河道治理技术概述及其发展应用
甄赐达 刘明浩 向元益 王欣刚 王鹏
摘要：当前，我国河道治理技术日新月异，本文较深入的分析探讨了异位联合处理净化技术、高负荷泥水分离技术、微生物处理净化技术、生态体系综合净化技术、强化增氧技术以及动植物净化技术等多种河道水体修复技术的特点及应用，以期为我国河道治理领域提供一定的技术支持。
关键词：河道水体；水体修复；污染源控制；異位联合
中图分类号：X522 文献标识码： A 文章编号：2095-672X（2018）07-0048-03
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.026
Overview and application development of urban river regulation technology
Zhen Cida1，Liu Minghao2，Xiang Yuanyi1，Wang Xingang1，Wang Peng2
（1.Zhejiang Province Environmental Radiation Monitoring Center， Hangzhou Zhejiang 310012，China；
2.Zhejiang Zhenghao Environment Technology Co.， Ltd.， Hangzhou Zhejiang 310018，China）
Abstract： Currently， urban river regulation technology is changing rapidly， this paper disscusses and analyses the characteristics and application of ectopic combined treatment of purification technology， high load isolation technology of sludge and water， microbiological technology， enhanced aeration technology and plants & animals purification technology， etc. ， in hopes of offering some technical support for river regulation in our country.
Keywords： River water； Water restoration； Pullution control； Ectopic combined
河道水体作为地球水环境的重要组成部分，其环境污染问题多年来一直是我国治理水污染的首要解决目标。近年来，河道治理技术及其处理设备日新月异，然而，新技术的诞生并没有能够及时推广，这使得我国许多省市的河道治理工作进展缓慢、成效不明显。因此，深入分析河道水体修复技术及其发展应用，对我国河道治理新技术推广、提升河道水体环境及周边人居环境具有重要意义。
1 河道治理现状
目前我国河道治理工作主要从两方面入手，一是污染源控制，二是河道水体净化。
污染源控制主要是指对河道沿岸的排污口进行清查，禁止有未达到排放标准的污水排入河道。河道水体净化即对河流水质进行提升，目前我国普遍采用的是水生植物处理技术，依靠种植水生植物对河道水体中污染物质的吸收和吸附来净化河水。
2 污染源控制简介
目前河道水体的污染来源主要包括工业废水、城镇污水、农村生活污水和农业面源污染等。对于城镇工业废水和生活污水均需经过处理达到相应排放标准后才能排放至河道或排水管网；农村生活污水主要通过农村生活污水治理工程来治理，面源污染（化肥、农药）主要通过建设生态驳岸缓冲带进行控制。
3 河道水体修复技术介绍
3.1 异位联合处理净化技术
异位联合处理净化技术是一种河道治理新技术，该技术针对水体不同污染物对其进行异位处理，将污染物彻底移出水体，运用物理、化学、生物的协同作用使水体达标，异位联合处理技术具有水力停留时间短占地小、净化效率高、处理水量大、排出的污泥含水率低易于处理等特点。
