國家林業(yè)局/聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署/全球環(huán)境基金 國家濕地水環(huán)境污染控制指南項(xiàng)目

媒體：濕地中國 作者：SUE 2019/4/2 16:20:01

國家林業(yè)局/聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署/全球環(huán)境基金

國家濕地水環(huán)境污染控制指南項(xiàng)目

項(xiàng)目名稱和編號：增強(qiáng)濕地保護(hù)地子體系管理有效性，保護(hù)具有全球意義的生物多樣性(UNDP PIMS #: 4391)

分包合同名稱和編號：制定中國湖泊、河流、庫塘及濱海濕地水環(huán)境污染控制指南（NP–2016-003）

濕地水環(huán)境污染控制

資料匯編

中國環(huán)境科學(xué)研究院

二〇一七年十月

目 錄

前 言 1

一、湖泊濕地水環(huán)境污染控制資料匯編 4

1.1 湖泊濕地污染源控制 5

1.1.1 湖泊濕地點(diǎn)源污染控制技術(shù) 6

1.1.2 湖泊濕地面源污染控制技術(shù) 24

1.1.3 湖泊濕地內(nèi)源污染控制技術(shù) 47

1.2 湖泊濕地生態(tài)恢復(fù) 59

1.2.1 湖內(nèi)生態(tài)修復(fù)技術(shù) 60

1.2.2 湖濱帶修復(fù)技術(shù) 63

1.3 湖泊濕地環(huán)境管理 68

1.3.1 流域環(huán)境管理 68

1.3.2 管理問題分析 69

1.3.3 環(huán)境管理策略 72

1.3.4 環(huán)境管理技術(shù) 77

1.4 實(shí)踐案例分析 78

1.4.1 國內(nèi)案例分析 78

1.4.2 國外案例分析 102

1.4.3 經(jīng)驗(yàn)與啟示 109

二、庫塘濕地水環(huán)境污染控制資料匯編 113

2.1 庫塘濕地污染源控制 113

2.1.1 庫塘濕地點(diǎn)源污染控制技術(shù) 114

2.1.2 庫塘濕地面源污染控制技術(shù) 116

2.1.3 庫塘濕地內(nèi)源污染控制技術(shù) 118

2.2 庫塘濕地生態(tài)恢復(fù) 120

2.3 庫塘濕地環(huán)境管理 122

2.3.1 管理問題分析 122

2.3.2 環(huán)境管理策略 124

2.4 實(shí)踐案例分析 128

2.4.1 國內(nèi)案例分析 129

2.4.2 國外案例分析 135

2.4.3 經(jīng)驗(yàn)與啟示 137

三、河流濕地水環(huán)境污染控制資料匯編 140

3.1 河流濕地污染源控制 140

3.1.1 河流濕地化學(xué)處理技術(shù) 141

3.1.2 河流濕地物理處理技術(shù) 143

3.1.3 河流濕地生物處理技術(shù) 145

3.2 河流濕地生態(tài)恢復(fù) 147

3.2.1 微生物修復(fù)技術(shù) 148

3.2.2 藻類及微型動(dòng)物修復(fù)技術(shù) 150

3.2.3 植物修復(fù)技術(shù) 150

3.3 河流濕地環(huán)境管理 153

3.3.1 管理問題分析 154

3.3.2 管理目標(biāo)理念 156

3.3.3 管理對策建議 159

3.4 實(shí)踐案例分析 164

3.4.1 國內(nèi)案例分析 164

3.4.2 國外案例分析 182

3.4.3 經(jīng)驗(yàn)與啟示 194

四、濱海濕地水環(huán)境污染控制資料匯編 197

4.1 濱海濕地污染源控制 198

4.1.1 濱海濕地化學(xué)處理技術(shù) 199

4.1.2 濱海濕地物理處理技術(shù) 200

4.1.3 濱海濕地生物處理技術(shù) 201

4.2 濱海濕地生態(tài)恢復(fù) 201

4.2.1 濱海濕地微生物修復(fù)技術(shù) 202

4.2.2 濱海濕地植物修復(fù)技術(shù) 208

4.2.3 植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 212

4.3 濱海濕地環(huán)境管理 215

4.3.1 管理問題分析 216

4.3.2 管理對策建議 218

4.4 實(shí)踐案例分析 220

4.4.1 國內(nèi)案例分析 220

4.4.2 國外案例分析 223

4.4.3 經(jīng)驗(yàn)與啟示 230

主要參考文獻(xiàn) 232

前 言

濕地被譽(yù)為“地球之腎”，是水陸相互作用形成的獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，具有不可替代的社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。其在調(diào)蓄洪水、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性和區(qū)域生態(tài)安全等方面發(fā)揮著巨大作用，對地區(qū)、區(qū)域乃至全球氣候變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存環(huán)境有著重要的影響。

作為世界上濕地類型齊全、數(shù)量較多的國家之一，中國擁有《濕地公約》所認(rèn)定的全部42種濕地類型，濕地總面積位居亞洲第一，世界第四。然而，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染、過度捕撈和采集、圍墾、外來物種入侵和工程建設(shè)占用構(gòu)成了當(dāng)前威脅中國濕地生態(tài)健康的五個(gè)主要因素，其中濕地水環(huán)境污染問題首當(dāng)其沖。人類不合理的生產(chǎn)和生活方式對濕地水環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，世界水資源委員會指出，全世界有50%以上的水域已被污染。我國湖泊、河流、庫塘和濱海等濕地水環(huán)境受污染較為嚴(yán)重，濕地水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能遭到不同程度的破壞。

1995～2003年，國家林業(yè)局組織開展了第一次全國濕地資源調(diào)查，重點(diǎn)針對濕地類型、面積與分布及存在趨勢進(jìn)行調(diào)查分析。調(diào)查結(jié)果顯示，我國濕地總面積近3850萬公頃（不包括水稻田濕地），有湖泊、河流、庫塘和濱海等五大類28型，僅占國土面積的3.77%，遠(yuǎn)低于全球6%的水平。其中，濕地水環(huán)境污染是我國天然濕地面積削減、生物多樣性減少、生態(tài)功能下降的重要原因，在沿海地區(qū)、長江中下游湖區(qū)以及東部人口密集區(qū)的污染威脅較嚴(yán)重。

2009～2013年，國家林業(yè)局組織開展了第二次全國濕地資源調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示全國濕地總面積為5360.26萬公頃，與第一次調(diào)查同口徑比較，濕地面積減少了339.63萬公頃，其中自然濕地面積減少了337.62萬公頃。我國濕地受到的環(huán)境壓力持續(xù)增大，面臨著由于濕地水環(huán)境污染所導(dǎo)致的生物多樣性減退、生態(tài)功能下降等問題。管理方面，環(huán)境管理的長效機(jī)制尚未建立，濕地保護(hù)的科技支撐十分薄弱。

2015年中國環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，湖泊、河流、庫塘和濱海等類型的濕地水環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成為我國與全球普遍面臨的重要問題。全國62個(gè)重點(diǎn)湖泊中，19個(gè)為Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類，主要污染指標(biāo)為總磷、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)；全國423條河流的700個(gè)國控監(jiān)測斷面中，Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例為35.5%，主要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、五日生化需氧量和總磷；全國557個(gè)地表飲用水水源地中不達(dá)標(biāo)庫塘達(dá)41個(gè)，主要超標(biāo)指標(biāo)為總磷、溶解氧和五日生化需氧量；全國近岸海域國控監(jiān)測點(diǎn)中，濱海水體三類、四類和劣四類比例為29.6%，主要污染指標(biāo)為無機(jī)氮和活性磷酸鹽。

目前，我國已初步形成了以自然保護(hù)區(qū)為主體、濕地公園和保護(hù)小區(qū)并存的濕地保護(hù)體系。但濕地保護(hù)體系面臨著水環(huán)境污染構(gòu)成復(fù)雜、生物多樣性下降等問題。我國濕地水環(huán)境的污染源主要包括點(diǎn)源(工業(yè)污染源、城鎮(zhèn)生活污染源和第三產(chǎn)業(yè)污染等形式)、面源和內(nèi)源等三大類。距離城市較近的湖泊、河流濕地主要受城鎮(zhèn)污水、城市面源和農(nóng)業(yè)面源污染影響，濱海濕地主要受面源和旅游污染的影響，庫塘則主要受農(nóng)業(yè)面源影響，但各濕地類型個(gè)體差異顯著，尚需進(jìn)一步深入梳理。由于濕地污染日趨嚴(yán)重，濕地生物多樣性下降趨勢明顯，耐污種群落大量繁殖，土著種消失速度加快，引發(fā)了濕地生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性急速下降。針對上述問題，濕地系統(tǒng)亟需開展水環(huán)境污染控制的系統(tǒng)梳理與診斷，逐步建立和完善各類型濕地水環(huán)境污染控制指南，是我國與全球濕地保護(hù)的重要舉措。

因此，本研究針對湖泊、河流、庫塘及濱海濕地的水環(huán)境特點(diǎn)，對國內(nèi)外濕地水環(huán)境污染控制工具進(jìn)行分析研究，分別從污染源控制、生態(tài)修復(fù)和環(huán)境管理等角度出發(fā)，收集整理濕地水環(huán)境污染控制技術(shù)和相關(guān)最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析國內(nèi)外成功湖泊、河流、庫塘和濱海等濕地水環(huán)境保護(hù)和治理的經(jīng)驗(yàn)與啟示，最終形成本資料匯編。

一、湖泊濕地水環(huán)境污染控制資料匯編

湖泊濕地是地球重要的淡水資源和獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，具有供給水量、滿足水質(zhì)、開發(fā)水能、承載生物、觀賞水景等多種功能。為保障經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著極其重要的作用。然而，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)對湖泊濕地的影響日益加劇，水環(huán)境污染和富營養(yǎng)化嚴(yán)重，生態(tài)功能退化萎縮，已經(jīng)引起世界各國普遍關(guān)注。

我國是一個(gè)多湖泊的國家，約有大小湖泊24880個(gè)，總面積83400平方公里，總貯水量為7088多億立方米。20世紀(jì)70年代之前,我國湖泊基本處于水質(zhì)與水生態(tài)較好的狀況。過去30年，我國被污染的湖泊面積已從最初的135平方公里激增至1.4萬平方公里，湖泊濕地水污染正成為我國面臨的重大環(huán)境問題之一。20世紀(jì)90年代初，太湖北部梅梁灣因水華大暴發(fā)，造成116家工廠停產(chǎn)。2007年5月，太湖藍(lán)藻暴發(fā)導(dǎo)致了多處飲用水源水質(zhì)發(fā)黑、散發(fā)惡臭，直接影響當(dāng)?shù)貜V大人民群眾飲水安全。2009年4月以來，太湖藍(lán)藻持續(xù)暴發(fā)，嚴(yán)重影響了無錫上百萬群眾的正常生活。隨后，巢湖、滇池等湖泊濕地也不同程度地出現(xiàn)水華，進(jìn)一步大規(guī)模暴發(fā)的隱患仍然存在，反映出我國湖泊濕地水環(huán)境治理工作正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

我國從20世紀(jì)70年代末開始湖泊濕地水污染治理與富營養(yǎng)化的防治工作。20世紀(jì)80年代，在借鑒國外湖泊富營養(yǎng)化治理思路的基礎(chǔ)上，提出了湖泊富營養(yǎng)化治理的“污染源控制+流域管理”理念。隨著認(rèn)識和研究的深入，結(jié)合滇池、太湖、巢湖、洱海等湖泊水污染防治的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，于20世紀(jì)90年代提出了“污染源控制+生態(tài)修復(fù)+流域管理”的理念，該理念和治理思路在云南滇池洱海、江蘇太湖、安徽巢湖等湖泊的富營養(yǎng)化治理中得到驗(yàn)證。隨著不同類型湖泊濕地治理工作的開展、治理理論研究與實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的積累，本研究分別從湖泊濕地污染源控制、湖泊濕地生態(tài)恢復(fù)和湖泊濕地環(huán)境管理等三個(gè)方面開展湖泊濕地水環(huán)境污染控制資料匯編。

1.1 湖泊濕地污染源控制

湖泊濕地水環(huán)境的污染源主要來自于人類大規(guī)模的生產(chǎn)生活和對湖區(qū)資源的不合理開發(fā)利用，以及人類活動(dòng)產(chǎn)生的工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染等。湖泊濕地污染源主要包括陸域點(diǎn)源、陸域面源、和湖泊內(nèi)源負(fù)荷等三大類。其中，陸域點(diǎn)源主要包括工業(yè)污染源、城鎮(zhèn)生活污染源和第三產(chǎn)業(yè)污染源；陸域面源主要包括農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源、城市面源和水土流失污染源，其中農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源包括農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染（農(nóng)村生活污水、生活垃圾、農(nóng)村居民糞便）、農(nóng)業(yè)種植業(yè)污染（農(nóng)田化肥流失、農(nóng)田固廢）、畜禽養(yǎng)殖污染三種；湖泊內(nèi)源污染負(fù)荷主要來自沉積物釋放氮磷等泥源內(nèi)負(fù)荷和藻類大量生長繁殖而產(chǎn)生的藻源性內(nèi)負(fù)荷兩個(gè)方面，此外，湖泊濕地船泊污染相對較小，相關(guān)內(nèi)容在庫塘濕地水環(huán)境污染控制技術(shù)中描述。

湖泊濕地污染源的系統(tǒng)控制主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整減排和污染控制處理技術(shù)兩方面內(nèi)容。湖泊污染的直接原因是流域內(nèi)不合理的人類活動(dòng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整減排指的是通過優(yōu)化流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，調(diào)整流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(包括流域人口與產(chǎn)業(yè)的總體布局，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)及配套服務(wù)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與布局)，從源頭上控制整個(gè)流域的污染物排放量。在此基礎(chǔ)上，通過多技術(shù)手段對流域工業(yè)點(diǎn)源、城鎮(zhèn)污染、村落污水、畜禽糞便、農(nóng)田徑流、城市面源、污染底泥等進(jìn)行治理。通過上述“源頭控制+過程末端處理”系統(tǒng)的控源措施，使污染物排放量與入湖量逐步得到削減，最終保持在湖泊水環(huán)境承載力的范圍之內(nèi)。本資料匯編重點(diǎn)對污染控制處理技術(shù)進(jìn)行分析梳理。

1.1.1 湖泊濕地點(diǎn)源污染控制技術(shù)

對湖泊濕地水環(huán)境造成影響的點(diǎn)源污染主要為工業(yè)廢水、生活污水和第三產(chǎn)業(yè)污水三大類。工業(yè)廢水是主要的污染源，它的特點(diǎn)是水量大、含污染物質(zhì)多、成分復(fù)雜，有些廢水中含有毒有害物質(zhì)。生活污水的數(shù)量、成分、污染物濃度與居民的生活習(xí)慣、生活水平和用水量直接相關(guān)，其特征是有機(jī)物和氮磷等營養(yǎng)物含量較高，一般不含有毒物質(zhì)，含有大量的合成洗滌劑以及細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等。第三產(chǎn)業(yè)污水具有明顯的區(qū)域分布特點(diǎn)，與地理位置、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、飲食文化特色等密切相關(guān)，區(qū)域特色不同，污染物的排放亦區(qū)別較大。針對不同污廢水特征，點(diǎn)源污染控制技術(shù)可分為預(yù)處理技術(shù)、常規(guī)處理技術(shù)、深度處理技術(shù)和其他處理技術(shù)。

