水环境治理工程循环经济

水务产业循环经济“双高计划”水利水电建筑工程专业群主讲人：李龙水环境治理工程循环经济CHAPTER

5CONTENTS目录1城市水环境治理工程3生态类修复技术2工程类修复技术1.1水务产业的定义SECTON1城市水环境治理工程1.1水环境的定义地表水环境：如河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽等；水环境是指地球上分布的各种水体的综合体。包括：地下水环境：如泉水、浅层地下水、深层地下水等。

水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的地区。1.2城市水环境的定义

城市水环境是一个城市所在的地球表层的空间中水圈的所有水体、水中悬浮物和溶解物的总称。

城市水环境的好坏与人们的生活质量息息相关。图1城市水环境1.3城市水环境修复技术

城市水环境修复是指将受污染的河流、湖泊等城市水体恢复至原来没有受污染的状态，或者恢复到某种合适的状态。

在实际修复中，一般很难将城市水环境修复到原来没有受到人为干扰的状态。因此，一般只是适当修复，既恢复水体的生态功能，又能够满足人类的需求。1.3城市水环境修复技术工程类修复生态类修复底泥疏浚生态补水河流形态修复水生生物修复生物膜处理微生物修复土地处理本章主要介绍城市水环境治理工程循环经济的相关技术。1.1水务产业的定义SECTON2工程类修复技术2.1底泥疏浚底泥疏浚主要针对季节性断流且内源污染严重的河流，通过河道底泥的直接机械疏挖，清除水体内源污染源，控制污染物的持续释放，达到河流生态修复的目的。图2河道底泥疏浚该技术适用于突发水污染问题的应急处置，可快速改善污染河道的水质状况，但作业工程量大，成本高昂，难以避免对河流底质生态系统的损害，且往往难以从根本上解决问题。2.2生态补水生态补水技术是对缺水河流的生态修复技术，通常包括闸坝设置、闸坝生态调度和生态输水等内容。（1）闸坝设置：河道内布设堰、低坝等维持基本水量。（2）闸坝生态调度：利用河道闸坝进行水量调度时，应将生态要素考虑在内，满足工程下游河道的生态需水，缓解对河流生态系统的胁迫。（3）生态输水：通过闸、泵等水利设施的调控，引入上游河道、水库水源，或处理厂处理水，补充河道水量，促进河流生态修复。

生态补水技术可直接有效地改善河道缺水状况，提升水环境容量，但具有工程量大、施工成本高等不足。表1生态补水技术与应用实例2.2生态补水2.3河流形态修复

（1）横断面结构修复：指在不影响河道功能的条件下，尽量保持河流天然断面形态，若无法保持天然断面，则按照复式、梯形、矩形断面的顺序选择。（2）河道蜿蜒性修复：蜿蜒性是天然河流平面形态的典型特征。河道蜿蜒度修复包括大尺度和小尺度两个层面，前者是指应尊重河流地貌特性，应弯则弯，应直则直，尽可能保持原有蜿蜒性，确保河流连续；后者则多借由堆石、丁坝等结构营造局部蜿蜒性。河流形态修复主要指基于近自然原理，尽可能恢复河流横向连通性和纵向连续性、形态多样性、河床与河岸的生态化等的技术。河流形态修复

（3）河道纵向连通性修复技术：指尽可能恢复河流的纵向连续性，通畅其物质和能量的纵向流动，常通过拆除或降低阻碍水流的诸如闸门、水坝、浆砌谷坊坝、跌水等挡水建筑物等方式改善河道的纵向连通性，有利于恢复河流的生物多样性。（4）生态河床构建：主要指通过深槽与浅滩形态序列构建、河床生态化以及栖息地结构加强等技术，塑造河床的形态格局，提高河道的生境异质性。2.3河流形态修复河流形态修复

（5）生态岸坡构建：指河道岸坡的生态防护，将植物、自然材料等与工程技术有机结合，在保证河岸稳定性与抗侵蚀性前提下，营造多种生物共生的生态景观，常用措施有植物环、生态型土壤技术等。图3生态岸坡示意图2.3河流形态修复