3.2 生态药剂处理技术
在河道治理中，生态药剂处理技术主要扮演一个预防和应急措施的角色，用以预防可能出现的突发水污染事件或应对已发生难以控制的污染情况。常用的生态药剂有除磷剂和脱氮剂。
3.2.1 生态除磷剂
药剂除磷技术的主要优点是除磷效率高，去除率可达85%以上，并能去除一般方法很难处理的溶解性与胶体性磷盐，对控制水体富营养化具有积极意义，适用于胶体状和溶解性无机磷含量较高的封闭或缓流水体。但该法成本较高，同时有二次污染的可能，因此，在饮用水源地应禁止使用。
3.2.2 生态脱氮剂
脱氮剂是对水混凝除浊处理及除氮的物品，能够在对污水处理同时，达到深度除氮目的，而不需要改变原水处理流程，不需要增设大型水处理构筑物，简便易行，可获得显著的社会和经济效益。
3.3 高负荷泥水分离技术
在河道治理中，水体中淤泥和悬浮物含量是影响水体透明度的重要指标。因此降低水体中淤泥和悬浮物含量可以有效提升水体表观清澈程度。为了达到这个目的，各种高负荷泥水分离技术应运而生。
3.3.1 超磁水体净化技术
由于普通的河湖水体中非溶解态污染物一般不带磁性，超磁水体净化技术就是将不带磁性的污染物赋予磁性，然后通过超磁透析设备进行固液分离，使水体透析净化，可在短时间内快速降低悬浮物、有机物、藻类和总磷等污染物含量。
3.3.2 河湖淤泥控源分离改性固化一体化工艺
河湖淤泥控源分离改性固化一体化工艺可使抽吸上来的淤泥经过处理后实现资源化再利用，尾水达标排放，实现生态化清淤、管网化输送、工厂化处置、资源化利用。该技术具有处理后淤泥大幅减量且满足土工用土要求、设备占地面积小、无二次污染、综合成本低、渣土资源化利用等特点。
3.3.3 微浮選技术
对于比重接近于水的微小悬浮物和油类的去除，微浮选分离技术是最有效的方法。微浮选法就是通过溶气系统产生的溶气水，经过快速减压释放在水中产生大量微细气泡，若干气泡粘附在水中原水（或者絮凝好的污水）悬浮物或油类表面上，通过浮力使其上升至水面而使固液分离（同时可以降低BOD、COD、色度等）的一种净水法。
3.4 微生物处理净化技术
微生物技术是在借鉴传统污水处理的技术方法上衍生而出适合于河道处理的一类对水体进行原位处理的新技术，包括生物砖底泥消解技术、生物促生技术、生物浮岛技术、仿生水草技术等。
3.4.1 生物砖底泥消解技术
生物砖是将自然界中提取的有益菌群经特定驯化后，与纤维素酶、木质素酶、脂肪酶等活性生物酶复合制成固体块状，可直达水体底部分解底泥中的污染物，以及腐败气体硫化氢、二氧化硫、吲哚等，并在底泥表层形成约20～30 cm厚的生物隔离层。生物砖的施用主要针对底泥中污染物。
3.4.2 生物促生技术[1]
生物促生技术是通过向污染河流投放解毒剂，降解污染物的多种酶、有机酸、微量元素、常量元素、维生素等营养物质、电子受体等，减轻环境中的毒性，对自然界中污染物降解士著微生物起到促生作用，为之创造一个能顺利完成其自然降解功能的环境，强化污染环境的自净能力，但效果反应并不明显，仅能用于轻污染河道治理。
3.4.3 生物浮岛技术
生物浮岛技术是利用生态工学原理，在受污染河道，用木头、泡沫等轻质材料搭建浮岛，以浮岛作为载体，在水面上种植植物，构成微生物、昆虫、鱼类、鸟类、植物等自然生物栖息地，形成生物链来帮助水体恢复，降解水体的COD、氮、磷的含量，主要适用于富营养化及有机污染的河流。生物浮岛处理效果好，自然景观和谐。但有许多问题如如何筛选、培育和合理搭配高效率的植物品种以满足不同环境的修复需要，尤其是低温季节提高植物修复效率较低。
3.4.4 仿生水草技术
该技术集合了多项技术创新，根据污染程度和不同阶段的治污需求，可以分期实施。
（1）重污染水体的治理：采用水母体（环保船）结构进行除沼气处理。其利用河道底泥中的沼气和太阳能系统发电，一方面有效节能，另一方面又释放了底泥的沼气，改善了河床厌氧情况，消减了底泥，为水下植物的生长提供了良好的环境。同时曝气又增加水中溶解氧含量，改善水质状况。水母体在进行河道生态修复时，并没有投加化学类物质，展现了其人与自然的和谐。