1.1.1.1 預(yù)處理技術(shù)

當(dāng)湖泊水中的藻類、藻代謝產(chǎn)物、腐殖酸、生物臭、氨氮等含量過高，而導(dǎo)致常規(guī)處理工藝不能正常運(yùn)行，常規(guī)工藝出廠水水質(zhì)不能滿足飲用要求時(shí)，可采用預(yù)處理去除部分污染物，以提高原水在常規(guī)處理工藝中的可處理性。

（1）生物預(yù)處理

指在好氧條件下利用填料上附著的生物膜對水中污染物進(jìn)行生物降解。此法不需要投加任何藥劑，不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，且可去除多種污染物。生物預(yù)處理主要有生物接觸氧化池、生物陶粒濾池和塔式生物濾池3類。生物接觸氧化池一般采用懸掛絲條式填料，對于藻類、氨氮、TON、亞硝酸鹽的去除率都較高。生物陶粒濾池的處理效果與其大致相當(dāng)，塔式生物濾池則略差些，一般在重力流條件可以利用時(shí)，才考慮采用。其前2種工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

1）生物接觸氧化池

一般由幾個(gè)方池串聯(lián)，或?yàn)橐粋€(gè)大方形池，填料高度3～4m，填料水力負(fù)荷0.5～1.0m3/（m2·h）。生物接觸氧化池池底應(yīng)設(shè)置曝氣系統(tǒng)，一般采用鼓風(fēng)曝氣方式，氣水比為0.5∶1～2∶1，曝氣強(qiáng)度按漸減曝氣設(shè)計(jì)，填料下方還應(yīng)設(shè)空氣沖洗管。其處理效果為：藻去除率 50％～90％，氨氮去除率80％～90％，CODMn去除率10％～30％，TON去除率40％～60％，并可除鐵去錳和降低后續(xù)常規(guī)處理工藝的礬耗、氯耗以及排泥量。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理效果，接觸氧化法的處理工藝選用一級接觸氧化池或多級接觸氧化池。

一級接觸氧化工藝流程

二級接觸氧化工藝流程

圖1.1-1 生物氧化接觸池工藝流程示意圖

生物接觸氧化法最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末的德國，限于當(dāng)時(shí)的工業(yè)水平，沒有適當(dāng)?shù)奶盍?，未能廣泛應(yīng)用。到20世紀(jì)70年代合成塑料工業(yè)迅速發(fā)展，輕質(zhì)蜂窩狀填料問世，日本、美國等開始研究和應(yīng)用生物接觸氧化法。中國在70年代中期開始研究用此法處理城市污水和工業(yè)廢水，并已在生產(chǎn)中應(yīng)用。

2）生物陶粒濾池

濾池總深度4.5m。陶粒濾料粒徑2～5mm，厚2m，一般采用鼓風(fēng)曝氣，氣水比為1∶1～2∶1，濾層下方為承托層，并設(shè)有穿孔曝氣管和氣水反沖洗濾頭。一般適用于低濁含藻水的處理，濾速4～6m/h，過濾周期5～7d，反沖洗強(qiáng)度：水12～15L/（m2·s），氣12～15L/（m2·s）。注意反沖洗水應(yīng)為該池濾后水或?yàn)V前水，而不可用含有余氯的自來水。其處理效果為：藻去除率70％～90％，TON去除率50％～60％，氨氮去除率80％～90％，CODMn去除率15％～30％，并可降低后續(xù)常規(guī)凈水工藝的礬耗。不同的富營養(yǎng)化湖泊水，其生物可處理性也不同，且藻類種屬也有差異，故富營養(yǎng)化湖泊水廠在生物預(yù)處理工程設(shè)計(jì)前應(yīng)先對水源水進(jìn)行系統(tǒng)的處理試驗(yàn)，以得到可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)。

其優(yōu)點(diǎn)為占地面積小，基建投資?。还に嚵鞒潭?，無需設(shè)二沉池；容積利用率高，出水水質(zhì)好；氧的傳輸效率高，需氧量低；動(dòng)力消耗小，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，運(yùn)行可靠，管理簡便。目前已在北京市住宅小區(qū)的污水處理站中得到應(yīng)用。

（2）化學(xué)預(yù)氧化

化學(xué)預(yù)氧化包括臭氧預(yù)氧化和高錳酸鉀預(yù)氧化。臭氧預(yù)氧化能全面改善原水水質(zhì)，處理效率高，國外已有多個(gè)成功案例，但由于此工藝設(shè)備費(fèi)和電費(fèi)都較高，國內(nèi)少有水廠長期使用。高錳酸鉀預(yù)氧化有除臭、除味、除鐵、除錳、助凝等效果，但不易控制投加量，從而影響出水色度。

兩種工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

1）臭氧預(yù)氧化。投量一般為2～3mg/L，接觸時(shí)間5～15min，耗電量20～30kWh/kgO3。臭氧預(yù)氧化效果包括除臭、去色、除藻、除腐殖酸、富里酸等有機(jī)物、助凝、助濾，且可明顯降低三鹵甲烷和致突變物的生成量，并可消毒、除鐵、除錳。

2）高錳酸鉀預(yù)氧化。投量一般為0.5～2.5mg/L，一般在加氯前投加，可防止氯臭的產(chǎn)生，并可降低有機(jī)氯化物和致突變物的生成量。

1.1.1.2 常規(guī)處理技術(shù)

湖泊濕地水污染程度較低時(shí)，可選擇常規(guī)處理技術(shù)。常規(guī)工藝的技術(shù)最為成熟，處理成本低，出水水質(zhì)較好。用常規(guī)工藝處理湖泊污染水時(shí)，處理構(gòu)筑物主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和凈水劑品種及其投量的確定，應(yīng)以滿足出廠水水質(zhì)為主要前提。當(dāng)常規(guī)處理工藝的常規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)不能滿足水處理要求時(shí)，可以通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證適當(dāng)提高常規(guī)水處理工藝的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)從而提高出廠水水質(zhì)，如優(yōu)化快速混合，改善絮凝和沉淀?xiàng)l件，提高濾池濾料厚度與濾料有效粒徑比值和降低濾速，合理加氯等。當(dāng)出廠水嗅和味短時(shí)間達(dá)不到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)投加粉末活性炭等吸附劑。

（1）生物塘

生物塘是一種利用天然凈化能力對污水進(jìn)行處理的構(gòu)筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似。通常是將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚?，建成池塘，并設(shè)置圍堤和防滲層，依靠塘內(nèi)生長的微生物來處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機(jī)污染物。生物塘污水處理系統(tǒng)具有基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機(jī)物和病原體、無需污泥處理等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是是占地面積大，可能產(chǎn)生臭氣，處理效果受氣候條件影響等。

圖1.1-2 生物塘工藝原理示意圖

第一個(gè)有記錄的生物塘系統(tǒng)出現(xiàn)于1901年的美國德克薩斯州。目前，全世界已經(jīng)有50多個(gè)國家使用該系統(tǒng)，其中法國有生物塘1500余座，西德2000余座，美國已有生物塘20000余座。在發(fā)展中國家，生物塘的應(yīng)用也比較廣泛。例如，馬來西亞工業(yè)廢水總量的40%都是利用生物塘進(jìn)行處理的。由于生物塘具有經(jīng)濟(jì)節(jié)能并能實(shí)現(xiàn)污水資源化等特點(diǎn)，所以受到我國政府的高度重視。我國利用生物塘處理污水的研究始于50年代，目前已得到廣泛的應(yīng)用。

（2）生活污水凈化槽

該工藝將幾個(gè)水處理單元集中在一臺設(shè)備當(dāng)中，是一種小型生活污水處理裝置，主要用于分散型生活污水或者類似生活污水的處理。污水進(jìn)入凈化槽后，沉淀分離槽進(jìn)行預(yù)處理，去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性；預(yù)過濾槽內(nèi)裝有填料，在填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機(jī)物；曝氣槽集曝氣、高濾速、截留懸浮物和定期反沖洗為一體。沉淀槽溢水堰設(shè)置了消毒裝置，對出水進(jìn)行消毒處理。

圖1.1-3 凈化槽工藝流程示意圖

凈化槽的特點(diǎn)是占地少（可埋于地下）、安裝簡易、管理方便，出水效果好等。它可用于無下水道地區(qū)的生活污水處理，也可作為賓館、飯店、住宅小區(qū)、旅游別墅等的污水處理設(shè)備。

凈化槽起源于日本。1960年日本制定了第一部有關(guān)凈化槽的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JISA3302）《凈化槽人使用人員計(jì)算方法》。70年代初期，日本研究開發(fā)了小型合并式凈化槽。至80年代初期為止，凈化槽一直作為普及沖水廁所和處理糞便污水的有效設(shè)備而得到廣泛地普及。隨著我國經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)排放后，生活污水處理系統(tǒng)的建設(shè)已為各級政府所重視。集中式污水處理場具有建設(shè)和運(yùn)營成本低、自動(dòng)控制和管理簡便等特點(diǎn)，國家提供了大量低息或無息國債資金予以支持。目前國內(nèi)已有一些生產(chǎn)廠家與日本公司合作生產(chǎn)凈化槽。

（3）生物處理工藝

1）A2/O處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是厭氧/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)的組合。具有同步脫氮除磷的作用，可用于二級污水處理或三級污水處理；后續(xù)增加深度處理后，可作為中水回用，具有良好的脫氮除磷效果。

圖1.1-4 A2/O處理工藝流程示意圖

其優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能，工藝流程簡單，水力停留時(shí)間較短，不會發(fā)生污泥膨脹且污泥沉降性較好。缺點(diǎn)是除氮磷效果難以進(jìn)一步提高，對進(jìn)入沉淀池的處理水的溶解氧要求不宜過高或過低。最早的A2/O工藝出現(xiàn)于1980年，目前已在全球得到廣泛應(yīng)用。

（4）氧化溝

氧化溝是一種活性污泥處理系統(tǒng)，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，又稱循環(huán)曝氣池。一般采用多級氧化溝（三級、四級）可以達(dá)到脫氮磷及污水深度處理的目的。該方法具有構(gòu)造簡單、管理方便、基建費(fèi)低、出水水質(zhì)優(yōu)良、污泥量少質(zhì)優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)。存在污泥膨脹、泡沫問題、污泥上浮和對于BOD較小的水質(zhì)完全沒有處理能力等問題。

圖1.1-5 氧化溝工藝結(jié)構(gòu)示意圖

1954年荷蘭建成了世界上第一座氧化溝污水處理廠，其原型為一個(gè)環(huán)狀跑道式的斜坡池壁的間歇運(yùn)行反應(yīng)池，其生化需氧量(BOD)去除率可達(dá)97%，由于其結(jié)構(gòu)簡單，處理效果好，從而引起了世界各國廣泛的興趣和關(guān)注。目前，在美國已建成的污水處理廠有幾百座，歐洲已有上千座。在我國，氧化溝技術(shù)的研究和工程實(shí)踐始于上世紀(jì)70年代，氧化溝工藝以其經(jīng)濟(jì)簡便的突出優(yōu)勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝。

（5）含氮工業(yè)廢水處理工藝

一些化工企業(yè)、化肥廠、食品加工廠等所排放的廢水中含有較高濃度的氮。對于這些污染源的治理，應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)情況選用適宜的處理工藝。針對湖泊污染控制的特點(diǎn)，可供選擇的污水脫氮方法有以下幾種。

1）氨吹脫法

該法是將污水pH提高到10.8~11.5，使NH4+成為NH3釋放出來。吹脫法用于處理高濃度氨氮廢水具有流程簡單、處理效果穩(wěn)定、基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)。采用與生物法、氯化法等方法相結(jié)合的工藝能很好解決吹脫處理后廢水中氨氮的含量仍然無法滿足排放要求這一問題。然而，吹脫出來的氨氣隨空氣進(jìn)入大氣，仍然容易引起二次污染。國外已有關(guān)于用鎳、鎘等金屬作催化劑，在高溫下將氨氣轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾难芯俊鴥?nèi)采用復(fù)合金屬氧化物為催化劑氧化吹脫處理出來的氨氣，在500℃左右氨氣轉(zhuǎn)化率在90%以上。

圖1.1-6 氨吹脫工藝示意圖

2）電滲析法

利用施加在陰陽膜之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。電滲析室的陰陽滲透膜之間施加支流電壓后，多對陰陽離子通過滲透膜時(shí)，含氨離子及其他離子在電壓的影響下，透過膜進(jìn)入另一側(cè)的濃水中去并在濃水中集聚，從而達(dá)到分離的目的。氨氮的去除率可達(dá)到85%以上。主要弊端是膜的污染問題和穩(wěn)定性問題，且投資成本與運(yùn)行費(fèi)用都較高。

3）折點(diǎn)加氯法

廢水中的NH3-N可在適當(dāng)pH值，利用氯系的氧化劑(如Cl2、NaOCl)使之氧化成氯胺(NH2Cl、NHCl2、NCl3)之后，再氧化分解成N2氣體而達(dá)脫除之目的。此處理方法一般通稱為折點(diǎn)加氯法。氨氮去除率可達(dá)90%~100%。該法具有基建費(fèi)用低，穩(wěn)定性好，且不受水溫的影響的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是處理規(guī)模大時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用很高，殘余氯必須進(jìn)行處理，有可能產(chǎn)生有害的氯胺。

4）離子交換法

此法氨氮去除率可達(dá)90%~97%，具有去除率高，不受水溫影響等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是再生時(shí)排出的高濃度含氨液必須進(jìn)行處理，水中鈣離子時(shí)有干擾，運(yùn)行成本高等。

（6）含磷工業(yè)廢水處理工藝

含磷工業(yè)主要是指磷化工行業(yè)，排放污水中含有磷酸鹽、氟化物、二氧化硅等物質(zhì)。目前含磷廢水的處理工藝主要有以下幾種。

1）混凝沉淀或混凝氣浮+過濾

用混凝沉淀作過濾的前處理對原水水質(zhì)、規(guī)模等適應(yīng)范圍較寬。但應(yīng)注意下列問題：

①富營養(yǎng)化湖泊水的濁度中有機(jī)物含量高，可濾性很差，因此要求混凝沉淀（澄清）工藝提供處理效果較好的低濁少藻的濾前水。

②混合時(shí)間一般為1～3min，攪拌條件良好時(shí)，可取下限值。

③絮凝時(shí)間應(yīng)達(dá)20～30min。絮凝時(shí)間過短，即使施加足夠紊動(dòng)能量，絮凝體形成效果也不佳。絮凝流速梯度G值一般為10～75S-1，絮凝池流速應(yīng)逐漸遞減。絮凝池每次排泥應(yīng)排除徹底，避免污泥上浮發(fā)臭，并應(yīng)有排除浮渣設(shè)施。

