任重海1 许世芹1 腾2
1.中石化中原石油工程设计有限公司 河南郑州 450018；2.濮阳中油工程管理有限公司 河南濮阳 457001
摘要：马颊河中原油田段夏季黑臭极为严重，冬季结冰，近处仍发臭；加之雨季泵开启时大量淤泥被排入河内，导致河床严重积淤，严重污染水体，严重影响周围环境。文章依据国家有关法律规范，通过对三种水体富营养化控制技术的综合对比，优选出生态-生物法中的人工生态浮岛技术作为河段生态综合防治的方案，并进行了详细阐述。若付诸实施，势必对改善区域内水体产生重大积极影响。
关键词：马颊河；污染；人工生态浮岛；净化
一、项目概况
马颊河源于濮阳南，季节性河流，途经河南、河北、山东，入渤海。豫境70多km，流域面积1150km2，年均流量2.47m3/s，功能是排水及城镇景观与工农业用水。周边各类废污水比较严重污染水体，1998年水质污染综合指数1.32，在河南省监控的49条河流中排第13，出豫断面主要污染因子超v类3.3倍。冬季结冰，近处仍发臭；夏季黑臭极为严重，严重影响周围环境。在儿童公园上游有一雨水泵站，泵开启时管网中大量沉积淤泥排入河中，污染严重，且导致河床严重积淤，综合整治工程势在必行。
本工程拟生态综合防治中原油田管辖范围内的30.3Km河段，宽约20m，均深1~2m，河岸已建人工护堤。
二、依据及原则
1、依据：《景观娱乐用水水质标准》GB12941-91、《地表水环境质量标准》GB3838-2002、现场踏勘资料等。
2、原则：①严格执行各级环保、卫生和安全等法规，处理指标符合国家标准；②体现以人为本，设施与周围景观协调、自然、亲近、和谐，实现完成一处工程，形成一处景观的设想。③以环境生态学为指导，遵循水体生态修复的整体合理性、生物多样性、生态经济性和群落生态演替，提高河水承载力和自净力。
三、方案选择
马颊河主要污染：有机物、N和P。对于水体富营养化控制，国内外主要采用三类技术方案：
①化学法：加化学药剂杀藻、加铁盐促P沉淀、加石灰脱N等，但易二次污染。
②物理法：机械、过滤或气浮除藻、疏挖底泥、引水冲淤等，但治标不治本。
③生态—生物法：新技术，培育植物或微生物对污染物转化、降解，净化水体。工艺先进、不耗或低能耗、效果好、造价及运行成本低，不向水体投放药剂无二次污染。如：①USA集中式生物系统（Center Biological system，简称CBS）含多个属，几十种微生物的功能强大的“菌团”，喷洒后，把污染水体中有机物转化为无机物。水体修复快，短时间就可水体透明度增加，臭味消失。②加拿大生物链浮岛净化技术：在水面种植严格筛选的植物，水中放养或自然生成各种动物和微生物，使水体不断自净。优点：一是处理设施浮在水面，不另外占地；二是污水直排河内处理，减少市政建设和运转费；三是没耗电装置，不加化学药剂，运行费低；四是建成的人工湿地增添了新景观。但该方案投资费用较高。
方案选择主要依据：
①增强对生态环境的调控能力，将环境要素（N、P及藻类）的变化控制在生态系统可承受的限度之内；
②对生态系统调整，增强系统自身对环境变化的承受能力与自调节能力；
通过对现场实际考察，全面、系统、综合分析和比较后，拟用生态-生物法中的人工生态浮岛技术。
四、人工生态浮岛
“人工生态浮岛”象筏子一样的人工浮体，放在水面，其上栽水生植物。水生植物自身从水体吸收氮、磷，还与周围环境原生动物、微生物形成根际微生态小环境。这小环境对污染物有很强吸收、分解、富集、净化能力。同时，植物根系对氧的传递释放，使污染物不仅能被植物、微生物吸收，还通过硝化、反硝化，积累、降解、络合、吸附等作用而显著增加去除率。若浮体下挂比表面巨大的纤维软填料，其与水体长期接触，好氧微生物和原生、后生动物等附在上繁殖，形成好氧生物膜。另处，在下部形成缺氧生物膜，水中有机污染、氮、磷等被吸收，通过硝化、反硝化，积累、降解、络合、吸附等净化。
人工生态浮岛有遮蔽、涡流、饲料等效果；下挂填料构成鱼类生息的条件，构成、改善了鱼—水生浮游昆虫—藻类形成的生物链，又抑制了藻类大量繁殖。其上水生植物又引来蜻蜓、蜜蜂及鸟类等筑巢、生息，美化了环境。
本方案采用框架人工湿式生态浮岛。以轻质、耐水、耐腐、耐生物侵蚀材料为浮床、用网状织物和持肥能力强的材料作植物基盘，无土栽培。考虑搬运、施工和耐久性，浮床单体：l×b×h=1500mm×5000mm×60mm（图1、2）。植物选取在自然水域无土栽培表现出生态适应性强且生物量大、净化能力强、可全年生长、有观赏价值的植物或花卉，如美人蕉和旱伞草等，植物所需水、氮、磷均从水中摄取。
相对闭锁性水体，仅靠疏挖淤泥、引水冲淤等物理法，从实践看，不理想：或水质恶化、水体浑浊，或色度过大、缺乏生气和活力。这是因为较重视水体流动而忽视水中生物链和生物多样性，缺乏从根本上搞活水体的有效措施。
本方案还要在水深1m以内水域适当扩大荷花种植，围隔区放养水葫芦（可快速吸收氮、磷，在根系区形成微生物富集区，加速降解污染物，净化水质效果极高）。河内放养鱼、贝类：养摄入兰绿藻的链鱼、鲫鱼等；鲢鱼通过滤食可有效吞噬藻细胞，抑制藻生长、繁殖。放养螺蛳和河蚌及控制食草和螺、蚌鱼类的放养，以增强吸收磷、氮，减少藻类养料，抑制藻类生长量，使水生动植物多样性使它们互相依存，逐步地建设和修补水中的生物链，形成生物的多样性，形成生态平衡，这应该是搞活水体的一项有效措施。同时，它们不断消耗和降解水中有机物，净化水体。通过营养级串联效应改善整个水生态系统的结构和功能，从而使水体营养负荷减轻，水质得到改良。
五、主要工程量
序号名称主要工程量说明
[作者简介] 任重海（1976-），男，山东郓城、中石化中原石油工程设计有限公司、高级工程师、学士学位，主要从事给排水、消防和国际EPCC项目的研究；
论文作者:任重海1,许世芹1, 任腾2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/4
标签：水体论文; 生态论文; 微生物论文; 生物论文; 藻类论文; 河内论文; 植物论文; 《防护工程》2018年第9期论文;