（2）轻度污染水体的治理：安装太阳能仿生水草浮岛和水生植物浮岛，在水体中立体、交叉分布适合微生物驯化、生长、繁殖的载体，根据水质要求选择栽种潜水植物，适度分布水生植物浮島和太阳能仿生水草浮島等。其中太阳能仿生水草浮島群可利用太阳能曝气器向水体独立充氧，每一组浮島下有密集的填料分布于水体中，为微生物着床提供载体。河道两侧浅水区域栽种潜水植物。分布安装太阳能喷泉曝气增氧设施，为河道活性增氧，通过第二阶段的生态修复、强化治理，使河道水体达到适用于农业用水及一般景观水体的要求。并且配合种植水生植物，投加微生物使得治理效果更持久，河道水体的自净能力提高得更快。
3.5 生态体系综合净化技术
生态体系综合净化技术包括有生物稳定塘、微生态滤床和砾间生物接触氧化技术。这是一种以微生物处理原理为主的、可培养多种污水处理菌种的，与为微生物生长培养所需的软硬介质载体相结合的综合性技术。
3.5.1 生物稳定塘技术
稳定塘技术是利用天然水体的自净能力，将被污染的河水在一种类似于池塘的处理设备内经长时间缓慢流动和停留，通过生物的代谢活动降解有机染物的修复技术，适用于富营养化河流。用于河水处理的稳定塘可以利用河边的洼地构建，对于中小河流，还可以直接在河道上筑坝拦水。国内外在传统稳定塘的基础上开发了处理效果更好的变形稳定塘工艺[2]。该方法对氮、磷等污染物的去除效果较好，但是水力负荷一般较低，渗流速度慢。
3.5.2 微生态滤床技术
微生态滤床是一个非常复杂的生态单元。污水原水在流经该系统时，各种污染物在微生物转化、细菌分解、氧化、还原、吸收、挥发、蒸腾和沉淀等多重作用下发生分离或转化，系统中发生的各种转化过程很少在整个滤床范围内均匀发生，不同处理过程总是次序发生。污水处理过程综合好氧、兼氧、厌氧三种反应。在植物根区的氧气由根部释放出来并在周围形成一个环状的有氧区域。离根部较远处，由于生化有氧变化对氧气的需求（BOD）而使该区域的氧气浓度减少为零。富氧区的半径由氧气的需求量（BOD）决定。当高BOD的污水流经时，富氧区半径减小以满足需氧量，当低 BOD的污水流经时，富氧区半径增大。好氧细菌和厌氧细菌的比例随着污水浓度、承载率、植被床和根部的深度变化而变化。根部区域是一个复杂多变的微生态系统，无机化学反应、根系呼吸、有机微生物转化都与污水处理的最终出水质量相关。运作的核心是对有氧区域的尺寸和数量的管理。通过选择不同的基质和根系，处理过程中的好氧或厌氧反应会得到合理利用，提高处理效率。
3.5.3 砾间生物接触氧化技术
这是一种模仿生态、强化生态自然净化水质过程的常规方法的有效组合。当河水流经水深处，水中的悬浮物将因流速减缓而产生沉淀；当河水流经水浅处，则因水流相对速度较快，产生自然曝气现象，增加溶河水中溶氧；河床上的天然砾石可以吸附、过滤污染物，而且砾石间的微生物可以降解污染物；当降雨造成河川流量增加时，丰沛的水量可产生冲刷及稀释的作用将砾石间污泥带出，使河川再度恢复原有的自净能力。
3.6 强化增氧技术
河道水体水质的好坏与水体溶解氧含量息息相关。在河道治理中，任何水体微生物、动植物的生长存活都离不开水中溶解氧。因此对河道水体进行强化增氧是恢复水体水生态系统的一个重要举措。
3.6.1 机械曝气技术
这种曝气方法设备简单、维护管理方便。
機械曝气是用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的。表面曝气机装有叶轮，当叶轮转动时把大量的混合液水滴和膜状水抛向空气中，由于气水接触界面大，从而使空气中的氧很快溶入水中。随着曝气机的不断转动，表面水层不断更新，氧气不断地溶人，同时池底含氧量小的混合液向上环流和表面充氧区发生交换，从而提高了整个曝气池混合液的溶解氧含量。
3.6.2 磁化增氧技术
所谓磁化增氧，就是使水以一定速度，通过磁水器流出来，就成为磁化的水。当水通过磁力线时，在磁场作用下使水的理化性质发生变化，渗透压和表面张力也有所提高，最终达到水体增氧效果。
3.6.3 太阳能增氧技术