④一般宜采用平流沉淀池，停留時(shí)間宜為2～3h，水平流速宜為6～10mm/s，表面負(fù)荷宜為1～2m3/（m2·h）；低濁多藻或水溫較低或者規(guī)模較小的沉淀池應(yīng)采用表面負(fù)荷低值。一般在0.25～0.5m3/（m2·h）的范圍內(nèi)，設(shè)置出水集水槽（指形槽），堰溢流率應(yīng)小于300m3/（m2·h），槽下的上升流速宜小于2.5～3.5m3/（m2·h）。

⑤如采用異向流斜管沉淀池，其蜂窩斜管一般d=25～40mm，水平傾角60°，斜管長度1000mm。相應(yīng)的表面負(fù)荷不應(yīng)大于5.4m3/（m2·h）。

⑥處理富營養(yǎng)化湖泊水的沉淀池的污泥中含有較高濃度的有機(jī)物，容易發(fā)酵變黑，浮至水面。因此，池中的泥應(yīng)在新鮮狀態(tài)下及時(shí)排除干凈，不應(yīng)殘留積泥。

⑦用混凝氣浮工藝作過濾的前處理水源水最大濁度不大于100TNU，尤其適用于低溫含藻水的處理。

此類常規(guī)工藝的優(yōu)點(diǎn)為工藝成熟，基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低；缺點(diǎn)為預(yù)加氯和中加氯都會產(chǎn)生較高質(zhì)量濃度的三鹵甲烷和致突變物，沉淀池排泥和濾池反沖洗水中含有高質(zhì)量濃度的有機(jī)物或含有粉末活性炭，直接排放時(shí)會污染環(huán)境。

圖1.1-7 混凝沉淀工藝流程圖

2）晶析除磷法

該法的原理是鈣離子與磷酸鹽結(jié)合生產(chǎn)磷灰石，利用溶解度隨pH值升高而降低的特性除磷。優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生污泥、與混凝沉淀法相比運(yùn)行成本低、除磷效果穩(wěn)定。缺點(diǎn)是需增加新的處理設(shè)施、必須有脫碳酸池和過濾等前處理工藝等。

3）生物與化學(xué)并用法

在曝氣池中投加混凝劑，有機(jī)物與磷同時(shí)被去除，該法除磷效果穩(wěn)定，且可以利用已有的處理設(shè)施。缺點(diǎn)是產(chǎn)生的污泥量大，當(dāng)原水中含磷濃度高、投加的混凝劑濃度高時(shí)對生物相有影響。

4）厭氧-好氧法

該法利用厭氧狀態(tài)釋放磷、好氧狀態(tài)攝取磷的特性除磷。優(yōu)點(diǎn)是能夠利用已建成的處理設(shè)施，不必投加藥劑。缺點(diǎn)是比物理化學(xué)法的除磷效率低，必須控制排泥量。

5）Phostrip系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用厭氧-好氧和化學(xué)法組合流程除磷。優(yōu)點(diǎn)是除磷效果穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性較高。缺點(diǎn)是必須增加除磷設(shè)施等。

1.1.1.3 深度處理技術(shù)

常規(guī)處理工藝的濾后水CODMn、TON等較高，水質(zhì)不符合飲用要求時(shí)，可進(jìn)行深度處理。

（1）粒狀活性炭（GAC）過濾

GAC過濾深度處理，一般在常規(guī)處理工藝（或預(yù)處理常規(guī)處理工藝）的濾池之后，加氯消毒之前，以普通快濾池形式布置。工程設(shè)計(jì)前先應(yīng)做中試，主要確定GAC規(guī)格、炭層厚度、濾速、沖洗方式和GAC壽命等設(shè)計(jì)參數(shù)。一般技術(shù)要求為：GAC（包括再生炭）無毒無害；GAC粒徑0.5～2mm，厚度1.5～2.5m；濾速10～20m/h；氣水反沖洗，沖洗水為無氯的GAC濾后水或?yàn)V前水等。GAC濾池的濾前水濁度應(yīng)小于0.5～1NTU。另外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)詳細(xì)考慮GAC的運(yùn)輸、計(jì)量、更換和再生。GAC在國外水處理中應(yīng)用較多，處理效果也較穩(wěn)定，美國環(huán)保署（USEPA）飲用水標(biāo)準(zhǔn)的64項(xiàng)有機(jī)物指標(biāo)中，有51項(xiàng)將GAC列為最有效技術(shù)。GAC處理工藝的缺點(diǎn)是基建和運(yùn)行費(fèi)用較高，且容易產(chǎn)生亞硝酸鹽等致癌物，突發(fā)性污染適應(yīng)性差。

（2）臭氧氧化生物活性炭（BAC）處理

BAC深度處理，一般也位于常規(guī)處理工藝的濾池之后，加氯消毒之前。一般技術(shù)要求為：臭氧投加量1～3mg/L，臭氧氧化接觸時(shí)間5～15min；炭層厚度1～2m，濾速8～12m/h，再生周期0.3～2年；宜用氣水反沖洗。工程設(shè)計(jì)前應(yīng)做常規(guī)工藝濾后水的O3-BAC中試，確定具體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

BAC可以發(fā)揮生化和物化處理的協(xié)同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質(zhì)。不足之處在于活性炭微孔極易被阻塞、進(jìn)水水質(zhì)的pH適用范圍窄、抗沖擊負(fù)荷差等。目前，歐洲應(yīng)用BAC技術(shù)的水廠已發(fā)展到70個(gè)以上，應(yīng)用最廣泛的是對水進(jìn)行深度處理。撫順石化分公司石油三廠采用BAC技術(shù)，既節(jié)省了新鮮水的補(bǔ)充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產(chǎn)成本，還體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的統(tǒng)一。

（3）膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術(shù)。它的最大特點(diǎn)是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅(qū)動(dòng)力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節(jié)省能源的分離技術(shù)。微濾可以除去細(xì)菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發(fā)區(qū)污水處理廠采用微濾膜對SBR二級出水進(jìn)行深度處理，滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求。超濾用于去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水處理廠采用超濾法對二級出水進(jìn)行深度處理，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，回用污水用于洗車，每年可節(jié)約用水4700m3。反滲透用于降低礦化度和去除總?cè)芙夤腆w，對二級出水的脫鹽率達(dá)到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細(xì)菌去除率90%以上。緬甸某電廠采用反滲透膜和電除鹽聯(lián)用技術(shù)，用于鍋爐補(bǔ)給水。經(jīng)反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機(jī)鹽、有機(jī)物和微生物。納濾介于反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0MPa，納濾膜的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有離子選擇性，它對二價(jià)離子的去除率高達(dá)95%以上，一價(jià)離子的去除率較低，為40%～80%。采用膜生物反應(yīng)器－納濾膜集成技術(shù)處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結(jié)果，出水COD小于100mg/L，廢水回用率大于80%。

（4）濕式氧化法（WAO）

是在高溫（150～350℃）、高壓（0.5～20MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機(jī)物或無機(jī)物，達(dá)到去除污染物的目的，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O。對高化學(xué)含氧量或含生化法不能降解的化合物的各種工業(yè)有機(jī)廢水，COD及NH3-N去除率達(dá)到99%以上，不再需要進(jìn)行后處理，只經(jīng)一次處理即可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。催化濕式氧化法凈化效率高、流程簡單、占地面積少，但要求設(shè)備耐高溫、耐腐蝕，投資較大。福建煉油化工有限公司于2002年引進(jìn)了WAO工藝，徹底解決了堿渣的后續(xù)治理和惡臭污染問題，而且運(yùn)行成本低，氧化效率高。

（5）濕式催化氧化法（CWAO）

該工藝在傳統(tǒng)的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應(yīng)能在更溫和的條件下和更短的時(shí)間內(nèi)完成，也因此可減輕設(shè)備腐蝕、降低運(yùn)行費(fèi)用。目前，建于昆明市的一套連續(xù)流動(dòng)型CWAO工業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置，已經(jīng)體現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)性。濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復(fù)合氧化物3類?？紤]經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。采用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產(chǎn)生及資金的浪費(fèi)。

1-貯存罐；2-分離器；3-健化反應(yīng)器；4-再沸器；5-分離器；6-循環(huán)泵；7-透平機(jī)；8-空壓機(jī)；9-熱交換器；1O-高壓泵

圖1.1-7 濕式催化氧化法工藝流程圖

（6）光化學(xué)催化氧化法

目前研究較多的光化學(xué)催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。

Fenton試劑法由Fenton在20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)，如今作為廢水處理領(lǐng)域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成?OH，無二次污染，且易于操作。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內(nèi)的研究結(jié)果證明Fenton試劑對于印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內(nèi)外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質(zhì)的廢水。

類Fenton試劑法具有設(shè)備簡單、反應(yīng)條件溫和、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在處理有毒有害難生物降解有機(jī)廢水中極具應(yīng)用潛力。該法實(shí)際應(yīng)用的主要問題是處理費(fèi)用高，只適用于低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯(lián)用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，并拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

光催化法是利用光照某些具有能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發(fā)強(qiáng)氧化自由基?OH，使許多難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)能在常規(guī)條件下進(jìn)行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩(wěn)定性高、性能優(yōu)良和成本低等特征。在全世界范圍內(nèi)開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良后的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產(chǎn)生率。

（7）臭氧法

臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，對許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，有效地改善水質(zhì)。臭氧能氧化分解水中各種雜質(zhì)所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由于國內(nèi)的臭氧發(fā)生技術(shù)和工藝比較落后，所以運(yùn)行費(fèi)用過高，推廣有難度。

1.1.1.4 其他處理技術(shù)

（1）慢濾池

該工藝?yán)蒙皩颖砻娣敝车纳餅V膜以及表層以下濾料濾去雜質(zhì)、去除細(xì)菌和氧化分解有機(jī)物。慢濾池的濾后水濁度很低，對于氨氮、生物臭、鐵、錳、酚、合成洗滌劑等的去除效果都很好。慢濾池過濾一段時(shí)間后，過濾水頭損失增加，需要停止過濾，刮洗表層約10mm厚的濾料，用洗砂機(jī)洗凈后再用。慢濾池的缺點(diǎn)是：濾速很低，池面積大，刮砂、洗砂都比較麻煩。慢濾池一般為鋼筋混凝土池。池底為收集濾后水的集水系統(tǒng)，該系統(tǒng)由穿孔管或由帶孔的混凝土板組成，集水渠流速按0.15～0.2m/s設(shè)計(jì)。集水系統(tǒng)上為礫石承托層，粒徑（自上至下）為：2～4mm、4～8mm、8～16mm、16～32mm、32～64mm，厚度為0.4～0.6m。承托層以上為石英砂濾料，有效粒徑0.2～0.4mm，最大粒徑2mm，均勻系數(shù)小于2，厚度0.7～0.9m。濾層以上水深0.9～1.2m，超高0.3m。慢濾池總高度為2.5～3.5m。慢濾池濾速為0.1～0.2m/h，濾前水濁度不應(yīng)大于10NTU。刮砂、補(bǔ)砂結(jié)束后，注意需用濾后水由集水渠反向向上過濾，以排除承托層和濾料層中的空氣，然后進(jìn)水過濾。

圖1.1-8 慢濾池結(jié)構(gòu)示意圖

（2）空氣揚(yáng)水技術(shù)

平均水深不小于10m的富營養(yǎng)化湖泊水庫，可用空氣揚(yáng)水筒置于湖水最深處強(qiáng)制水體循環(huán)混合，改善水廠原水水質(zhì)。水廠原水水質(zhì)改善后，可采用常規(guī)工藝處理，出廠水不致有臭味。

空氣揚(yáng)水筒為圓筒狀裝置，上部設(shè)浮室，下端系以重錘，中部或下部設(shè)空氣室，垂直立于水中。空氣室由倒形U字水封裝置組成。岸上空壓機(jī)連續(xù)向空氣室壓入壓縮空氣，當(dāng)空氣積蓄到水封室下口并破壞水封后，空氣即瞬時(shí)向筒內(nèi)噴出，形成大型氣彈在圓筒內(nèi)上升，將氣彈以上的水柱整個(gè)向上推動(dòng)并射出圓筒。氣彈在膨脹過程中與筒內(nèi)的水以及上升過程周圍的水混合在一起噴至水面。被提升的底層水，與表層水混合后，水溫升高，密度減小，不直接下沉，而向水平方向向四周擴(kuò)散。圓筒周圍的底層水則從水平方向向筒底補(bǔ)充。遠(yuǎn)至周圍 1～2km的水也能被吸入筒底而提升至水面。大型氣彈每隔5～10s噴出一次。這樣造成全湖上層水與下層水的完全混合，底層缺氧水依靠與上層富氧水混合充氧。

可用玻璃鋼制作，筒徑一般為0.3～0.5m，大型湖泊筒徑可大至1～2m。筒長根據(jù)湖水深度確定，一般為湖水深度的70％～80％。筒下端吸水口離湖底1.5m。筒內(nèi)大型氣彈上升速度按1.5～2m/s設(shè)計(jì)。部分實(shí)際參考數(shù)據(jù)：筒徑1.0m，揚(yáng)水量80000m3/d；筒徑0.5m，長20m，揚(yáng)水量20000～27000m3/d，空壓機(jī)7.5kW，壓力0.95MPa；筒徑0.4m，長7～8m，空壓機(jī)5.5kW；筒徑0.3m，長5m，空壓機(jī)2.2～3.7kW。

揚(yáng)水混合后，上層水中的藻進(jìn)入下層水后，由于接受不到陽光，有的藻死亡，有的藻生長受到抑制，其數(shù)量大幅度減少。底層水溶解氧、pH值升高。鐵、錳、氨氮、硫化氫、磷酸鹽含量降至微量，臭閾值顯著下降。日本、美國、歐洲、南美洲所應(yīng)用的空氣揚(yáng)水筒，對于富營養(yǎng)化湖泊的水質(zhì)改善均有明顯效果。

1.1.2 湖泊濕地面源污染控制技術(shù)

湖泊濕地流域面源污染量大、面廣、分散、難收集，其污染主要來源于下墊面地表污染物，包括土壤層沖刷物、地表沉積物、農(nóng)田養(yǎng)分肥料和化學(xué)物質(zhì)以及人類活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物等。在降雨條件下，下墊面地表的污染物被徑流沖刷、溶出，并通過徑流將其攜帶進(jìn)入水體環(huán)境，形成包括有機(jī)物、營養(yǎng)物、顆粒物、農(nóng)藥類、重金屬、細(xì)菌在內(nèi)的污染負(fù)荷。根據(jù)面源污染發(fā)生區(qū)域和過程的特點(diǎn)，一般可分為農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源和城市面源污染兩大類。

