李 林

（福州城建设计研究院有限公司，福州 350001）

目前，我国城市内河污染严重，城市河段乱修乱建的现象相当普遍，特别是南方许多大中型城市，垃圾、污水等污染物未经处理直接排向内河，堵塞河道，严重影响到城市景观、内涝防治和小气候调节，制约了城市的品质提升和安全发展。因此，研究如何净化城市内河水质具有现实意义。

1 各内河水质净化方法的优缺点分析

城市内河水质净化的方法分物化法和生物生态法。常用的物化法有环境调水冲污、源头截污、疏浚底泥和絮凝沉淀；常见的生物生态法有河道曝气充氧、投加生物制剂、草坪和水生植物生态护岸、生态浮岛和漂浮式人工湿地、生物修复底泥等。

环境调水冲污主要通过河闸和抽水泵房等水利设施实现清、污水的交换，因此，该工程需要提高水利枢纽的质量，如加固水闸等，同时还要整治河道[1]。运行费用也较昂贵，如福州内河调水冲污工程日运行费用为3万～5万元[2]。

源头截污是从根本上解决河湖污染的关键，只有污染源从源头上得到控制，才能真正使河湖水质状况得到改善。但截污治理需要理清城市污水管网，大量修补断头管，必要时还需增加一定数量的污水泵站来保证污水的输送，因此，截污治理工程工作量大，难度大，投资成本高。

疏浚底泥是治理污染河流及湖泊污染源的重要措施，其改善内河水质的效果明显，如我国滇池草海一期工程疏浚底泥400万m3后，水体透明度由原来的不足0.37m提高到0.8m[3]。但清淤工程量大，且恶臭污泥处置不当会造成二次污染，另外，过度清淤还会破坏内河现有的生物链系统。

河道曝气有鼓风曝气、纯氧曝气和机械曝气，去除内河水质污染物的效果较好、无二次污染，如北京清河曝气充氧后BOD去除率为74.7%～88.2%，SS去除率为76.7%～81.9%，NH3-N去除率为15.8%～45%[4]，但河道曝气采用鼓风或纯氧曝气时需建设鼓风机房或液氧站，设备投资费用高，设备运行时电耗大，运行成本也较高。

絮凝沉淀法在制水工艺中的应用较多，技术成熟可靠。该方法可消除水体中的藻类和其他悬浮物质，净化原水，降低浊度，作用时间短、见效快，且运行成本低。

生物制剂投加法应用简单、见效快，但持效期短，连续使用还会导致水中微生物处理水质能力下降，且必须定期进行微生物筛选培育、保存、复壮等一系列专业处理过程。

生态护岸不仅水质净化效果好，还能营造湿地景观。如我国汾河太原城区段利用格宾网箱来修筑护岸[5]，江西德安的博阳河下游利用了自嵌式植生挡土墙[6]，均取得了很好的效果。由于生态护岸既要考虑河水与地下水之间的交换，又要考虑护岸耐河水的冲刷能力，因此，其投资成本高、建设周期长，且建成后需要专业性维护。生态浮岛、生物修复底泥等其他生物生态法均存在同样的问题。

2 絮凝沉淀法净化内河水质的优势

各种内河水质净化方法中，源头截污是内河整治必不可缺的，但其投资成本高、河道截污难以彻底，尤其是老城区污水管线错综复杂，更是增加了截污的难度；环境调水和曝气充氧都存在运行成本高的问题；疏浚底泥存在二次污染的风险；生物生态法虽然运行成本低，可美化环境，但其投资高、见效慢，还需专业性的维护。絮凝沉淀法相对其它内河水质净化方法的优势在于见效快、运行成本一般，适宜于在短期内需改善内河水质、提高河水透明度的地方。

3 絮凝剂投加和絮凝沉淀设备选用要点

3.1 絮凝剂的选用及投加

絮凝剂一般分无机絮凝剂和有机絮凝剂。无机絮凝剂常作为混凝剂使用，常见的有铝盐和铁盐两大类，铁盐腐蚀性大，不易贮藏、保管，对浊度较低的原水混凝效果不好，而铝盐中聚合氯化铝（PAC）能以各种聚合物种和Al(OH)3的形式直接存在于水中，可获得比用同剂量的硫酸铝处理更佳的效果，因此，PAC在净水工程中常作为混凝剂使用。有机絮凝剂主要是高分子絮凝剂，它常作为助凝剂与混凝剂联用，以应对混凝剂处理低温低浊度原水时效果不明显的问题[7]。目前使用的比较多的助凝剂为聚丙烯酰胺（PAM）。由于城市内河一般浊度不高，在内河水质净化工程设计中，常将PAC和PAM联用，其中PAC投加量为10～20mg/L，PAM投加量为0.1mg/L。PAM在投PAC之后投加，且两者的时间间隔为1～5min[8]。

3.2 絮凝形式的选用

常用的絮凝设备有：隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池及机械絮凝池，其中除机械絮凝池外，其余均属水力絮凝池。各絮凝设备的优缺点比较见表1。