太阳能增氧技术主要涉及光伏增氧机。 光伏增氧机是以太阳能为动力的设备，由光伏逆变器和增氧机组成。光伏增氧机利用来自太阳的持久能源，无需人工值守，不需要柴油、不需要电网，不需要储能电池，直接驱动增氧机工作（亦可以蓄水替代蓄电）。
3.7 动植物净化技术
动植物净化技术是一类传统的河道水体生态修复技术，可分为水生植物净化和水生动物净化两部分，水生植物包括沉水植被、浮水植被、挺水植被和耐湿乔灌木，水生动物包括鱼类、软体动物和虾类。
3.7.1 沉水植被
沉水植被指植物体完全沉没于水中的植物。它们的根有时不发达或退化，植物体的各部分一般都可吸收水分或养料，通气组织特别发达，此类植物的叶子多为带状或丝状，如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。
3.7.2 浮水植被
常见的浮水植被有水芹菜、大藻、浮萍等，其特点是根系发达、生长迅速、生育周期短且主要以营养生长为主，对氮的需求量很高，因此对富营养化水体的治理具有重要意义。
3.7.3 挺水植被
挺水植被类型包括芦苇、香蒲、旱伞竹、藤草、水葱、纸莎草等，其特点是适应能力强、根系发达、生长量大、营养生长与生殖生长并存，对氮、磷、钾的吸收都比较丰富，并且可以在无土的环境中生长。
3.7.4 耐湿乔灌木
耐湿乔灌木在河道、湿地的修复中主要起到稳定坡岸、保持水土以及构建动物栖息地尤其是鸟类栖息地的作用。常用到的耐湿乔木树种有：垂柳、水杉、水松、枫杨、红树、乌桕等。
3.7.5 鱼类
一般选择滤食性的水生鱼类和杂食性的鱼类为主，待水生植物长好后投放少量的草食性鱼类，并适当放养少量的肉食性鱼类，从而帮助恢复水体生物链和生态系统，提高生物净化效果。
3.7.6 软体动物
在水体中放养能摄食藻类的螺蛳、河蚌等底栖动物，可以帮助恢复水体生物链和生态系统，提高生物净化效果[3]。
3.7.7 虾类
在水体中放养一定数量和比例的虾可以摄食有机碎屑，起到净化水质的作用，同时也可以帮助恢复水体生物链和生态系统，提高生物净化效果。
4 技术比较与新技术应用
4.1 技术比较
由表1可以看到，河道水体修复技术均有各自优缺点，因此其适用范围各不相同。异位联合处理净化技术处理速度快，效果好，建议可用于中小型河道的局部流域治理。生态药剂处理技术建议用于突发水污染事件的预防和应急处理。高负荷泥水分离技术可用于河道清淤方面的工作，也可用于处理浑浊水体，但由于仅限处理悬浮物固体，因此应用时需要注意与其他技术搭配使用。微生物处理净化技术在使用时应综合考虑水面情况、河道通航、微生物添加实验数据进行确定。生态体系综合净化技术由于需要较大占地面积建议用于城郊河道段或农村河道段。强化增氧技术在应用时需要考虑好控制管理问题，一般的增氧设备，当布设点较多较分散时，采用集中控制难度较大且会增加电缆沟建设和电缆铺设成本，而采用分散控制对运行管理又不便；建议当增氧布设点较多时，采用太阳能增氧技术，推广太阳能设备。动植物净化技术在河道治理中是必不可少的一项技术，在河道治理中应尽可能使用，但由于见效较慢，建议与异位联合处理净化技术搭配使用。
4.2 新技术应用实例
目前我国已有部分地区运用新技术治理河道工程实例。
玉林市陆川县九洲江支流石垌河，治理前河道项目段水体水环境功能分区为劣V类，河道CODCr、氨氮、总磷等指标均超过正常标准。项目点运用异位联合处理净化技术、生物砖底泥消解技术治理河道后，项目段河道水体水环境功能区提升至III类水。
又如杭州市江干区孔家河下沙段，治理前河道项目段水体水环境功能分区为劣V类，运用生物浮岛及动植物净化技术后，河道水体水环境功能区提升至III类水，各项污染物因子指标均达到正常标准。
5 结束语
综合以上，我国河道治理技术的应用包括有物理、化学、生物以及综合性方法。各种技术有其各自特点和适用范围，在实际工程运用中，应结合具体情况，因地制宜地选择河道治理技术。
参考文献
[1]张捷鑫，吴纯德，陈维平.污染河道治理技术研究进展[J].生态科学，2005，24（2）：178-181.
[2]邓耀明.污染河道治理技术的研究进展[J].环境科技，2009，22（02）：90-93.
[3]刘君洪.浅析河道整治技术[J]，城市建设理论研究，2012（03）.