農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生與農(nóng)田利用方式密切相關(guān)。因此，對于城市周邊及郊區(qū)，因地制宜地建立科學(xué)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，合理利用土地資源，是控制與削減農(nóng)業(yè)面源污染的重要措施。中心城區(qū)湖泊面源污染主要是城市面源污染。城市面源污染主要源于大氣降塵、垃圾和土地開發(fā)等，通過蓄滯徑流、增加植被覆蓋、增加透水地面的滲透性、控制大氣污染源、減少污染物的沉降、經(jīng)常清掃街道、減少垃圾堆放等措施，可以有效減低城市面源污染。

1.1.2.1 農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染控制技術(shù)

農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染是指農(nóng)村生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，溶解的或固體的污染物，如農(nóng)田中的土粒、氮素、磷素、農(nóng)藥重金屬、農(nóng)村禽畜糞便與生活垃圾等有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)，從非特定的地域，在降水和徑流沖刷作用下，通過農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏，使大量污染物進(jìn)入湖泊濕地所引起的污染。其主要特點(diǎn)如下：①主要污染物為氮磷、泥沙和農(nóng)藥，有機(jī)物污染較輕；②農(nóng)田區(qū)域交叉污染現(xiàn)象普遍存在；③徑流中污染物形態(tài)以溶解態(tài)和顆粒態(tài)為主，磷和農(nóng)藥通常吸附于泥沙上進(jìn)行遷移；④徑流是污染物遷移載體，控制徑流的形成和遷移可以有效控制徑流污染。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染控制的技術(shù)主要包括自然生態(tài)凈化技術(shù)、農(nóng)田徑流污染控制技術(shù)和農(nóng)村分散性污染治理技術(shù)三大類。

（1）自然生態(tài)凈化技術(shù)

針對湖泊濕地農(nóng)村面源污染特征，因地制宜采取低能耗、低成本、低運(yùn)行費(fèi)用及易管理的“三低一易”的自然生態(tài)凈化技術(shù)，主要包括農(nóng)田排水生態(tài)溝渠凈化技術(shù)、生態(tài)草溝處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)、高效菌藻塘處理系統(tǒng)等單一技術(shù)或多技術(shù)的集成組合。

1）農(nóng)田排水生態(tài)溝渠凈化技術(shù)

該技術(shù)依據(jù)生態(tài)學(xué)原理，采用生態(tài)攔截控制方法，通過合理構(gòu)建排水溝渠，以延長農(nóng)田排出水進(jìn)入水體的途徑，在溝渠底部和兩側(cè)種植適宜的植物種類及其優(yōu)化組合搭配，以種植植物吸收和攔截徑流排水中的氮、磷養(yǎng)分，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田氮磷營養(yǎng)元素最大限度地在農(nóng)田系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)利用。研究表明添加微生物的生態(tài)溝渠氨氮、TN和TP去除率分別為70.3%、66.6%、73.7%，未添加微生物的生態(tài)溝渠為48.3%、60.6%和58.0%，而傳統(tǒng)溝渠則為30.1%、23.8%、18.4%。

2）生態(tài)草溝技術(shù)

該技術(shù)是指集收集、凈化及景觀于一體的地表或地下處理技術(shù)。通常，草溝上種植灌草、濕生植物或其他大型挺水植物，根據(jù)景觀及凈化的需求可采取一種或多種植物的有機(jī)組合。草溝下鋪設(shè)石灰石、礫石、貝殼、沸石等填料。生態(tài)草溝技術(shù)在美國、澳大利亞等國應(yīng)用較為廣泛，我國引入該技術(shù)相對較晚。研究表明，TP的平均去除率為41.6%，氨氮的平均去除率為19%。

3）人工濕地處理技術(shù)

人工濕地處理技術(shù)是人工建造的、可控制的和工程化的多種填料介質(zhì)濕地系統(tǒng)，是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合來進(jìn)行廢水處理的生態(tài)處理工程。為保證污水在其中有良好的水力流態(tài)和較大體積的利用率，其設(shè)計(jì)應(yīng)采用適宜的形狀和尺寸，適宜的進(jìn)出水和布水系統(tǒng)，以及在其中種植抗污染和去污能力強(qiáng)的水生植物。針對濃度低的N、P負(fù)荷，人工濕地建議采取水平潛流系統(tǒng)或上升流+水平潛流系統(tǒng)，不適宜于采取下行流系統(tǒng)。填料粒徑建議選取在8~16mm，填料主要選取沸石、石灰石、木炭及高爐渣等復(fù)合填料。復(fù)合介質(zhì)以多年生植物為主，包括蘆葦、各類香蒲、千屈菜、水蔥、黃花菖蒲、再力花等。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：水力負(fù)荷0.67m3/（m2·d），床高1.5m，平均孔隙率40%，平均水力停留時(shí)間0.9d。

4）高效菌藻塘處理系統(tǒng)

根據(jù)細(xì)菌將復(fù)雜的有機(jī)廢物成分分解成簡單的產(chǎn)物供藻類利用，藻類產(chǎn)生的氧氣為好氧細(xì)菌提供好氧環(huán)境的原理，美國提出并發(fā)展了高效藻類塘，最大限度地利用了藻類產(chǎn)生的氧氣，充分利用藻菌共生關(guān)系，對有機(jī)污染物進(jìn)行高效處理。該技術(shù)在美國、歐洲、澳大利亞，中東的以色列、約旦，非洲的肯尼亞、南非，東南亞的印度、泰國等的數(shù)量和規(guī)模越來越大。我國高效菌藻塘的研究與示范地域遍及全國，通過對各種氣候、土地利用方式、生態(tài)環(huán)境、水污染狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的示范工程研究，提出工藝使用條件和低成本、低能耗的城市污水處理技術(shù)方案。

圖1.1-9 高效菌藻塘系統(tǒng)示意圖

（2）農(nóng)田徑流污染控制技術(shù)

主要包括農(nóng)田徑流N、P截留技術(shù)和農(nóng)田徑流污染控制技術(shù)等。

1）人工水塘技術(shù)

水塘對面源污染物的滯留和凈化能力很大，塘中大型植物群落有利于懸浮物和養(yǎng)分的去除。影響水塘對污染物去除效果的主要因素有兩個(gè)：水文學(xué)因素——入流的空間分布，水力學(xué)因素——降雨過程中水流的流動(dòng)狀態(tài)。水塘的種類按是否有水可分為濕塘、干塘，按位置可分為村塘、山塘、田塘等。研究表明，多水塘系統(tǒng)能截留來自村莊、農(nóng)田氮磷污染負(fù)荷的94%以上。

2）植被緩沖帶技術(shù)

污染物從農(nóng)田和村莊向水體轉(zhuǎn)移的途徑中，以地表徑流、潛層滲流的方式通過緩沖帶進(jìn)入水體。緩沖帶能夠有效減少污染源和湖泊濕地的直接連接。但是緩沖帶的泥沙截留量超出其截留容量后，會出現(xiàn)溝蝕現(xiàn)象，影響其緩沖作用。

圖1.1-10 植被緩沖帶示意圖

3）坡耕地改造技術(shù)

依據(jù)水土流失原理，通過減緩地面坡度和縮短坡長，有效地降低土壤流失和控制耕地污染。通常采用截流、導(dǎo)流以及生物防治措施，屬于傳統(tǒng)的水土保持技術(shù)，可增加徑流滯留時(shí)間，有利于改變耕地結(jié)構(gòu)變化，減少徑流量，控制水土流失。適用于坡耕地、平原農(nóng)田區(qū)?？稍黾颖Ｋб?，減少肥料流失，有效減少氮磷及泥沙污染。

4）水土保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)

指的是用增加地面糙率、改變坡面微小地形、增加植物被覆、地面覆蓋或增強(qiáng)土壤抗蝕力等方法，保持水土、改良土壤，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)措施。水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施與水土保持林草措施、水土保持工程措施有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成完整的綜合治理體系。水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的范圍很廣，包括大部分旱地農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)，其中水土保持效果顯著的部分按作用可分為：以改變小地形增加地面糙率為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，以增加地面覆蓋為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施和以增加土壤抗蝕性為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施3類。

5）農(nóng)田田間污染控制工程技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用于田間，通過坑、塘、池等工程措施，增加徑流滯留時(shí)間，減少徑流沖刷和土壤流失。適用于平原旱地區(qū)、坡耕區(qū)和平原水區(qū)?？捎行岣咚Y源循環(huán)利用率，減少氮磷以及泥沙污染。

（3）農(nóng)村分散性污染治理技術(shù)

分散性農(nóng)村生活污水處理工藝的選擇，應(yīng)充分考慮社會、自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素，因地制宜，以發(fā)揮處理工藝最大的優(yōu)勢。根據(jù)蘇州市不同地區(qū)農(nóng)村的自然條件，分析其適用性農(nóng)村生活污水處理工藝，將為分散性農(nóng)村生活污水的高效穩(wěn)定處理提供技術(shù)支撐。

1）人工生態(tài)濕地工藝

人工生態(tài)濕地技術(shù)綜合過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物降解等多種過程的協(xié)調(diào)作用。包括分散式和潛流式復(fù)合人工濕地。

圖1.1-11 人工生態(tài)濕地組成部分

分散式人工濕地多采用潛流運(yùn)行方式，多以麥冬和美人蕉為濕地植物，日處理水量在1m3/d以下，適合單門獨(dú)戶使用。該處理設(shè)施占地面積小，建造成本低，無需日常維護(hù)，但處理能力有限。潛流式復(fù)合人工生態(tài)濕地工藝中，生活污水首先經(jīng)化糞池后由管道收集入初沉池進(jìn)行沉淀、厭氧消化，出水進(jìn)入一定數(shù)量并聯(lián)運(yùn)行的垂直流人工濕地，最后進(jìn)入生態(tài)塘深度凈化處理。該工藝可充分利用自然復(fù)氧，減少堵塞、強(qiáng)化有機(jī)物的氧化和硝化作用，運(yùn)行維護(hù)簡便，可穩(wěn)定運(yùn)行15年以上，但TN的去除效果不理想，景觀效果差，且需要頻繁更換填料。

2）毛細(xì)管土壤滲濾溝工藝

毛細(xì)管土壤滲濾工藝是土壤-微生物-植物復(fù)合系統(tǒng)，其主要通過植物、土壤、填料及其表面生長的微生物、小型動(dòng)物等一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對污染物的去除。該工藝具有與景觀綠地相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)污水處理和美觀環(huán)境的雙重效果，且具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，易于穩(wěn)定運(yùn)行，適用于地處偏僻、幾戶或十幾戶人家的小水量處理，其與人工濕地組合運(yùn)行時(shí)，則可使其處理規(guī)模提高至200m3/d。

圖1.1-12 毛細(xì)管土壤滲濾溝工藝示意圖

該工藝對COD、TN、TP均有很好的去除效果，并能有效去除污水中的大腸桿菌。但氨氮的去除穩(wěn)定性較差。此外，該工藝存在濾料層易板結(jié)和下漏、滲濾速度慢以及單位面積日處理量少等問題。

3）塔式蚯蚓生態(tài)濾池工藝

塔式蚯蚓生態(tài)濾池技術(shù)利用蚯蚓、植物、填料、微生物的協(xié)同作用，以模塊化結(jié)構(gòu)、梯度塔層、多級單元串聯(lián)的形式處理污水。該工藝適宜處理規(guī)模為10～150m3/d，可集中處理規(guī)模在20～300戶的農(nóng)村集居點(diǎn)生活污水。TN去除率可達(dá)80％以上，TP、COD、NH4+-N去除率均在85％以上。

圖1.1-13 塔式蚯蚓生態(tài)濾池結(jié)構(gòu)示意圖

塔式蚯蚓生態(tài)濾池工藝可根據(jù)具體地形調(diào)節(jié)其工藝構(gòu)造型式，具有占地較小、運(yùn)行靈活、基建及運(yùn)行管理費(fèi)用低，除污能力強(qiáng)，維護(hù)簡便等特點(diǎn)。該工藝可有效解決土壤堵塞、板結(jié)和環(huán)境衛(wèi)生問題，同時(shí)蚯蚓能與微生物形成良好的共生作用，延長了濾池內(nèi)的微生物代謝鏈，提高了濾池對TN、TP和COD等污染物的去除效率。但蚯蚓對濕度要求高，不能長期存活在滯水環(huán)境中，因此對水力負(fù)荷控制的要求較高；此外，蚯蚓不耐低溫，冬季可能出現(xiàn)大規(guī)模死亡，而影響處理效果。

4）地埋式微動(dòng)力氧化溝工藝

地埋式微動(dòng)力氧化溝是一種依靠自然供氧的地埋式污水處理工藝。生活污水經(jīng)厭氧段水解、消化，降低有機(jī)物濃度，有機(jī)氮得到充分氨化后，利用射流泵打入好氧濾池并最后進(jìn)入氧化溝進(jìn)行深度處理，氧化溝由沿溝道分布的拔風(fēng)管自然供氧。該工藝主體構(gòu)筑物全部位于地下，適用于用地緊張的集居點(diǎn)，處理規(guī)模一般為50~200m3/d，運(yùn)行費(fèi)用較低，主要為泵所需電費(fèi)。但維護(hù)不便，且因僅靠自然供氧而影響反應(yīng)效率。該工藝運(yùn)行結(jié)果顯示，其對COD和TP的去除率均在70%以上，出水中的COD、SS和TP可達(dá)國標(biāo)一級B標(biāo)準(zhǔn)，但NH4+-N去除率受充氧效果影響較大。

5）一體化生化處理反應(yīng)器工藝

該工藝主要有A/O、A/O+接觸氧化、A2/O+MBR、BAF、SBR一體機(jī)等。其中一體化SBR處理工藝具有集成化、自動(dòng)化程度高、占地少等優(yōu)點(diǎn)，適用于用地緊張的居民集居點(diǎn)或零散農(nóng)戶。但該工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用高、普適性差等問題。

圖1.1-14 污水一體化反應(yīng)器工藝

1.1.2.2 城市面源污染控制技術(shù)

城市面源污染的突出特征是：污染源時(shí)空分布離散性、污染途徑隨機(jī)多樣性、污染成分的復(fù)雜多變性、污染源和污染成分監(jiān)控困難性等。城市面源污染控制與治理在于對城市暴雨徑流污染的產(chǎn)生與輸出進(jìn)行調(diào)控。要針對城市面源污染產(chǎn)生的上述原因，控制進(jìn)入湖泊濕地的面源污染物總量。

城市面源污染的工程性控制措施可分為3個(gè)方面：一是對源的控制，主要指控制對水體有潛在危害的產(chǎn)品的應(yīng)用，將雨水徑流污染物從源頭上控制在最低限度；其二是對污染物擴(kuò)散途徑的控制，通過研究雨水徑流污染物輸送和擴(kuò)散機(jī)理，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減少污染物排入地下或地表水體的數(shù)量；其三是終端治理，通過自然生態(tài)技術(shù)或人工凈化技術(shù)來降解帶入水體的徑流污染物。目前運(yùn)用的主要控制技術(shù)如下。