表2河流形态修复技术与应用实例2.3河流形态修复1.1水务产业的定义SECTON3生态类修复技术3.1水生植物修复技术

水生生物修复技术水生植物修复技术水生动物修复技术水生植物修复技术是指通过水生植物通过根系对水体中营养物质的吸收，对金属离子和有机物质的富集，以及为各种能净化水质的微生物提供栖息地等的作用，使水体得到净化的技术。3.1水生植物修复技术

（1）人工湿地技术：通过人为建造由饱和基质、挺水与沉水植物、水体、动物构成的复合体，构建人工湿地生态系统，利用自然生态系统的物理—化学—生物的多重协同作用，通过过滤、吸附、降解等过程，同化或异化水体营养物质，实现水污染治理，恢复水环境水质。该技术具有管理成本低、运行简便、无重复污染等优点，但也存在占地面积大、处理效果不完全可控等缺陷。图4人工湿地示意图

（2）生物浮岛：通过将挺水植物、陆生植物等有机组合后种植于人为设计、搭建的轻质浮岛上，利用植物根系吸收水体中的N、P等营养元素，而由此构成的植物—微生物—动物生态系统的分解、合成、代谢功能除去污染水体中的有机物及其他营养元素，达到净化水质的目的。该方法适用于富营养化河流治理，具有工程量小、维护简单、避免重复污染等优点，但难以实施机械化、标准化推广，适用范围较为有限。图5生物浮岛3.1水生植物修复技术

（3）稳定塘：是指基于水体的天然自净能力，在洼地或适宜河段人工修建处理塘，使待处理污水于其中缓慢流动、稀释与扩散，利用稳定塘中细菌、藻类等微生物的代谢作用降解污染物，净化水体。该方法具有结构简单、无需污泥二次处理、成本低、管理简便等优点，但同时具有占地面积大、处理效果不稳定等缺点。另外，为避免污染地下水，稳定塘常需设置围堤和防渗层。图6稳定塘3.1水生植物修复技术

（4)水生植被恢复：指在发生逆向演替的水生生态系统中，选取适应性强、生长状况好且具备水质净化能力的现存植被，通过设计、布置合理的群落结构组成，截流陆源污染物，加快河流生态系统的生态恢复，保护物种多样性，实现良性循环的修复方法。图7水生植被修复河湖3.1水生植物修复技术

3.1水生植物修复技术表3水生植物技术与应用实例

（2）水生动物修复技术又称生物操纵法，是指基于生态系统的食物链原理，通过投放鱼类、虾类、螺蛳和河蚌等大型底栖动物，营造“水生植物—微生物—藻类—水生动物”食物链，达到控制水体藻类量，实现生态系统完整性的目标。图8水生植物联合水生动物修复技术示意图3.2水生动物修复技术3.3生物膜处理技术生物膜处理

通过在天然河道中人工补充填料或载体，促进水体细菌增殖，利用其产生的生物膜的净化、过滤作用，摄取水体中的有机污染物并吸收、同化，大幅提升水体自净能力，改善河流水质的方法。该方法具有成本低、效率高、占地面积小等优点，在有机物污染突出城市中小河流应用效果相对较好。图9生物膜修复河湖3.4微生物修复技术

使天然或特殊微生物（光合细菌、硝化细菌等）大量繁殖，将水体中的污染物、动植物残体等分解为二氧化碳、硝酸盐等小分子，起到去碳、去氮、除磷、絮凝等的作用，使污染水体得到净化的技术。该方法具有耗时短、经济高效、不产生二次污染等优点，是一项新兴的可靠的水环境治理技术。图10微生物修复技术示意图3.4土地处理技术

利用土地中微生物和植物系统的自我调控功能及对污染物的吸收、过滤和净化作用，对被污染水体进行改善净化，同时，污水中氮磷等营养物质可促进农作物生长和发育，实现被污染水体的无害化和资源化，依据处理对象目标不同，可具体分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地处理和地下渗滤几种工艺类型。该方法具有工艺灵活、效果稳定、工程投资小等优点。因系统易堵塞等缺点，目前尚未能大规模应用，但该技术在农业污水灌溉领域具有较为广阔的应用前景。4小结

经过多年的探索，城市水环境治理已从单一的结构性修复向综合性修复发展，相应的修复