收稿日期：2018-05-25
作者简介：向元益，北京大学技术物理专业学士、清华大学辐射防护与环境保护专业硕士，教授级高级工程师，研究方向为环保设备和医疗器械销售、环保监测技能培训与考核、数据质量保证等。
摘要：当前，我国河道治理技术日新月异，本文较深入的分析探讨了异位联合处理净化技术、高负荷泥水分离技术、微生物处理净化技术、生态体系综合净化技术、强化增氧技术以及动植物净化技术等多种河道水体修复技术的特点及应用，以期为我国河道治理领域提供一定的技术支持。
关键词：河道水体；水体修复；污染源控制；異位联合
中图分类号：X522 文献标识码： A 文章编号：2095-672X（2018）07-0048-03
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.026
Overview and application development of urban river regulation technology
Zhen Cida1，Liu Minghao2，Xiang Yuanyi1，Wang Xingang1，Wang Peng2
（1.Zhejiang Province Environmental Radiation Monitoring Center， Hangzhou Zhejiang 310012，China；
2.Zhejiang Zhenghao Environment Technology Co.， Ltd.， Hangzhou Zhejiang 310018，China）
Abstract： Currently， urban river regulation technology is changing rapidly， this paper disscusses and analyses the characteristics and application of ectopic combined treatment of purification technology， high load isolation technology of sludge and water， microbiological technology， enhanced aeration technology and plants & animals purification technology， etc. ， in hopes of offering some technical support for river regulation in our country.
Keywords： River water； Water restoration； Pullution control； Ectopic combined
河道水体作为地球水环境的重要组成部分，其环境污染问题多年来一直是我国治理水污染的首要解决目标。近年来，河道治理技术及其处理设备日新月异，然而，新技术的诞生并没有能够及时推广，这使得我国许多省市的河道治理工作进展缓慢、成效不明显。因此，深入分析河道水体修复技术及其发展应用，对我国河道治理新技术推广、提升河道水体环境及周边人居环境具有重要意义。
1 河道治理现状
目前我国河道治理工作主要从两方面入手，一是污染源控制，二是河道水体净化。
污染源控制主要是指对河道沿岸的排污口进行清查，禁止有未达到排放标准的污水排入河道。河道水体净化即对河流水质进行提升，目前我国普遍采用的是水生植物处理技术，依靠种植水生植物对河道水体中污染物质的吸收和吸附来净化河水。
2 污染源控制简介
目前河道水体的污染来源主要包括工业废水、城镇污水、农村生活污水和农业面源污染等。对于城镇工业废水和生活污水均需经过处理达到相应排放标准后才能排放至河道或排水管网；农村生活污水主要通过农村生活污水治理工程来治理，面源污染（化肥、农药）主要通过建设生态驳岸缓冲带进行控制。
3 河道水体修复技术介绍
3.1 异位联合处理净化技术
异位联合处理净化技术是一种河道治理新技术，该技术针对水体不同污染物对其进行异位处理，将污染物彻底移出水体，运用物理、化学、生物的协同作用使水体达标，异位联合处理技术具有水力停留时间短占地小、净化效率高、处理水量大、排出的污泥含水率低易于处理等特点。