（1）前置庫技術(shù)

在污水進(jìn)入湖泊前通過前置庫，通過延長水力停留時(shí)間，促進(jìn)水中泥沙及營養(yǎng)鹽的沉降，同時(shí)利用前置庫中藻類或大型水生植物進(jìn)一步吸收、吸附、攔截營養(yǎng)鹽，使?fàn)I養(yǎng)鹽成為有機(jī)物或沉降于庫底。該技術(shù)的關(guān)鍵除了需要足夠的場地外，還要控制80%左右的入流水和可達(dá)到一定去除率的水力停留時(shí)間。其優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用較低，適合多種條件；缺點(diǎn)是在運(yùn)行期間，前置庫區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)水生植物的季節(jié)交替問題，因此，前置庫技術(shù)的主要困境是植物的選種及如何保證寒冷季節(jié)冬季的凈化效率。此外，前置庫的凈化功能與河流的行洪功能往往矛盾，所以還要尋求一種將兩者有效協(xié)調(diào)的方法。

在面源污染和受納水體之間，在污水進(jìn)入湖泊前,通過前置庫，通過延長水力停留時(shí)間，促進(jìn)水中泥沙及營養(yǎng)鹽的沉降，同時(shí)利用前置庫中藻類或大型水生植物進(jìn)一步吸收、吸附、攔截營養(yǎng)鹽，使?fàn)I養(yǎng)鹽成為有機(jī)物或沉降于庫底。該技術(shù)的關(guān)鍵除了需要足夠的場地外，還要控制80%左右的入流水和可達(dá)到一定去除率的水力停留時(shí)間。其優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用較低，適合多種條件；缺點(diǎn)是在運(yùn)行期間，前置庫區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)水生植物的季節(jié)交替問題，因此，前置庫技術(shù)的主要困境是植物的選種及如何保證寒冷季節(jié)冬季的凈化效率。

（2）湖濱帶濕地處理技術(shù)

湖濱濕地和入湖河道堤岸濕地是攔截非點(diǎn)源污染的有效措施，也是污染物進(jìn)入湖泊的最后一道攔截屏障。湖泊沿岸濕地和濱岸高等水生植物的消失，將加重湖泊富營養(yǎng)化。因此，恢復(fù)和重建湖泊濱岸帶水生植被，從而改變氮、磷入湖途徑，也是控制營養(yǎng)物入湖的重要措施。

通過截污，湖泊磷的負(fù)荷能夠顯著減少，但是湖水富營養(yǎng)化狀態(tài)往往難見緩解。如南京玄武湖截污之后，湖區(qū)水質(zhì)改善進(jìn)程十分緩慢，死魚事故依舊頻頻發(fā)生，富營養(yǎng)化藻類生物量和種類組成亦未見明顯變化；尤其是對復(fù)雜的湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的藻類種群而言，僅僅控制個(gè)別營養(yǎng)鹽的濃度，往往難以有效控制其種群數(shù)量。因此，單純控制營養(yǎng)鹽往往難以見效。目前，大部分湖泊先采取截污手段，然后配合其他方法來綜合治理。

（3）海綿城市

2012年4月，“海綿城市”概念在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中首次提出。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市概念的提出，能有效實(shí)現(xiàn)對該標(biāo)段內(nèi)各河涌的面源污染的消減，同時(shí)實(shí)現(xiàn)雨洪調(diào)蓄功能。

圖1.1-15 海綿城市概念

海綿城市推出的低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）方式，指在城市開發(fā)建設(shè)過程中采用源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等多種手段，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市良性水文循環(huán)，提高對徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復(fù)城市的“海綿”功能。按照對城市生態(tài)環(huán)境影響最低的開發(fā)建設(shè)理念，合理控制開發(fā)強(qiáng)度，在城市中保留足夠的生態(tài)用地，控制城市不透水面積比例，最大限度的減少對城市原有水生態(tài)環(huán)境的破壞，同時(shí)，根據(jù)需求適當(dāng)開挖河湖溝渠、增加水域面積，促進(jìn)雨水的積存、滲透和凈化。

低影響開發(fā)技術(shù)按主要功能一般可分為滲透、儲存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸、截污凈化等幾類。通過各類技術(shù)的組合應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等目標(biāo)。應(yīng)結(jié)合不同區(qū)域水文地質(zhì)、水資源等特點(diǎn)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，按照因地制宜和經(jīng)濟(jì)高效的原則選擇低影響開發(fā)技術(shù)及其組合系統(tǒng)。

1）透水鋪裝

透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝，嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬于滲透鋪裝。

透水鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)符合《透水磚路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T188）、《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T190）和《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T135）的規(guī)定。

主要適用于廣場、停車場、人行道以及車流量和荷載較小的道路，如建筑與小區(qū)道路、市政道路的非機(jī)動(dòng)車道等，透水瀝青混凝土路面還可用于機(jī)動(dòng)車道。

圖1.1-16 透水鋪裝

2）綠色屋頂

綠色屋頂也稱種植屋面、屋頂綠化等，根據(jù)種植基質(zhì)深度和景觀復(fù)雜程度，綠色屋頂又分為簡單式和花園式，基質(zhì)深度根據(jù)植物需求及屋頂荷載確定，簡單式綠色屋頂?shù)幕|(zhì)深度一般不大于150mm。

綠色屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)可參考《種植屋面工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ155）。

適用于符合屋頂荷載、防水等條件的平屋頂建筑和坡度≤15°的坡屋頂建筑。

圖1.1-17 綠色屋頂

3）生物滯留帶

生物滯留設(shè)施指在地勢較低的區(qū)域，通過植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的設(shè)施。生物滯留設(shè)施分為簡易型生物滯留設(shè)施和復(fù)雜型生物滯留設(shè)施，按應(yīng)用位置不同又稱作雨水花園、生物滯留帶、高位花壇、生態(tài)樹池等。

主要適用于建筑與小區(qū)內(nèi)建筑、道路及停車場的周邊綠地，以及城市道路綠化帶等城市綠地內(nèi)。

圖1.1-18 生物滯留帶

4）雨水花園

雨水花園指在城市地勢較低的地方種植喬木、灌木和花草等植物的一種工程設(shè)施，其雨水利用院里是將雨水通過植物的截流與土壤的下滲作用過濾、凈化雨水，以達(dá)到消減雨水徑流量的作用。雨水花園的類型雨水花園根據(jù)不同的控制目標(biāo)可以分為以控制徑流污染為目的的雨水花園和以控制徑流量為目的的雨水花園兩種類型。

以控制徑流污染為目，一般適用于徑流污染比較嚴(yán)重的城市空間，如：停車場、城市廣場、城市道路；以控制徑流量為目的，一般適用于處理雨水水質(zhì)相對較 好、匯流面積較小的城市空間，如：屋面雨水、庭院、學(xué)校、居住小區(qū)。

圖1.1-19 雨水花園

5）生態(tài)樹池

生態(tài)樹池作為一種小型生物滯留設(shè)施，一般由種植土層、砂濾層、排水系統(tǒng)以及灌喬木組成。

適用于用地較緊張的場地建設(shè)，如城市道路分隔帶、人行步道、停車場，以及公園、廣場等。

圖1.1-20 生態(tài)樹池

6）雨水濕地

雨水濕地利用物理、水生植物及微生物等作用凈化雨水，是一種高效的徑流污染控制設(shè)施，雨水濕地分為雨水表流濕地和雨水潛流濕地，一般設(shè)計(jì)成防滲型以便維持雨水濕地植物所需要的水量，雨水濕地常與濕塘合建并設(shè)計(jì)一定的調(diào)蓄容積。

適用于具有一定空間條件的建筑與小區(qū)、城市道路、城市綠地、濱水帶等區(qū)域。

圖1.1-21 雨水濕地

（7）調(diào)節(jié)塘

調(diào)節(jié)塘也稱干塘，以削減峰值流量功能為主，一般由進(jìn)水口、調(diào)節(jié)區(qū)、出口設(shè)施、護(hù)坡及堤岸構(gòu)成，也可通過合理設(shè)計(jì)使其具有滲透功能，起到一定的補(bǔ)充地下水和凈化雨水的作用。

適用于建筑與小區(qū)、城市綠地等具有一定空間條件的區(qū)域。

圖1.1-22 調(diào)節(jié)塘

（8）植草溝

植草溝指種有植被的地表溝渠，可收集、輸送和排放徑流雨水，并具有一定的雨水凈化作用，可用于銜接其他各單項(xiàng)設(shè)施、城市雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。除轉(zhuǎn)輸型植草溝外，還包括滲透型的干式植草溝及常有水的濕式植草溝，可分別提高徑流總量和徑流污染控制效果。

圖1.1-23 植草溝

（9）植被緩沖帶

植被緩沖帶為坡度較緩的植被區(qū)，經(jīng)植被攔截及土壤下滲作用減緩地表徑流流速，并去除徑流中的部分污染物，植被緩沖帶坡度一般為2%~6%，寬度不宜小于2m。

適用于道路等不透水面周邊，可作為生物滯留設(shè)施等低影響開發(fā)設(shè)施的預(yù)處理設(shè)施，也可作為城市水系的濱水綠化帶，但坡度較大（大于6%）時(shí)其雨水凈化效果較差。

圖1.1-24 植被緩沖帶

1.1.2.3 清水產(chǎn)流機(jī)制及控制技術(shù)

清水產(chǎn)流機(jī)制是指在外源污染控制的基礎(chǔ)上，通過陸地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)→入湖河流污染控制與水質(zhì)改善→湖濱緩沖帶自然體系構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)流域水源涵養(yǎng)和水土流失控制→入湖河流污染控制與修復(fù)→湖濱緩沖帶的截留與凈化作用，流域內(nèi)產(chǎn)生的地表徑流依次經(jīng)過這3階段的凈化后,實(shí)現(xiàn)地表徑流“清水”入湖。

（1）流域清水產(chǎn)流機(jī)制及其修復(fù)理念

流域內(nèi)入湖河流是湖泊水體污染物的主要輸入通道。我國的許多湖泊，由于流域內(nèi)強(qiáng)烈的人為活動(dòng)造成大量污染物排放，使湖泊入湖河流水質(zhì)污染嚴(yán)重。因此要治理湖泊,需立足于流域?qū)用?，通過綜合措施，實(shí)現(xiàn)流域的清水產(chǎn)生、輸送與入湖。

1）流域清水產(chǎn)流機(jī)制的概念

從湖泊流域徑流的水體運(yùn)行過程來講，流域的產(chǎn)流、匯流與入湖包括如下幾個(gè)過程：降雨產(chǎn)流、流域蓄滲、坡面匯流、河網(wǎng)匯流、匯流入湖。即降雨產(chǎn)生的徑流，部分由土壤蓄滲，部分由坡面匯流形成地表徑流，地表徑流由河網(wǎng)匯流或坡面散流最終經(jīng)由湖濱區(qū)進(jìn)入湖泊水體。在徑流入湖過程中，污染物也由徑流攜帶入湖。由此，若徑流的整個(gè)水體運(yùn)行過程包括源頭產(chǎn)流、坡面匯流、河流匯流，入湖過程中均污染較小、生態(tài)保持良好或凈化效果較好，則徑流最終為“清水”入湖，由徑流攜帶入湖的污染物量會較小；反之，由徑流攜帶入湖的污染量就會較大，若超過湖泊水環(huán)境承載力，則加重湖泊水體污染和富營養(yǎng)化?！傲饔蚯逅a(chǎn)流機(jī)制”的概念，即根據(jù)不同湖泊流域的自然與社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀特點(diǎn)，在調(diào)整流域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)建綠色流域的基礎(chǔ)上，通過流域水源涵養(yǎng)與水土流失的控制保證源頭清水產(chǎn)流，通過河流小流域的污染控制與生態(tài)修復(fù)實(shí)現(xiàn)河流匯流的清水養(yǎng)護(hù)與清水輸送通道，通過湖濱緩沖區(qū)構(gòu)建與湖濱帶生態(tài)修復(fù)最終使“清水”入湖。山地水源涵養(yǎng)區(qū)、入湖河流區(qū)、湖濱區(qū)分別作為清水產(chǎn)流機(jī)制的源頭區(qū)、污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)(徑流通道)和湖濱入湖區(qū)，是構(gòu)成清水產(chǎn)流機(jī)制的3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2）流域清水產(chǎn)流機(jī)制破壞原因

水源涵養(yǎng)區(qū)遭到破壞：該區(qū)域是清水產(chǎn)流區(qū),對調(diào)節(jié)坡面徑流、地下徑流以及減少徑流泥沙含量、凈化水質(zhì)等方面具有重要作用。由于墾荒和坡地種植等原因，使山區(qū)、涵養(yǎng)林、面山林地等遭受人為破壞，破壞后的生態(tài)恢復(fù)是一個(gè)相對復(fù)雜而漫長的過程。該區(qū)的破壞使清水產(chǎn)流區(qū)的功能日漸脆弱，導(dǎo)致土壤侵蝕與水土流失，不能為下游提供足夠的清水。

污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)遭到嚴(yán)重破壞：該部分是清水產(chǎn)流機(jī)制中最重要的組成部分，對污染物起到攔截、削減以及凈化作用。但由于人類活動(dòng)的增加，改變了湖泊流域原有的以自然濕地、池塘、低洼地等為主的土地利用形式，取而代之的是大量農(nóng)田、村鎮(zhèn)、水庫等，其污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)功能遭到破壞。同時(shí)由于人口的聚集，城鄉(xiāng)的快速發(fā)展，導(dǎo)致大量不透水地面的增加，阻隔了地面徑流與地下徑流的聯(lián)系，使地下徑流減少，破壞了地下徑流對河流、湖泊進(jìn)行清水補(bǔ)給的輸送機(jī)制。

湖濱入湖區(qū)生態(tài)破壞：由于人類活動(dòng)對湖濱緩沖帶的干擾與破壞，緩沖帶與湖濱帶作為湖泊最后一道屏障的生態(tài)保護(hù)功能日益脆弱。湖泊流域人口往往濱水而居，使湖濱緩沖帶生態(tài)系統(tǒng)基本被破壞，沿湖污染物直接入湖，對湖泊水體造成污染。

3）流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)的理念

在湖泊水污染防治中，為保證湖泊清水入湖，必須進(jìn)行流域清水產(chǎn)流機(jī)制的修復(fù)。從全流域出發(fā)，從源頭產(chǎn)流區(qū)→污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)→徑流湖濱入湖全程進(jìn)行綜合分析，采取小流域綜合治理與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合措施，由各個(gè)小流域清水產(chǎn)流機(jī)制的分別修復(fù)，最終帶來整個(gè)流域修復(fù)的目的，保障清水入湖，從而使清水產(chǎn)流機(jī)制中清水的輸送通道的水質(zhì)及生態(tài)得以改善。流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)思路見下圖。

