道梯形断面采用浆砌块石护坡，护坡上设置亲水平台，平台上布置草坪，间以树木、灌木、花草种植、创造层次感，提高美感占地面积少，结构简单适用，有助于提高河道的过流能力，有利于污水的排放，有利于保护水生态环境，景观效果强坡度对生物的生长沟通有一定的阻碍人口密集的城镇河道复合断面在常水位以上设置缓坡，在常水位以下采用梯形或者矩形断面，枯水期时，河道流量小，河水在主河槽中流过，洪水期时，河道流量大，此时允许洪水漫滩综合了以上两者除了占地以外的优点，过水断面面积大，洪水水位低，一般不需修建高大的防洪堤，能够常年保证河道对应不同的水位、水景。占地面积大河滩开阔的河道断面种类比较断面种类施工措施优点缺点适用范围矩形断面正常水位38护坡形式护坡形式39植物种类的选择水生植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群，通常根据不同生态类型水生高等植物的净化能力及其微生物的特点,设计建造由漂浮、浮叶、沉水植物及根际微生物等组成的人工复合生态系统。水生植被种类的选择在不同的季节,不同治理阶段可适当调整,以期获得最佳的治理效果。植物种类的选择原则：1.生态适应性2.生态功能性3.乡土植物为主4.抗逆性5.物种多样性6.经济适用性植物种类的选择水生植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群，40不同区域的植物种类选择不同区域的植物种类选择41不同功能植物的选择不同功能植物的选择42不同河段植物的选择不同河段植物的选择43不同坡位植物种类的选择不同坡位植物种类的选择44污染水体治理方法比较治理方法措施优点缺点物理污染机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等。方法简单易行治标不治本，通常只能作为对付突发性水体污染的应急措施化学方法加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等治理效果立竿见影花费大，而且容易造成二次污染生物具体见下表安全无污染，效果持久，有利于保护生态环境，花费少暂无污染水体治理方法比较治理方法措施优点缺点物理污染机械除藻、疏45物理方法底泥疏浚的主要目的是去除底泥所含的污染物,减少底泥向水体的释放污染物,使河流及湖泊的容量增大。在挖除底泥前,应当合理确定挖泥量和挖泥深度。此外,河流底泥中通常还生长有一些水生动植物,底泥疏浚对其生态系统有一定的影响。一般不宜将底泥全部挖除或挖得太深,否则可能破坏水生生态系统。引水和调水主要是利用大量较清洁的水使原来污染河流中污染物通过稀释,扩散和迁移得到快速转移,从而使内河黑臭面貌得到快速改善另一方面,由于一般所引水水质较好,溶解氧较高,且引水后内河水呈流动状态,可使内河水体保持较高的溶解氧水平和自净能力,从而促进水体中和对底部沉积物的生物氧化作用,减少表层底泥的还原性物质和营养盐的释放。

物理方法底泥疏浚的主要目的是去除底泥所含的污染物,减少底泥向46化学方法化学絮凝的作用原理是利用物质的胶体化学性质使水华生物发生凝聚并沉淀到水体底部或加以回收。现在国际上使用的絮凝剂主要是铝铁系无机絮凝剂、表面活性剂和各种高分子有机絮凝剂。PAC、聚丙烯酞胺等高分子凝聚剂在市场上占有很重要的地位。絮凝剂沉淀法是利用化学手段消除水华,该方法在水华生物密集时极为有效,作用时间短,对非水华生物的影响也较直接杀藻法小,同时还可消除水体中其他悬浮物质,净化水质。但也存在很大缺陷,聚合氯化铁本身显色,投药后水体变为浅棕色,而且铁盐又是水华生物繁殖的促进物质。化学方法化学絮凝的作用原理是利用物质的胶体化学性质使水华生物47生物方法措施优点缺点试用范围水生植物净化在河道内种植各种水生植物利于形成“水生植物—微生物–微型动物”系统水生植物死亡后沉淀水底会腐烂，向水体释放有机物质和氮磷元素，容易造成二次污染一般河道均适用微生物净化生物强化技术向河道内投放外源微生物，例如美国的Clear-Flo系列菌剂、中国的光合细菌、硝化细菌等微生物制剂。加速水体污染物降解，增强水体的自净功能投放外源微生物不慎容易对当地的生态系统造成一定的影响城镇区域河流生物促进技术向河道内投放微生物促生剂（营养物质），促进河道水体中