3.2 生态药剂处理技术
在河道治理中，生态药剂处理技术主要扮演一个预防和应急措施的角色，用以预防可能出现的突发水污染事件或应对已发生难以控制的污染情况。常用的生态药剂有除磷剂和脱氮剂。
3.2.1 生态除磷剂
药剂除磷技术的主要优点是除磷效率高，去除率可达85%以上，并能去除一般方法很难处理的溶解性与胶体性磷盐，对控制水体富营养化具有积极意义，适用于胶体状和溶解性无机磷含量较高的封闭或缓流水体。但该法成本较高，同时有二次污染的可能，因此，在饮用水源地应禁止使用。
3.2.2 生态脱氮剂
脱氮剂是对水混凝除浊处理及除氮的物品，能够在对污水处理同时，达到深度除氮目的，而不需要改变原水处理流程，不需要增设大型水处理构筑物，简便易行，可获得显著的社会和经济效益。
3.3 高负荷泥水分离技术
在河道治理中，水体中淤泥和悬浮物含量是影响水体透明度的重要指标。因此降低水体中淤泥和悬浮物含量可以有效提升水体表观清澈程度。为了达到这个目的，各种高负荷泥水分离技术应运而生。
3.3.1 超磁水体净化技术
由于普通的河湖水体中非溶解态污染物一般不带磁性，超磁水体净化技术就是将不带磁性的污染物赋予磁性，然后通过超磁透析设备进行固液分离，使水体透析净化，可在短时间内快速降低悬浮物、有机物、藻类和总磷等污染物含量。
3.3.2 河湖淤泥控源分离改性固化一体化工艺
河湖淤泥控源分离改性固化一体化工艺可使抽吸上来的淤泥经过处理后实现资源化再利用，尾水达标排放，实现生态化清淤、管网化输送、工厂化处置、资源化利用。该技术具有处理后淤泥大幅减量且满足土工用土要求、设备占地面积小、无二次污染、综合成本低、渣土资源化利用等特点。
3.3.3 微浮選技术
对于比重接近于水的微小悬浮物和油类的去除，微浮选分离技术是最有效的方法。微浮选法就是通过溶气系统产生的溶气水，经过快速减压释放在水中产生大量微细气泡，若干气泡粘附在水中原水（或者絮凝好的污水）悬浮物或油类表面上，通过浮力使其上升至水面而使固液分离（同时可以降低BOD、COD、色度等）的一种净水法。
3.4 微生物处理净化技术
微生物技术是在借鉴传统污水处理的技术方法上衍生而出适合于河道处理的一类对水体进行原位处理的新技术，包括生物砖底泥消解技术、生物促生技术、生物浮岛技术、仿生水草技术等。
3.4.1 生物砖底泥消解技术
生物砖是将自然界中提取的有益菌群经特定驯化后，与纤维素酶、木质素酶、脂肪酶等活性生物酶复合制成固体块状，可直达水体底部分解底泥中的污染物，以及腐败气体硫化氢、二氧化硫、吲哚等，并在底泥表层形成约20～30 cm厚的生物隔离层。生物砖的施用主要针对底泥中污染物。
3.4.2 生物促生技术[1]
生物促生技术是通过向污染河流投放解毒剂，降解污染物的多种酶、有机酸、微量元素、常量元素、维生素等营养物质、电子受体等，减轻环境中的毒性，对自然界中污染物降解士著微生物起到促生作用，为之创造一个能顺利完成其自然降解功能的环境，强化污染环境的自净能力，但效果反应并不明显，仅能用于轻污染河道治理。
3.4.3 生物浮岛技术
生物浮岛技术是利用生态工学原理，在受污染河道，用木头、泡沫等轻质材料搭建浮岛，以浮岛作为载体，在水面上种植植物，构成微生物、昆虫、鱼类、鸟类、植物等自然生物栖息地，形成生物链来帮助水体恢复，降解水体的COD、氮、磷的含量，主要适用于富营养化及有机污染的河流。生物浮岛处理效果好，自然景观和谐。但有许多问题如如何筛选、培育和合理搭配高效率的植物品种以满足不同环境的修复需要，尤其是低温季节提高植物修复效率较低。
3.4.4 仿生水草技术
该技术集合了多项技术创新，根据污染程度和不同阶段的治污需求，可以分期实施。
（1）重污染水体的治理：采用水母体（环保船）结构进行除沼气处理。其利用河道底泥中的沼气和太阳能系统发电，一方面有效节能，另一方面又释放了底泥的沼气，改善了河床厌氧情况，消减了底泥，为水下植物的生长提供了良好的环境。同时曝气又增加水中溶解氧含量，改善水质状况。水母体在进行河道生态修复时，并没有投加化学类物质，展现了其人与自然的和谐。