圖1.1-25 流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)思路

（2）流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)技術(shù)路線

在進(jìn)行湖泊清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)時(shí)，需在調(diào)查研究和資料收集的基礎(chǔ)上，對徑流區(qū)水量平衡進(jìn)行估算，計(jì)算與分析水土流失、村鎮(zhèn)污染、農(nóng)田徑流等的污染情況，進(jìn)行流域污染物產(chǎn)生量和入湖量估算；在此基礎(chǔ)上，對流域清水產(chǎn)流的破壞原因進(jìn)行診斷與源解析，分析清水量沿途喪失情況；并遵循清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)的方法，分別提出清水產(chǎn)流區(qū)、污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)和湖濱入湖區(qū)這3個(gè)分區(qū)的修復(fù)措施。

流域清水產(chǎn)流機(jī)制是湖泊流域清水量平衡和污染物平衡相互作用的復(fù)雜體系，維持流域清水量平衡和污染物平衡對保障湖泊良好的生態(tài)系統(tǒng)與健康運(yùn)作至關(guān)重要。清水產(chǎn)流區(qū)產(chǎn)生的清水經(jīng)過河流通道和湖濱區(qū)，最后進(jìn)入到湖泊中，維持足夠的清水量入湖是保證湖泊良好健康的重要前提。分析清水產(chǎn)流機(jī)制平衡有2方面的意義，一是通過徑流沿程水量與水質(zhì)的變化分析水量與污染物量平衡；二是通過徑流沿程水質(zhì)的變化分析清水入湖量，并基于湖泊水環(huán)境承載力分析清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)后應(yīng)達(dá)到的清水量。

在維持水量平衡的同時(shí)，還應(yīng)做到污染物的平衡，避免過量的污染負(fù)荷進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體中營養(yǎng)物質(zhì)積累流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)應(yīng)用根據(jù)流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)理論，流域清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)分為3個(gè)區(qū)域的修復(fù)，即清水產(chǎn)流區(qū)修復(fù)、污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)修復(fù)、湖濱入湖區(qū)修復(fù)。

（3）清水產(chǎn)流區(qū)修復(fù)策略

清水產(chǎn)流區(qū)是清水產(chǎn)生的源頭，對清水水質(zhì)的產(chǎn)生和維持至關(guān)重要，一般來講，清水產(chǎn)流區(qū)清水水質(zhì)目標(biāo)為地表水II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該區(qū)通過涵養(yǎng)林、面山林地的保育，為清水產(chǎn)流體系提供充足的清水量，其修復(fù)策略為在現(xiàn)場調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分流域分片區(qū)采用產(chǎn)流區(qū)涵養(yǎng)林保護(hù)、水土流失防治，農(nóng)村農(nóng)田污染控制、自然濕地保護(hù)、河流水質(zhì)改善與緩沖帶生態(tài)建設(shè)等技術(shù)，系統(tǒng)綜合分析清水產(chǎn)流機(jī)制中的問題，提出修復(fù)的系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)源頭區(qū)清水產(chǎn)流。

（4）污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)修復(fù)策略

本區(qū)承擔(dān)了流域內(nèi)大量的污染負(fù)荷，該區(qū)水質(zhì)的維持是清水產(chǎn)流機(jī)制中最重要的環(huán)節(jié)，一般該區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為地表水III~IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)中，河流是清水產(chǎn)流的主要輸送通道，只有河流輸送的是清水，才能保證清水入湖。因此，進(jìn)行“污染物凈化與清水養(yǎng)護(hù)區(qū)”的入湖河流的治理是清水產(chǎn)流機(jī)制修復(fù)的重點(diǎn)。該區(qū)是清水產(chǎn)流機(jī)制可能受破壞的區(qū)，通過對沿河村落、農(nóng)田進(jìn)行系統(tǒng)控源，并通過山前平原庫塘、濕地對控源后低污染水進(jìn)一步凈化，控制污染物產(chǎn)生量與入河量。該區(qū)的修復(fù)策略為在對入湖河流、塘、庫等調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行河流小流域分區(qū)，采用工業(yè)、村鎮(zhèn)、農(nóng)田等污染源控制為基礎(chǔ)措施，在此基礎(chǔ)上，通過自然濕地、塘壩修復(fù)、河道與河口生態(tài)修復(fù)等措施構(gòu)建低污染水凈化通道，使上游來水清水匯流并由入湖河流輸送。

（5）湖濱入湖區(qū)修復(fù)策略

湖濱入湖區(qū)是保障清水入湖的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，由于該區(qū)承擔(dān)的大量污染負(fù)荷及清水產(chǎn)流機(jī)制最終水質(zhì)要求，一般該區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為地表水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該區(qū)的修復(fù)策略為在緩沖帶與湖濱帶現(xiàn)狀調(diào)查與分析的基礎(chǔ)上，確定緩沖帶與湖濱帶修復(fù)范圍，采用拆遷與退田還湖、生態(tài)透水植被帶、綠籬隔離帶與灌草帶建設(shè)、湖濱帶生態(tài)修復(fù)等措施，修復(fù)清水的入湖通道，該區(qū)的生態(tài)修復(fù)和保護(hù)可以發(fā)揮對地表散流的良好凈化作用，保證清水出流。

1.1.3 湖泊濕地內(nèi)源污染控制技術(shù)

我國的湖泊以淺水湖泊為主，沉積物以及藻類代謝、死亡釋放大量的營養(yǎng)鹽，使得即使控制了所有外源污染，仍然無法在短期內(nèi)把湖泊營養(yǎng)負(fù)荷降下來。所以內(nèi)源營養(yǎng)鹽負(fù)荷控制成為治理淺水富營養(yǎng)化湖泊的關(guān)鍵。湖泊內(nèi)源污染表現(xiàn)為湖泊被污染后，底泥中逐漸累積了大量有機(jī)物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、難降解有機(jī)物等污染物。通過對水體自身修復(fù)系統(tǒng)的恢復(fù)，主要為生態(tài)恢復(fù)，來讓水體具有一定的自凈能力，恢復(fù)湖泊良好生態(tài)功能。

湖泊內(nèi)源污染控制以去除水體氮磷營養(yǎng)鹽及其它污染物質(zhì)為主要任務(wù)，通過種植水生植物、促進(jìn)水體循環(huán)、清除底泥、換水等措施，達(dá)到控制內(nèi)源污染的目的。

1.1.3.1 泥源污染控制技術(shù)

湖泊底泥污染底泥控制技術(shù)主要有原位處理技術(shù)和異地處理技術(shù)兩類。原位處理技術(shù)是將污染底泥留在原處，采取措施阻止底泥污染物進(jìn)入水體,即切斷內(nèi)污染源的污染途徑；異位處理技術(shù)是將污染底泥挖掘出來運(yùn)輸?shù)狡渌胤胶笤龠M(jìn)行處理，即將水體的內(nèi)污染源轉(zhuǎn)移走，以防止污染水體。其中，原位處理技術(shù)主要包括原位覆蓋與原位鈍化技術(shù)。異地處理技術(shù)主要有污染底泥疏浚技術(shù)。

（1）物理化學(xué)方法

物理化學(xué)方法包括沉積物氧化、化學(xué)沉淀、底泥覆蓋等，原理都是將磷束縛于底泥之中，從而抑制內(nèi)源磷的釋放。這種方法主要用于面積較小、風(fēng)浪攪動(dòng)較弱、湖底處于厭氧狀態(tài)的水域。但是若水體的pH高于9，沉積物氧化和化學(xué)沉淀法均不能抑制內(nèi)源磷的釋放，此時(shí)可以考慮投加低磷含量的泥土，使其吸附水中的磷，并形成覆蓋層，達(dá)到控制內(nèi)源磷的目的。與底泥疏浚、引水相比，該方法在不增加水深的條件下，可為水生植被的恢復(fù)提供優(yōu)質(zhì)的生長環(huán)境。底泥覆蓋指采用薄膜或顆粒材料（如粉煤灰、沸石等）覆蓋湖底的淤泥，可以有效控制底泥中氮、磷等營養(yǎng)鹽的釋放，也可控制重金屬及苯酚等持久性有機(jī)物的釋放；此法的主要缺點(diǎn)是湖底表層新富營養(yǎng)層釋放源會迅速形成。在我國，覆蓋技術(shù)處于試驗(yàn)與探索階段，大規(guī)模湖泊水體中的實(shí)踐還較少。國內(nèi)覆蓋工程的首例是1999年巢湖市環(huán)城河河道采用了底泥疏浚后覆蓋0.5米厚清潔細(xì)沙的工藝；2005年昆明在大清河整治中也采用了疏浚后覆蓋卵石的工藝進(jìn)行該河道底泥污染的治理。

（2）環(huán)保疏浚技術(shù)

環(huán)保疏浚技術(shù)包括疏挖范圍及規(guī)模的確定、疏浚作業(yè)區(qū)的劃分及工程量計(jì)算、污染底泥存放堆場選址、疏挖設(shè)備選配、疏挖施工工藝流程確定、堆場圍埝及泄水口設(shè)計(jì)等。疏浚時(shí)一般采用絞吸式挖泥船，該船將挖掘、輸送、排出等疏浚工序一次完成，它通過船上離心式泥泵的作用產(chǎn)生一定真空將挖掘的泥漿經(jīng)吸泥管吸入、提升、再通過船上輸泥管排到岸邊堆場,是一種效率較高的疏浚工藝。污染底泥從水下疏挖后，輸送到岸上，一般采用管道輸送工藝，管道輸送工作連續(xù)、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，當(dāng)含泥率低時(shí)可長距離輸送，輸泥距離超過挖泥船排距時(shí)，還可加設(shè)接力泵站。

底泥疏浚是指將含氮、磷濃度高的底泥直接從水體取出，以降低水體營養(yǎng)物質(zhì)濃度。由于富營養(yǎng)化湖泊底泥中的營養(yǎng)鹽比水體中要豐富的多，所以底泥疏?？捎糜谥卫砀粻I養(yǎng)化湖泊內(nèi)源負(fù)荷，適用于動(dòng)力擾動(dòng)較弱的較小湖泊，其缺點(diǎn)是會使原水體沉水植物和底棲動(dòng)物大量毀滅，破壞生態(tài)系統(tǒng)和削弱湖泊的自凈功能，且該工程耗資巨大，投入產(chǎn)出不成比例。對于底泥疏浚，應(yīng)用較為廣泛，如云南滇池、杭州西湖和南京的玄武湖等。其主要不足之處除了以上方面，還在于大量疏浚底泥的堆置不僅占用空間，而且極易產(chǎn)生二次污染。此外，疏?？赡軐?dǎo)致營養(yǎng)物和有毒有害物質(zhì)與氣體的懸浮與釋放，破壞生物棲息地等。因此，該技術(shù)適用底泥淤積嚴(yán)重、營養(yǎng)極度富集且生境要求不甚嚴(yán)格的水域。此外，水深過淺的湖泊亦需疏浚，從而防止湖泊的老化。

（3）安全覆蓋和安全固化

安全覆蓋是在污染的底泥上覆蓋一層或多層未污染的底泥、沙、礫石或人造地基材料，隔離污染底泥與水體，防止底泥污染物向水體遷移。安全固化是直接采用石灰等固化劑對底泥進(jìn)行固化，以消除底泥污染，這一技術(shù)成本較高，但對底泥污染較重、湖水較深且缺乏處理疏浚底泥場地的城中湖是較好的辦法。

（4）原位修復(fù)技術(shù)

原位修復(fù)技術(shù)主要包括浮島技術(shù)、曝氣技術(shù)等。國內(nèi)外復(fù)氧工程和人工浮島的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在重污染水體進(jìn)行人工充氧能在較短的時(shí)間內(nèi)降低水體中的有機(jī)污染物，提高水體溶解氧的濃度，增強(qiáng)水體的自凈作用及改善水和沉積物的性狀；人工浮島則可通過不同類型植物的生長，進(jìn)一步凈化水質(zhì)，為魚類及鳥類等提供良好的生態(tài)環(huán)境，一定程度上恢復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，起到消浪護(hù)岸和改善景觀的作用。原位修復(fù)技術(shù)主要適用于污染嚴(yán)重、溶解氧含量低、水位較深、透明度低，底質(zhì)為硬質(zhì)或污染嚴(yán)重的淤泥，水生植被難以恢復(fù)的區(qū)域。對透明度較低、污染嚴(yán)重的景觀水體應(yīng)采用人工浮床、人工水草、曝氣等方法實(shí)施原位修復(fù)工程。

（5）污染底泥堆場建設(shè)及底泥資源化方案

目前針對疏浚底泥的資源化利用方法通常是采用傳統(tǒng)的物理處理法和熱處理法，而在疏浚底泥的改良方面最常用的為化學(xué)處理法，即通過添加不同的固化材料，改良污染底泥物理力學(xué)特性，而制備成為工程用土，最終經(jīng)過這些方法處理后的疏浚底泥都可以達(dá)到資源化再利用的目的。

1）吹填法

吹填法是指通過泥泵的作用，從吸泥管吸取污染底泥和湖水的混合物，經(jīng)過排泥管輸送至堆場方法，將疏浚底泥作為填土材料使用，在許多沿海國家和地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

2）機(jī)械脫水處理法

由于疏浚泥的高含水率，為了使其轉(zhuǎn)化為良好的工程材料，降低疏浚泥含水率是最為直接的方法。通常情況下，自然晾曬是最簡單、最經(jīng)濟(jì)的方法，國內(nèi)有許多內(nèi)陸湖泊的疏浚工程均采用堆泥底場自然干化的方法，如杭州西湖、無錫五里湖的底泥疏浚工程。這種方法一般要設(shè)置堆場，占用大量的土地資源。底泥自然干化需要較長的時(shí)間，且易受天氣的影響，一般實(shí)施較為困難。在國外，最為常見的是機(jī)械脫水工廠，就是采用離心脫水機(jī)或壓濾機(jī)進(jìn)行脫水的方法，尤其是對高含水率的疏浚底泥較為有效。較早的機(jī)械脫水工廠的工作能力一般較小，難以適應(yīng)大規(guī)模、大疏浚工程的需要。近幾年通過技術(shù)開發(fā)，改進(jìn)了技術(shù)設(shè)備，處理能力已有較大提高。但機(jī)械脫水具有脫水工廠固定式的缺點(diǎn)、且一次性投資較高，另一方面是經(jīng)過脫水處理后的疏浚底泥仍需進(jìn)行二次處理才能滿足資源化再利用的需求。

3）熱處理法

熱處理法是指疏浚污染底泥經(jīng)過脫水后，通過加熱、燒結(jié)等方法將底泥轉(zhuǎn)化為建筑材料的方法，可以分為燒結(jié)法和熔融法兩種形式。燒結(jié)是指通過將疏浚底泥加熱至800～1200℃，使污染底泥脫水、有機(jī)組分分解、粒子之間粘結(jié)的過程。如果底泥具有適宜的含水率，則可以用來制成磚或墻體材料，也可作為水泥制造的原材料使用。熔融則是通過將疏浚底泥加熱至1200～1500℃，使污染底泥脫水、有機(jī)組分分解、無機(jī)礦物熔化的過程。底泥熔漿結(jié)束后，經(jīng)冷卻處理可以制作成陶粒，可以用來代替砂、礫石或制成輕型陶土磚等建筑材料。主要優(yōu)點(diǎn)是成品具有較強(qiáng)的附加價(jià)值，但其由于其處理能力、對疏浚的要求較高及需相對固定式的處理工廠，導(dǎo)致使用過程中具有一定的局限性。