表1 各种絮凝设备优缺点比较一览表

在内河水质净化工程中，一般要求投资省，管理维护简单，另外，由于取水规模固定，因此，多采用隔板絮凝和网格絮凝的方式，而网格絮凝可与斜管/斜板沉淀合建，更具节约用地的优势。

3.3 沉淀形式的选用

常用的沉淀池型式有：平流式沉淀池、斜板沉淀池、机械搅拌澄清池和高密度澄清池等。各种沉淀设备的优缺点见表2。

按投资和运行费用省、管理维护简单的原则，内河水质净化工程中多采用平流沉淀池和斜管/板沉淀池。其中斜管/板沉淀池在用地紧张的项目中更具优势。

表2 各种沉淀设备优缺点比较一览表

4 应用实例——福州安泰河水质净化工程

4.1 工程背景及工程内容

福州市安泰河位于白马河东侧，是一条东西走向贯穿福州市著名的旧城区三坊七巷的河道。受三坊七巷的影响，该项目需在3个月实现安泰河“水清”的任务。由于工期短，且要求见效快，安泰河水质净化工程采用了絮凝沉淀的处理工艺。

该工程选址于白马河与安泰河交叉处的道路旁，用地面积约200多m2（总平面布置示意见图1）。工程取水白马河，设计取水规模1万m3/d，出水要求浊度＜5NTU。由于工期紧、用地面积小，推荐采用网格混凝+斜管沉淀的处理工艺，设备采用一体式不锈钢设备。

图1 总平面布置示意图

4.2 生产构筑物设计

该工程的生产构筑物主要有取水泵井、絮凝沉淀池、加药间等。

（1）取水泵房

构筑物类型为地下式，平面尺寸5.2×5.2（m），高度6.8m。水泵设计为3台（2用1库存），技术参数为：流量Qmax= 220m3/h，扬程H = 10m，功率P = 11kW。

（2）絮凝沉淀池

构筑物尺寸及类型为：平面尺寸13.36 × 9.52（m），高度4.5m。地下式。絮凝沉淀设备为不锈钢之成套设备。

絮凝沉淀池设计参数为：絮凝池平均分成25格絮凝竖井，每格尺寸800×800（mm），每格絮凝单元上升（下降）流速0.1m/s；总反应时间16.67min；G=57.48/s；GT = 5.75×104； 其中1～8格为第一级，每格5层网格，每层81个50×50（mm）方孔，网孔流速0.316m/s；水头损失0.2844m；G=92.96/s；停留时间t1=5.33min，GT= 2.7×104；9～16格为第二级，每格4层网格，每层49个80×80（mm）方孔，网孔流速0.204m/s；水头损失0.0467m；G =37.67/s；停留时间t2=5.33min，GT=1.63×104；17～25格为第三级，不放网格，水头损失0.027m；G=27/s；停留时间t3=6.0min，GT=0.97×104。

斜管沉淀池设计参数为：蜂窝斜管斜长1000mm，内切圆直径30mm；斜管沉淀区清水区上升流速：V=2.5mm/s。

（3）加药间

构筑物尺寸及类型为：平面尺寸5.2×3.8（m），高度4.0m。一层砖混结构。

主要设备有：隔膜计量泵2台（1用1备），Q=100L/h，N=0.25kW，Pnmax=0.3MPa，吸程3m；PAC溶药装置，有效容积1.0m3，N=0.37kW，配置浓度10%。螺杆泵2台（1用1备），Q=100L/h，N=0.37kW，Pnmax=0.8MPa，吸程3m；PAM三槽式自动溶药装置，N总= 0.65kW。

PAC投加量按20ppm设计，药耗为200kg/d；PAM按0.1ppm设计，药耗为1kg/d。

4.3 工程效益

该工程建设投资约700万元，运行成本约0.17元/m3。

该工程建成投产后的出水浊度几乎都在1NTU以下，远远超出了预期效果。处理尾水排入安泰河后，改善了安泰河的浊度，实现了“水清”的目的，同时安泰河水质净化工程通过对处理构筑物进行了加盖密封和景观设计，形成了休闲广场和景观带，取得了良好的环境效益和社会效益（见图2）。

图2 安泰河水质净化工程加盖后的景观效果

5 结语

絮凝沉淀法净化内河水质具有建设工期短、见效快、投资省、运行费用低等优势，但同时也存在絮凝污泥排放、出水Al3+残留等二次污染问题。因此，建议内河治理应以源头截污为根本，在条件允许的情况下，尽可能采用工程安全、无二次污染的生物生态技术进行内河水质净化。

[1]邹丛阳，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 （8）：100.

[2]熊万永.福州内河引水冲污工程的实践与认识[J].中国给排水，2000（7）：26-28.

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[4]刘延恺.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（1）：9-10.

[5]樊建锋.格宾网在汾河太原城区段治理美化二期工程中的应用[J].水利水电技术，2007（5）：31-33.

[6]宁健，黄仁兴.浅析德安附城圩自嵌式生态景观挡土墙的施工[J].江西水利科技，2008（9）：34-35.

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