（2）轻度污染水体的治理：安装太阳能仿生水草浮岛和水生植物浮岛，在水体中立体、交叉分布适合微生物驯化、生长、繁殖的载体，根据水质要求选择栽种潜水植物，适度分布水生植物浮島和太阳能仿生水草浮島等。其中太阳能仿生水草浮島群可利用太阳能曝气器向水体独立充氧，每一组浮島下有密集的填料分布于水体中，为微生物着床提供载体。河道两侧浅水区域栽种潜水植物。分布安装太阳能喷泉曝气增氧设施，为河道活性增氧，通过第二阶段的生态修复、强化治理，使河道水体达到适用于农业用水及一般景观水体的要求。并且配合种植水生植物，投加微生物使得治理效果更持久，河道水体的自净能力提高得更快。
3.5 生态体系综合净化技术
生态体系综合净化技术包括有生物稳定塘、微生态滤床和砾间生物接触氧化技术。这是一种以微生物处理原理为主的、可培养多种污水处理菌种的，与为微生物生长培养所需的软硬介质载体相结合的综合性技术。
3.5.1 生物稳定塘技术
稳定塘技术是利用天然水体的自净能力，将被污染的河水在一种类似于池塘的处理设备内经长时间缓慢流动和停留，通过生物的代谢活动降解有机染物的修复技术，适用于富营养化河流。用于河水处理的稳定塘可以利用河边的洼地构建，对于中小河流，还可以直接在河道上筑坝拦水。国内外在传统稳定塘的基础上开发了处理效果更好的变形稳定塘工艺[2]。该方法对氮、磷等污染物的去除效果较好，但是水力负荷一般较低，渗流速度慢。
3.5.2 微生态滤床技术
微生态滤床是一个非常复杂的生态单元。污水原水在流经该系统时，各种污染物在微生物转化、细菌分解、氧化、还原、吸收、挥发、蒸腾和沉淀等多重作用下发生分离或转化，系统中发生的各种转化过程很少在整个滤床范围内均匀发生，不同处理过程总是次序发生。污水处理过程综合好氧、兼氧、厌氧三种反应。在植物根区的氧气由根部释放出来并在周围形成一个环状的有氧区域。离根部较远处，由于生化有氧变化对氧气的需求（BOD）而使该区域的氧气浓度减少为零。富氧区的半径由氧气的需求量（BOD）决定。当高BOD的污水流经时，富氧区半径减小以满足需氧量，当低 BOD的污水流经时，富氧区半径增大。好氧细菌和厌氧细菌的比例随着污水浓度、承载率、植被床和根部的深度变化而变化。根部区域是一个复杂多变的微生态系统，无机化学反应、根系呼吸、有机微生物转化都与污水处理的最终出水质量相关。运作的核心是对有氧区域的尺寸和数量的管理。通过选择不同的基质和根系，处理过程中的好氧或厌氧反应会得到合理利用，提高处理效率。
3.5.3 砾间生物接触氧化技术
这是一种模仿生态、强化生态自然净化水质过程的常规方法的有效组合。当河水流经水深处，水中的悬浮物将因流速减缓而产生沉淀；当河水流经水浅处，则因水流相对速度较快，产生自然曝气现象，增加溶河水中溶氧；河床上的天然砾石可以吸附、过滤污染物，而且砾石间的微生物可以降解污染物；当降雨造成河川流量增加时，丰沛的水量可产生冲刷及稀释的作用将砾石间污泥带出，使河川再度恢复原有的自净能力。
3.6 强化增氧技术
河道水体水质的好坏与水体溶解氧含量息息相关。在河道治理中，任何水体微生物、动植物的生长存活都离不开水中溶解氧。因此对河道水体进行强化增氧是恢复水体水生态系统的一个重要举措。
3.6.1 机械曝气技术
这种曝气方法设备简单、维护管理方便。
機械曝气是用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的。表面曝气机装有叶轮，当叶轮转动时把大量的混合液水滴和膜状水抛向空气中，由于气水接触界面大，从而使空气中的氧很快溶入水中。随着曝气机的不断转动，表面水层不断更新，氧气不断地溶人，同时池底含氧量小的混合液向上环流和表面充氧区发生交换，从而提高了整个曝气池混合液的溶解氧含量。
3.6.2 磁化增氧技术
所谓磁化增氧，就是使水以一定速度，通过磁水器流出来，就成为磁化的水。当水通过磁力线时，在磁场作用下使水的理化性质发生变化，渗透压和表面张力也有所提高，最终达到水体增氧效果。
3.6.3 太阳能增氧技术
太阳能增氧技术主要涉及光伏增氧机。 光伏增氧机是以太阳能为动力的设备，由光伏逆变器和增氧机组成。光伏增氧机利用来自太阳的持久能源，无需人工值守，不需要柴油、不需要电网，不需要储能电池，直接驱动增氧机工作（亦可以蓄水替代蓄电）。