（6）堆場余水處理方案

底泥疏浚工程通過對污染底泥的疏挖，消減了湖泊泥源負(fù)荷，為湖泊生態(tài)重建創(chuàng)造條件。堆場余水處理是底泥疏浚工程是否取得預(yù)期目標(biāo)，防止二次污染的重要組成部分。環(huán)保疏浚過程中，污染底泥被泥泵葉輪打成泥漿輸送到底泥堆場，經(jīng)堆場自然沉淀后污泥留存于堆場，多余的水從堆場溢流排放，被稱為余水。由于疏浚中污染底泥被打碎，強(qiáng)化了污染物的釋放，使余水中含有大量的富含于底泥中的有機(jī)物、氮、磷、重金屬等污染物，這些污染物大部分附著在細(xì)顆粒上，懸浮在余水中,很難沉降。因此，應(yīng)采取必要措施，加速余水中細(xì)顆粒的沉淀，加藥促沉法在國外已被廣泛應(yīng)用。

堆場余水采用合理吹填、污泥顆粒在堆場和二次沉淀池自然沉淀為主的處理方案，當(dāng)不能達(dá)到排放水質(zhì)要求時(shí)，采用投藥促沉的方式處理。絮凝沉淀法是目前國內(nèi)外用于去除水中懸浮物最常用的方法之一，絮凝沉淀法因動(dòng)力消耗較小、操作彈性較大、對水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)、藥劑供應(yīng)也較為方便、處理設(shè)施占地面積相對較小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于堆場余水處理中。根據(jù)一般堆場的條件，絮凝沉淀法可以采用以下兩種方式：①在輸泥管中加入絮凝劑，利用管道泥漿的流速，使絮凝劑和泥漿在輸泥管中快速混合，在堆場中反應(yīng)沉淀，使細(xì)小的懸浮顆粒絮凝成大顆粒，迅速沉淀下來，降低了沉淀時(shí)間；②在堆場外設(shè)置混合池、反應(yīng)池、沉淀池，堆場余水進(jìn)入混合池并投加絮凝劑，在混合池余水內(nèi)與絮凝劑快速混合，然后進(jìn)入反應(yīng)池內(nèi)反應(yīng)，再進(jìn)入沉淀池內(nèi)沉淀，保證出水的達(dá)標(biāo)排放。

1.1.3.2 藻源污染控制技術(shù)

藻類受溫度、光照、水的運(yùn)動(dòng)等諸因素的影響，具有不同的生存條件，可以利用不同的方法予以去除。自20世紀(jì)60年代以來，人們一直致力于研究控制藍(lán)藻水華技術(shù)，一般來說，物理法和化學(xué)法是除藻技術(shù)的直接手段，而生物法是通過生物對藻類的控制來達(dá)到控藻目的。

（1）物理法

目前，物理法主要包括機(jī)械或人工打撈、黏土絮凝和遮光技術(shù)等方法。物理法表現(xiàn)得最為直接，它直接清除水體中的藻類,不會產(chǎn)生二次污染，但是由于需要昂貴的費(fèi)用，因此該方法只能局限于小水體或大水體的局部水域。

在藍(lán)藻的富集區(qū)，一般采用機(jī)械除藻措施，即采用固定式除藻設(shè)施和除藻船對區(qū)域內(nèi)湖水進(jìn)行循環(huán)處理。此法可以在短期內(nèi)快速有效地去除湖水中的藻類，收獲有商業(yè)價(jià)值的藻類還能獲得一定的收益，但該法往往需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而且隨著藻類的生長，還需要不斷地進(jìn)行收獲。對于低濁高藻的湖泊水可用直接過濾除藻、微濾機(jī)除藻、膜過濾等，但原水中藻類特征、試驗(yàn)運(yùn)行工況條件直接影響對藻類的去除效果?；钚蕴课綄υ孱?、藻毒素的去除效果很好，但水中的有機(jī)物會影響活性炭的吸附，且活性炭再生也較困難，這使處理成本大大提高。此外，湖面遮光、曝氣和超聲抑藻技術(shù)等也有所應(yīng)用，在一定程度上抑制了生物量的增長，但是均不能從根本上解決水體富營養(yǎng)化問題?？偟膩碚f，物理除藻雖然效果不錯(cuò)、無污染、無毒副作用，但工作量較大、一次性投入成本較高、時(shí)間周期較長。

遮光技術(shù)。主要是通過在湖面覆蓋部分遮光板，控制了全湖藻類增殖。采用塑料制浮板遮光，覆蓋面積為水面的50%～60%。遮光一個(gè)月左右微胞藻屬消失，湖水明澈透底。此外，COD下降50%，pH值及溶解氧也顯著減少，保持在4mg/L以上。特別顯著的是水色和藻類的變化。

（2）化學(xué)除藻

目前，國內(nèi)外普遍采用絮凝、抑制和綜合方法進(jìn)行化學(xué)除藻，它是利用化學(xué)藥劑對藻類進(jìn)行殺除?；瘜W(xué)藥劑一般要求為：高效、低（無）毒、無污染、無腐蝕；同時(shí)具有緩蝕、阻垢作用或能與緩蝕劑、阻垢劑配合使用，成本低，生產(chǎn)及運(yùn)輸安全，投藥方便。目前，常用的殺藻劑主要有硫酸銅、高錳酸鹽、液氯、二氧化氯、臭氧和過氧化氫等?；瘜W(xué)法的主要優(yōu)點(diǎn)是除藻速度快、效果明顯、操作簡便及一次性使用成本低。缺點(diǎn)是長期使用一種低濃度的化學(xué)藥物會使藻類產(chǎn)生抗藥性；且可能對環(huán)境產(chǎn)生污染，死亡藻類所產(chǎn)生的二次污染及化學(xué)藥品的生物富集和生物放大對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響較大；可以說這是一種短視行為或是一種權(quán)宜之計(jì)。因此，除非應(yīng)急和健康安全許可，化學(xué)殺藻目前一般不宜被采用。1999年昆明世博會期間，采用了生化、微生物和化學(xué)的“綜合抑藻法”的應(yīng)急除藻試驗(yàn)，在滇池草海進(jìn)行了大面積開放性生產(chǎn)試驗(yàn)，湖水透明度明顯提高，藻類數(shù)量顯著降低，水質(zhì)感觀和景觀等均好于往年。

（3）生物除藻

生物除藻技術(shù)是利用生態(tài)平衡等原理對藻類的生長和繁殖進(jìn)行抑制，從而達(dá)到控制藻體數(shù)量的目的。其機(jī)理是利用藻類的天敵及其產(chǎn)生的生長抑制物質(zhì)來抑制和殺滅藻類。這類技術(shù)主要有以下幾類：以藻制藻；用藻類病原菌抑制藻類生長；利用病毒控制藻類的生長；利用植物間相互抑制物質(zhì)抑制藻類；發(fā)展濾食性魚類；水蚤除藻；大麥稈控制水華藻類；微生物絮凝劑除藻和生物接觸氧化等。對藻類的去除應(yīng)盡可能采用生物方法，因?yàn)楦粻I養(yǎng)化問題是一個(gè)典型的生態(tài)問題，生態(tài)問題只有用生態(tài)學(xué)的方法解決才最科學(xué)。而且，生物除藻不僅可以去除藻類和氮、磷等污染物，發(fā)展濾食性魚類和種植高等水生生物還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。雖然生物除藻技術(shù)還不成熟，對于水體中復(fù)雜多樣的藻類難以去除，但成本低，殺藻抑藻效果明顯，效用持久，且無毒副作用，無腐蝕，極具發(fā)展前途，無疑將成為除藻技術(shù)努力發(fā)展的方向。近年來，生物除藻的應(yīng)用也不斷增多，如引進(jìn)美國AM公司開發(fā)的復(fù)合微生物制劑用于云南滇池內(nèi)湖草海的治理，還有利用EM復(fù)合菌液治理廣西南寧南湖等，結(jié)果均表明，水體營養(yǎng)鹽去除效果顯著，藻類大量減少，水質(zhì)得到了改善。

1）以藻制藻

通常選擇水網(wǎng)藻，隸屬綠藻門，體長可達(dá)2m，鮮黃綠色，由于其生長繁殖快、吸收肥料能力強(qiáng)等特點(diǎn)而與藻類水華生長競爭水體的營養(yǎng)(氮磷)，從而抑制藻類水華的發(fā)生。研究表明，水網(wǎng)藻對水體氨氮、總氮和總磷的去除率均在70%以上。

2）微生物絮凝劑除藻

微生物絮凝劑是一種由微生物產(chǎn)生的具有絮凝功能的高分子有機(jī)物，主要有利用微生物細(xì)胞的絮凝劑、利用微生物細(xì)胞壁提取物的絮凝劑和利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑三種類型。利用微生物本身或產(chǎn)生的多肽、酯類、糖蛋白、黏多糖、纖維素和核酸等作絮凝劑，可以對包括藻類在內(nèi)的大多數(shù)微生物產(chǎn)生絮凝作用，并且對環(huán)境無二次污染。另外水體恢復(fù)功能菌(RB)、利水劑、AEM菌、PSB光合菌等，都有較好的除藻作用。在滇池草海約800m圍欄水域的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)中，光合細(xì)菌(PSB)凈水劑對葉綠素a去除率在75%以上，藻量去除率在90%以上，平均透明度從0.3m增加到1.06m，具有操作簡便，無二次污染產(chǎn)生等特點(diǎn)。

3）生物控制試劑

潛在的生物控制試劑包括病毒、細(xì)菌、真菌、放線菌和原生動(dòng)物等,主要通過這些生物對藻類的裂解或攝食來達(dá)到控制藻類的目的。如寄生在藍(lán)藻個(gè)體或群體的病毒能夠裂解藍(lán)藻，而這一類的病毒主要為肌病毒科(Myoviridae)、Styloviridae和短尾病毒科(Podoviridae)，被人們致力于控藻藻類水華。而細(xì)菌、真菌和放線菌這類生物控制試劑主要是通過釋放酶或胞外的抗生素作用于藍(lán)藻，從而達(dá)到裂解藻類的目的。此外，一些原生動(dòng)物種類(如變形蟲Amoebae、纖毛蟲Ciliates和鞭毛蟲Flagellates等)能夠直接攝食藍(lán)藻。

4）水生動(dòng)植物調(diào)控

以浮游動(dòng)物、魚類控制浮游植物生物調(diào)控主要有以下途徑：一是先向水體中投放適當(dāng)密度的鰱、鳙魚，藻類吸收水體中的氮磷→放養(yǎng)魚類攝食含氮磷的藻類→捕撈成魚帶出氮磷→遏制水華、減輕水體富營養(yǎng)化；二是放養(yǎng)食魚性魚類如鱖魚等→抑制野雜魚（食用浮游動(dòng)物）→增加浮游動(dòng)物生物量（食用浮游植物）→減少浮游植物等現(xiàn)存量→提高水體透明度→增加水體自凈能力；三是放養(yǎng)濾食性雙殼類，即蚌類（濾食能力極強(qiáng)）→從而使其食物——浮游植物、細(xì)菌、腐屑和小型浮游動(dòng)物減少→增加水體透明度，提高水體的自凈能力。較典型的生物調(diào)控是用于小而淺的、相對封閉的湖泊系統(tǒng)，在營養(yǎng)鹽管理已經(jīng)失敗的富營養(yǎng)化湖泊中，生物調(diào)控已顯示出明顯的治理效果，且費(fèi)用低。但生物調(diào)控的穩(wěn)定性不夠，往往僅短期有效，因此其有效性仍存在很大的爭議。而且，就技術(shù)本身而言也存在一些問題，例如難以保證有足夠數(shù)量的食魚性魚類來控制食植物性魚類種群。在富營養(yǎng)化藻型湖泊中，不存在食魚動(dòng)物產(chǎn)卵及棲息場所，食魚動(dòng)物、浮游動(dòng)物種群并不穩(wěn)定。因此，生物調(diào)控技術(shù)也有待發(fā)展和完善。國內(nèi)應(yīng)用較多的是放養(yǎng)鰱、鳙魚，每平方米水體放養(yǎng)鰱、鳙魚40~50克，可以有效控制水華，該方法在東湖、滇池、巢湖的水華治理中得到實(shí)際應(yīng)用。

利用水生高等植物控制水體營養(yǎng)鹽及浮游植物許多國家用大型水生植物污水處理系統(tǒng)凈化富營養(yǎng)化的水體。

大型水生植物有鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲等許多種類，可根據(jù)不同的氣候條件和污染物的性質(zhì)進(jìn)行適宜的選栽。凈化原理是植物和根區(qū)微生物共生，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，凈化水質(zhì)。經(jīng)過植物直接吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時(shí)對重金屬分子也有降解效果。水生植物一般生長快，收割后經(jīng)處理可作為燃料、飼料，或經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。但由于富營養(yǎng)化水體透明度低，水下光照不足，水生高等植物尤其是沉水植物無法獲得足夠的光能生長；此外，藻類亦可抑制水生高等植物生長，特別是藍(lán)藻水華對水生高等植物往往有致命傷害作用。水生高等植物種群的穩(wěn)定性也是相對的，如洪澇引起湖泊水位升高，沉水植物往往因得不到充足的光照而大面積爛死在湖底，同時(shí)引起與沉水植物共棲的魚蝦蟹類大量死亡，造成大規(guī)模的環(huán)境災(zāi)害。因此，需要加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的防御能力，如何恢復(fù)水生高等植物、如何使新建的種群適應(yīng)環(huán)境變化以及環(huán)境災(zāi)變并逐步趨于穩(wěn)定，這是水生高等植物恢復(fù)的關(guān)鍵。目前說來，此法是國內(nèi)外治理湖泊水體富營養(yǎng)化的重要措施。如惠州南湖生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與構(gòu)建工程結(jié)果就充分表明，水生高等植物（特別是沉水植物）的恢復(fù)與重建是惠州西湖水質(zhì)改善與穩(wěn)定的關(guān)鍵。沉水植物能通過改善水下的光照和溶解氧條件，緩沖營養(yǎng)循環(huán)速度和增加水體穩(wěn)定性，提高水環(huán)境質(zhì)量。但是，我國的許多湖泊營養(yǎng)鹽及富營養(yǎng)化程度很高，水生植被受到的污染脅迫壓力往往超過了其耐受限度。因此，即使污染等脅迫壓力去除后，水生植被仍難以自行恢復(fù)，而且湖泊的營養(yǎng)鹽狀況也難以降到較低水平，此時(shí)必須輔以其他措施，才能逐步恢復(fù)水生植被，以長期維持湖泊的清水態(tài)。

