铭盛环境——工业污水，工业废水处理专家，提供污水处理解决方案
河道生态系统包括河流及滨岸带范围内一切环境与生物要素，城市河道在行洪排涝、补给公开水、维护生物多样性和改善城市局域小气候方面发挥着重要作用。但城市化进程普通会对河道生态系统产生负面影响，如径流紊乱、水质恶化、生态系统退化等。城市建立用地的增加常常会缩减城市水域面积，形成城市水网密度降落，而人口数量的增长会引发城市污水排放量逐年增加，污水处置厂处置才能缺乏造成河道成为城市污水的集中排放场所，大量污水的汇入会形成河道内污染物含量超标(普通到达劣V类地表水规范)，要挟水生生物生存的同时病原体(细菌、病毒和寄生虫卵等)也会随污水传播进而危害人类安康。此外，城市开展规划通常会对区域内自然河道实行人为改造(截弯取直、护岸硬质化和河道渠道化)，使河道构造趋向简单化与固定化，功用趋向景观绿化与行洪排涝，最终会造成水生态系统内部物质循环与能量传送途径受阻，降低水体自净才能。
一、生态处理形式概略
近年来，由城市河道污染所引发的众多环境问题逐步成为限制城市可持续经济开展的关键所在，随着国内外对环境建立的不时注重，水环境污染处理范畴呈现出多元化、系统化的开展趋向。但传统污染河道的处理办法(物理法、化学法和生物法)偏重于对某几项环境指标的控制和改善，无视了河道生态系统恢复的重要性，致使黑臭水体在处理一段时间后重复呈现。生态处理形式是指可以在不影响河道正常行洪功用的状况下，经过综合处理办法恢复河道内水生态系统构造与功用，借助水生态系统内部物质循环过程去除污染物的综合处理办法，是环境与生物互相作用的结果。以往研讨证明了大型水生植物、浮游植物及微生物膜在净化城市生活污水、工业废水处理等方面的作用，而近几年国内有关生态处理形式应用的案例也获得了良好效果。
二、项目背景
2017年北京市五大水系中河流总长度约2434km，其中劣V类河流长度占34.7%，其中北运河水系整体水环境质量较差。2018年北京市黑臭水体总长度约50.1km，污染面积约19.2km2。葆李沟逾越丰台区与大兴区，是北运河水系中凉水河的一条主流，环境建立滞后于城市经济开展致使葆李沟生态环境毁坏与水环境污染堕入恶性循环状态：岸坡植被稠密，土壤腐蚀严重；河道内泥沙渣滓淤积，水体连续性差；水生植物品种单一数量稀少，水体自净才能低；生活污水与不达标中水(中水水质为一级B规范，断面考核规范为V类地表水规范)直排，中水与河道汇流口距断面考核点间隔过短，无法充沛净化。经检测，2016年葆李沟断面考核点水质全年(除汛期外)为劣V类地表水规范，属于重度黑臭水体。2017年河道断面考核点COD均匀值为83.32mg/L，TP均匀值为4.48mg/L，NH3-N均匀值为44.07mg/L。
生态处理形式的应用需遵照量体裁衣的准绳，依据葆李沟的污染特征施行了具有针对性的生态处理形式，并对生态处理形式运转后的污染物去除效果以及影响水生植物净化区内污染物去除奉献率(该区域内污染物去除量与整体处理形式污染物去除量的百分比)的环境因子实行跟踪研讨。
三、详细措施及研讨办法
以静沟京良路至宏康路段(K0+000~K1+188)为对象，在截污清淤的根底上设计并施行以延长水体驻停时间、设置生态滤床、重建水生植物系统、微生物系统构建和水生动物系统构建等措施相分离的生态处理形式，见表1和图1。经过在河道内树立良性生态系统循环过程，恢复水生态系统内部的物质循环功用，加快污染物的合成转化速度，延长污水净化时间并提升河道水体自净才能。
2018年3月，研讨段内一切措施布设完成并进入水环境修复期，为评价生态处理形式的效果，需对河道内水质(COD，NH3-N，TP、温度、pH和溶解氧)、生态系统恢复情况实行检测剖析。COD、TP和NH3-N检测工具为哈希水质剖析仪(DRB200)，为减小实验误差每组水样需反复检测2次，pH检测工具为pH计(上海三信PHB-3)，温度与溶解氧检测仪器为便携式溶氧仪(上海雷磁JPB・607A)o检测K0+970〜K1+188水生植物净化区内水生植物生物量(湿重)，详细办法参照《淡水生物资源调查技术标准：DB43/T432—2009》实行，检测时间与次数与水质相同。数据剖析运用SPSS19.0完成。经过现场调查评价生态系统恢复情况。检测期间，高立庄污水处置厂中水出水水质较稳定：NH3-N均匀值为29.8mg/L、TP均匀值为2.94mg/L、COD均匀值为20.2mg/L。
四、结果讨论
4.1 污染物去除率
以《城镇污水处置厂污染物排放规范：GB18918—2002》和《地表水环境质量规范：GB3838—2002》网为参考规范评价污染物去除效果。检测结果见表2、表3。