3.7 动植物净化技术
动植物净化技术是一类传统的河道水体生态修复技术，可分为水生植物净化和水生动物净化两部分，水生植物包括沉水植被、浮水植被、挺水植被和耐湿乔灌木，水生动物包括鱼类、软体动物和虾类。
3.7.1 沉水植被
沉水植被指植物体完全沉没于水中的植物。它们的根有时不发达或退化，植物体的各部分一般都可吸收水分或养料，通气组织特别发达，此类植物的叶子多为带状或丝状，如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。
3.7.2 浮水植被
常见的浮水植被有水芹菜、大藻、浮萍等，其特点是根系发达、生长迅速、生育周期短且主要以营养生长为主，对氮的需求量很高，因此对富营养化水体的治理具有重要意义。
3.7.3 挺水植被
挺水植被类型包括芦苇、香蒲、旱伞竹、藤草、水葱、纸莎草等，其特点是适应能力强、根系发达、生长量大、营养生长与生殖生长并存，对氮、磷、钾的吸收都比较丰富，并且可以在无土的环境中生长。
3.7.4 耐湿乔灌木
耐湿乔灌木在河道、湿地的修复中主要起到稳定坡岸、保持水土以及构建动物栖息地尤其是鸟类栖息地的作用。常用到的耐湿乔木树种有：垂柳、水杉、水松、枫杨、红树、乌桕等。
3.7.5 鱼类
一般选择滤食性的水生鱼类和杂食性的鱼类为主，待水生植物长好后投放少量的草食性鱼类，并适当放养少量的肉食性鱼类，从而帮助恢复水体生物链和生态系统，提高生物净化效果。
3.7.6 软体动物
在水体中放养能摄食藻类的螺蛳、河蚌等底栖动物，可以帮助恢复水体生物链和生态系统，提高生物净化效果[3]。
3.7.7 虾类
在水体中放养一定数量和比例的虾可以摄食有机碎屑，起到净化水质的作用，同时也可以帮助恢复水体生物链和生态系统，提高生物净化效果。
4 技术比较与新技术应用
4.1 技术比较
由表1可以看到，河道水体修复技术均有各自优缺点，因此其适用范围各不相同。异位联合处理净化技术处理速度快，效果好，建议可用于中小型河道的局部流域治理。生态药剂处理技术建议用于突发水污染事件的预防和应急处理。高负荷泥水分离技术可用于河道清淤方面的工作，也可用于处理浑浊水体，但由于仅限处理悬浮物固体，因此应用时需要注意与其他技术搭配使用。微生物处理净化技术在使用时应综合考虑水面情况、河道通航、微生物添加实验数据进行确定。生态体系综合净化技术由于需要较大占地面积建议用于城郊河道段或农村河道段。强化增氧技术在应用时需要考虑好控制管理问题，一般的增氧设备，当布设点较多较分散时，采用集中控制难度较大且会增加电缆沟建设和电缆铺设成本，而采用分散控制对运行管理又不便；建议当增氧布设点较多时，采用太阳能增氧技术，推广太阳能设备。动植物净化技术在河道治理中是必不可少的一项技术，在河道治理中应尽可能使用，但由于见效较慢，建议与异位联合处理净化技术搭配使用。
4.2 新技术应用实例
目前我国已有部分地区运用新技术治理河道工程实例。
玉林市陆川县九洲江支流石垌河，治理前河道项目段水体水环境功能分区为劣V类，河道CODCr、氨氮、总磷等指标均超过正常标准。项目点运用异位联合处理净化技术、生物砖底泥消解技术治理河道后，项目段河道水体水环境功能区提升至III类水。
又如杭州市江干区孔家河下沙段，治理前河道项目段水体水环境功能分区为劣V类，运用生物浮岛及动植物净化技术后，河道水体水环境功能区提升至III类水，各项污染物因子指标均达到正常标准。
5 结束语
综合以上，我国河道治理技术的应用包括有物理、化学、生物以及综合性方法。各种技术有其各自特点和适用范围，在实际工程运用中，应结合具体情况，因地制宜地选择河道治理技术。
参考文献
[1]张捷鑫，吴纯德，陈维平.污染河道治理技术研究进展[J].生态科学，2005，24（2）：178-181.
[2]邓耀明.污染河道治理技术的研究进展[J].环境科技，2009，22（02）：90-93.
[3]刘君洪.浅析河道整治技术[J]，城市建设理论研究，2012（03）.
收稿日期：2018-05-25
作者简介：向元益，北京大学技术物理专业学士、清华大学辐射防护与环境保护专业硕士，教授级高级工程师，研究方向为环保设备和医疗器械销售、环保监测技能培训与考核、数据质量保证等。