生态处理形式对研讨段内COD的均匀去除率到达66.45%±0.11%。考核断面COD指标从2017年的二级规范(83.32mg/L)提升至2018年的U类地表水规范(9.04mg/L)，COD的去除主要依托滤料的拦截、吸附作用，水生植物的拦截、吸附和吸收作用及微生物的合成作用，但水生植物与微生物在低温环境下代谢活动较弱问，水温上升至25〜30℃时，水生植物与微生物代谢活动旺盛，滤料、植物根系与人工水草外表构成的微生物膜可以高效合成吸收水中有机质。此外，沉水植物与挺水植物的根系可以稳定底质环境，防止堆积物中有机碎屑再悬浮。
生态处理形式对研讨段内TP的均匀去除率到达39.36%±0.01%。考核断面TP指标从2017年二级规范(4.48mg/L)提升至2018年的一级B规范(2.24mg/L)。TP的去除主要依托生态滤床中滤料的拦截吸附与微型生态系统的合成、转化作用以及水生植物与微生物(主要为聚磷菌)的吸收、合成作用。聚磷菌在好氧条件下过量吸收水中的正磷酸盐合成聚磷酸盐贮存在细胞内，在厌氧条件下水崩溃内的聚磷酸盐并向水中释放正磷酸盐呵。水生植物根系四周好氧环境有利于除磷菌过量吸收水体中正磷酸盐，从而提升TP去除率。
生态处理形式对研讨段内NH3-N的均匀去除率到达36.13%±0.03%。考核断面NH3-N均值从2017年的三级规范(44.07mg/L)提升至2018年的二级规范(23.03mg/L)。除滤料与水生植物作用外，微生物膜中一系列脱氮过程(异化、氨化、硝化和反硝化等)也可以有效降低NH3-N含量，但微生物的脱氮过程需求充足的C源作为底物阴，研讨段内COD均匀去除率到达60%以上，而经过生态跌水增加的CO2、CO3-和HCO3-等少量C源并不能充沛满足微生物的代谢活动需求，微生物脱氮过程遭到限制是NH3-N去除率较低的缘由之一。此外，弱酸性条件下滤料对NH3-N的去除效果较强，而研讨过程中水体呈现弱碱性，较多的OH-会影响滤料对NH3-N的吸附效果问，是研讨段内氨氮去除率较低的另一个缘由。
4.2 污染物去除奉献率与环境因子的关系
应用相关剖析分别研讨K0+970~K1+188区域内水生植物生物量(湿重)、温度、pH和溶解氧与该区域内污染物去除奉献率的相关关系，并运用Pearson相关系数表示相关关系的强弱状况，剖析结果见表4。
水生植物净化区内，3种污染物的去除奉献率与水生植物生物量和温度呈显著正相关关系；3种污染物去除奉献率与pH无相关关系；COD与NH3-N的去除奉献率与溶解氧呈显著正相关关系，而TP的去除奉献率与溶解氧无相关关系。
4.3 河道生态系统恢复
项目施行前后河道生态系统情况比照结果，见表5。
表5可知，生态处理形式运转以来，河道生态系统(葆李沟)在表观特征、水文、河道形态、水质和水生生物丰度等方面有明显改善，河道生态系统构造及功用的恢复不只可以改善葆李沟水污染情况，同时沿河道构成的生态恢复带有助于物种的迁入，如生态系统恢复初期，草本植物(稗草、菖蒲等)与浮游动物(轮虫类、枝角类)会率先在近岸带及生态滤床带中呈现。
4.4 污染物去除效果的优化
生态处理形式去除污染物是多种措施综协作用的结果，经过以上的结果剖析能够看出，目前所采用的生态处理形式仍有可优化提升的空间，在滤料作用区控制水体弱酸性条件、提升水生植物生物量、控制适合的水温、提升水体溶解氧含量和坚持水体中有一定量的有机质等措施能够提升整体研讨段内染污物的去除效果。但思索到室外条件及本钱控制，如何有效控制局部区域水体酸碱性及水温等问题仍需求进一步的研讨。
五、结论
本次葆李沟水污染处理过程中，针对污染源问题，前期的截污清淤可以将河道内污染物含量控制在稳定程度。针对原河道中污水处置途径较短的问题，生态跌水的建立与中水汇流口的改造一方面可以延长河道内水力驻停时间，使污染物得到充沛净化;另一方面稳定的水文条件可以为水生生物及微生物提供适合的栖息环境。针对处理前河道内水质恶化严重的问题，将人工水草微生物净化作用集中在净化流程的中后段，前期生态滤床与大型水生植物的初步净化可以将河道内污染物含量控制在微生物生存的耐受范围之内，为微生物挂膜提供有益环境。生态处理形式运转期间，水体内营养物质最终进入水生植物及滤食性动物体内，对水生生物的收割和打捞可以及时将营养转移出河道，防止水生生物死亡后营养元素再次进入河道。
葆李沟生态处理形式运转期间，研讨段内COD均匀去除率为66.45%±0.11%，TP均匀去除率为39.36%±0.01%，NH3-N均匀去除率为36.13%土0.03%；其中K0+970-K1+188水生植物净化区内COD、TP和NH3-N的去除奉献率与水生植物生物量、温度呈显著正相关；生态处理形式在有效去除水体内污染物的同时，可以沿河道树立生态的恢复带，对区域内生态系统恢复具有实践意义；弱酸性条件、提升水生植物生物量、适合的温度、提升溶解氧含量和一定量的有机质等措施可以提升生态处理形式中污染物的去除效果。