1.1.3.3 其他控制技術(shù)

除上述直接針對泥源污染和藻源污染的控制技術(shù)外，還有其他技術(shù)手段達(dá)到削減湖泊內(nèi)源污染負(fù)荷的目的，主要包括引水、調(diào)水等生態(tài)補(bǔ)水工程。

通過引水、換水來稀釋水中的污染物質(zhì)可以降低藻類的濃度。蘇州河在治理過程中，就運(yùn)用調(diào)水工程明顯改善了水質(zhì)；較典型還有杭州西湖1986年開始的引水換水工程，目前引水量已達(dá)1.2億立方米，并取得了一定的成效。對于水量小的水體來說，這是一種行之有效的方法，但對于蓄水量較大的水域，補(bǔ)水量太小起不到凈化效果，提高補(bǔ)水量又造成水資源的大量浪費(fèi)，費(fèi)用高昂，且引水釋污后往往會呈現(xiàn)藻類生長加劇的趨勢，因此對于富營養(yǎng)化嚴(yán)重的湖泊，需謹(jǐn)慎使用。對于有熱分層的富營養(yǎng)型湖泊，深層水中的營養(yǎng)物濃度一般比上層水的大，因此，將深層水導(dǎo)出成為另一條途徑。蘇州河在治理過程中，就運(yùn)用調(diào)水工程明顯改善了水質(zhì)。對于水量小的水體來說，這是一種行之有效的方法，但對于蓄水量較大的水域，補(bǔ)水量太小起不到凈化效果，提高補(bǔ)水量又造成水資源的大量浪費(fèi)，費(fèi)用高昂，且引水釋污后往往會呈現(xiàn)藻類生長加劇的趨勢，因此對于富營養(yǎng)化嚴(yán)重的湖泊，需謹(jǐn)慎使用。對于有熱分層的富營養(yǎng)型湖泊，深層水中的營養(yǎng)物濃度一般比上層水的大，因此，將深層水導(dǎo)出成為另一條途徑。

1.2 湖泊濕地生態(tài)恢復(fù)

湖泊水環(huán)境污染與富營養(yǎng)化的治理重點(diǎn)就是構(gòu)建生態(tài)工程，利用生態(tài)的方法解決生態(tài)問題。生態(tài)恢復(fù)指恢復(fù)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系以重建受損生態(tài)系統(tǒng)的功能以及相關(guān)的物理、化學(xué)和生物特性，主要利用相關(guān)生物和生態(tài)學(xué)原理將功能和形態(tài)受損的湖泊恢復(fù)到未受干擾的狀態(tài)。近年來，各國開展了湖泊濕地生態(tài)修復(fù)的工作，包括對生態(tài)修復(fù)原理、方法的探究和實(shí)際場地生態(tài)修復(fù)工程的應(yīng)用。

1.2.1 湖內(nèi)生態(tài)修復(fù)技術(shù)

湖內(nèi)生態(tài)修復(fù)一般采用水生植物修復(fù)技術(shù)。水生植物按生態(tài)類型，可分為沉水植物、飄浮植物、浮葉植物、挺水植物。利用特定技術(shù)，還可以將浮游藻類、陸生植物應(yīng)用于湖泊污染水體修復(fù)中。目前國內(nèi)外學(xué)者對植物修復(fù)富營養(yǎng)化水體進(jìn)行了諸多研究，取得了一定的成就，篩選出了一些優(yōu)勢種?，F(xiàn)在國際上公認(rèn)的淡水水生修復(fù)植物有寬葉香蒲、蘆葦、苦草、鳳眼蓮、軟水草和狐尾草等，經(jīng)驗(yàn)證它們對水中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物均具有很好的吸收作用。

與傳統(tǒng)的一些處理方式相比，它的優(yōu)勢在于：低投資、低能耗、處理過程與自然生態(tài)系統(tǒng)有更大的相融性等。植物系統(tǒng)對富營養(yǎng)化水體的凈化作用，主要是通過植物的吸收作用，根區(qū)微生物的降解作用，植物的吸附、過濾和沉淀作用，植物抑制藻類生長的作用以及作為生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者來調(diào)節(jié)其他生物種類和數(shù)量的作用來完成的。植物為主的富營養(yǎng)化水體修復(fù)系統(tǒng)為低能耗處理系統(tǒng)，主要能源為太陽能。在富營養(yǎng)化水體處理的過程中，同時(shí)還可回收資源和固定能源。另外，處理過程中基本不使用化學(xué)品，沒有有害副產(chǎn)物的產(chǎn)生，是一種非常環(huán)保的處理技術(shù)，具有以下優(yōu)勢：①凈化所需的能源由光合作用提供；②許多植物具有美學(xué)價(jià)值，能改善景觀生態(tài)環(huán)境；③植物可被收割和利用，創(chuàng)造新的價(jià)值；④能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源進(jìn)一步擴(kuò)散；⑤為降解微生物提供了良好的棲息場所，有利于微生物的生存。水生植物龐大的根系為細(xì)菌提供了多樣性的生境，且植物可輸送氧氣至根區(qū)，有利于微生物的好氧呼吸。目前，國內(nèi)外應(yīng)用較多的水生植物修復(fù)技術(shù)主要有人工濕地處理技術(shù)、生態(tài)浮床技術(shù)等。

（1）生物膜技術(shù)  

生物膜法是指當(dāng)比表面積較大的載體上富集著大量微生物時(shí)，若是這些微生物含有豐富的氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)，這種載體就能有效地?cái)r截、吸附、降解這些物質(zhì)，進(jìn)而對水中的污染物進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化出多余的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到污染水體進(jìn)行凈化的作用。

（2）人工濕地處理技術(shù)。

與農(nóng)業(yè)面源污染控制中的人工濕地處理技術(shù)相似，利用基質(zhì)－微生物－植物這個(gè)復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng)，綜合物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對廢水中有害物質(zhì)的去除，同時(shí)通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)廢水的資源化和無害化。

人工濕地系統(tǒng)對藻毒素、總氮、總磷有一定的去除作用。但是其凈化效率隨季節(jié)的變化非常大，在低溫的冬季，植物大量死亡，其處理效果隨之下降。因此，如何提高人工濕地的凈化效果以及解決植物的越冬問題均是人工濕地研究的重點(diǎn)。

（3）生態(tài)浮床技術(shù)

生態(tài)浮床技術(shù)是按照自然規(guī)律，運(yùn)用無土栽培技術(shù)，以高分子材料為載體和基質(zhì)，采用現(xiàn)代農(nóng)藝和生態(tài)工程措施綜合集成的水面無土種植植物技術(shù)。該技術(shù)利用植物在生長過程中對水體中氮、磷等元素的吸收及植物發(fā)達(dá)根系和浮床基質(zhì)對水體中懸浮物的吸附，富集水體中有害物質(zhì)，利用植物根系釋放出大量能降解有機(jī)物的分泌物，加速有機(jī)污染物的分解；一些植物還能分泌化學(xué)克生物質(zhì)，抑制浮游植物生長。隨著部分水質(zhì)指標(biāo)的改善，尤其是溶解氧大幅增加，為好氧微生物繁殖創(chuàng)造了條件。通過微生物對有機(jī)污染物、營養(yǎng)物的進(jìn)一步分解，使水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，最終通過收獲植物體的形式，將氮、磷及吸附積累在植物體內(nèi)和根系表面的污染物完全遷出水體，使水體中的污染物大幅減少，水質(zhì)改善，為水生生物、特別是沉水植物的生存和繁衍創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境條件，為最終修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)提供了可能。

該技術(shù)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：①可將原來只能在陸地上種植的草本陸生植物種植到自然水域水面，從而擴(kuò)大了植物可種植范圍。②生態(tài)浮床通常采用廢棄塑料泡沫板作為浮體的載體，避免塑料泡沫大量堆放產(chǎn)生的二次污染。③生態(tài)浮床不受光照等條件限制，可避免沉水植物人工種植后，由于受光照等生境條件的影響而無法正常生長的現(xiàn)象發(fā)生。浮床植物生物量高且容易收割，可實(shí)現(xiàn)污水資源化利用。④浮床陸生植物不僅可以凈化水質(zhì)，還可創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益并起到美化景觀的作用。

（4）水生動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

國內(nèi)外許多學(xué)者和研究人員作了大量的研究工作，探討水生動(dòng)物對水體中有機(jī)污染物和無機(jī)污染物的吸收和利用。尤其利用湖泊生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的蚌螺、草食性浮游動(dòng)物和魚類，對富營養(yǎng)化水體中的營養(yǎng)鹽類、有機(jī)碎屑和浮游植物進(jìn)行直接吸收，取得了明顯的效果。

研究表明在水體富營養(yǎng)化的防治過程中，除了考慮對藻類等浮游植物進(jìn)行防治，對浮游動(dòng)物的防治也不能忽視。防治浮游動(dòng)物繁盛最有效的方法是放養(yǎng)鳙魚，而鰱魚的放養(yǎng)通常是為了消除浮游植物。鰱鳙的放養(yǎng)量以及如何搭配亦值得研究。鰱鳙混養(yǎng)時(shí)，鰱魚大量攝取浮游植物，從而抑制了以浮游植物為食的浮游動(dòng)物的生長和繁殖；如果鳙魚的數(shù)量放養(yǎng)過多，鳙魚就得不到足夠的食物，生物量受到抑制，放養(yǎng)太少，不能充分利用餌料而影響其產(chǎn)量。合理搭配鰱鳙的放養(yǎng)數(shù)量，可充分利用天然餌料，從而減少浮游植物和浮游動(dòng)物的數(shù)量，這樣既可治理水體的富營養(yǎng)化，又可提高經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)非常值得研究的生物修復(fù)技術(shù)。武漢東湖的圍隔試驗(yàn)證明了鏈魚和鳙魚能有效控制藍(lán)藻水華，并指出當(dāng)放養(yǎng)的鰱魚和鳙魚的有效生物量達(dá)到46~50g/m2時(shí)，可有效地抑制水華的發(fā)生。

1.2.2 湖濱帶修復(fù)技術(shù)

湖濱帶濕地恢復(fù)位于水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)交錯(cuò)帶具有過濾、緩沖器功能，它不僅可吸附和轉(zhuǎn)移來自面源的污染物、營養(yǎng)物，改善水質(zhì)，而且可截留固定顆粒物，減少水體中的顆粒物和沉積物。同時(shí)濕地可以提供生物繁育生長的棲息地，對于保護(hù)生物多樣性、減少洪水危害、保持水土等具有重要意義。可以肯定的是，在湖泊周邊建立和修復(fù)水陸交錯(cuò)帶，是整個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的重要組成部分。湖濱帶是湖泊的重要組成部分和最后的保護(hù)屏障，加強(qiáng)管理和重建湖濱帶工程是湖泊環(huán)境保護(hù)的重要工作。湖濱帶濕地恢復(fù)應(yīng)該選取當(dāng)?shù)厣L適宜性強(qiáng)、污染物凈化能力較強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較好以及與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)性好的植物。湖泊周圍一般有很多坑塘或藕塘等，可改造為濕地凈化系統(tǒng)，增設(shè)配水和排水系統(tǒng)。湖濱帶的綜合利用，既可凈化廢水，又可開發(fā)利用。

（1）湖濱帶基底修復(fù)

基底修復(fù)的目的主要包括：①控制沉積和侵蝕，保持湖濱帶物理基底的相對穩(wěn)定；②解決風(fēng)浪、水流等不利水文條件對湖濱帶生物的負(fù)面影響；③對由于人類活動(dòng)改變的地形地貌(如魚塘、村落、堤防)進(jìn)行修復(fù)與改造；④對底質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改造?；仔迯?fù)內(nèi)容主要包括物理基底穩(wěn)定性設(shè)計(jì)和基底修復(fù)與改造。

針對湖濱帶被侵占與破壞的現(xiàn)狀，對湖濱帶地形、地貌、底質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，改善水流和物質(zhì)循環(huán)狀況，調(diào)整和改造底質(zhì)物理化學(xué)特性，以恢復(fù)湖濱交錯(cuò)帶復(fù)雜的生境，滿足生物要素所要求的基底條件；基底修復(fù)與改造以湖濱帶原有狀態(tài)及其發(fā)育特征為參考，盡量減少工程措施。

1）基底地形地貌的修復(fù)

基底地形地貌改造主要包括侵占物拆除、地形平整和重建。侵占物拆除指將侵占湖濱帶的魚塘、房屋等構(gòu)筑物拆除；基底平整指根據(jù)水生生物生存要求因地制宜地對地形進(jìn)行整理，包括不合理的溝谷、凸脊、坑塘等平整和改造，植被重建區(qū)地表植物的清理；基底重建指再塑原有基底，重建湖濱帶生境。

部分湖濱帶應(yīng)結(jié)合動(dòng)植物生長的需要，適當(dāng)布置相關(guān)的構(gòu)筑物，如魚礁，底棲動(dòng)物生長的基質(zhì)等；部分湖濱帶視其水質(zhì)凈化需求，可結(jié)合湖濱帶地形改造增加布水等設(shè)施，布設(shè)埂、坑塘、過水通道構(gòu)筑物，增加湖濱帶水質(zhì)凈化效果。

2）基底底質(zhì)的調(diào)整

基底的底質(zhì)物理化學(xué)特性調(diào)整改造包括淤泥清除、污染底泥覆蓋、部分換土等，以滿足水生生物生長、棲息要求，同時(shí)也減緩湖濱污染底泥在風(fēng)浪作用下再懸浮，防止其影響植被恢復(fù)。喬草帶除特殊物種有特殊要求外，一般無需調(diào)整底質(zhì)的物理化學(xué)特性；挺水植物恢復(fù)區(qū)為增強(qiáng)生境多樣性，可適當(dāng)清理污染底泥及腐殖質(zhì)堆積區(qū)，或采取覆蓋、部分換土的方法進(jìn)行土質(zhì)調(diào)整；沉水植物恢復(fù)區(qū)應(yīng)清除淤泥，加強(qiáng)植物根系固著能力，針對清水型植物恢復(fù)區(qū)，應(yīng)清除污染底泥，以維持良好水質(zhì)和底質(zhì)。

3）典型基底改造設(shè)計(jì)

村落、魚塘、農(nóng)田往往是進(jìn)行基底改造時(shí)的主要土地利用形式，針對這幾種典型基底開展改造設(shè)計(jì)，以達(dá)到不同生態(tài)功能需求。

①魚塘基底改造設(shè)計(jì)

a.全部拆除設(shè)計(jì)

魚塘塘埂暫時(shí)保留，待湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到一定規(guī)模后再全部拆除，并通過基底改造，恢復(fù)至原灘面高程。拆除魚塘的廢棄物運(yùn)出湖濱區(qū)處理。局部風(fēng)浪作用強(qiáng)烈區(qū)段，可用魚塘拆除材料進(jìn)行人工仿自然方式護(hù)坡。

b.部分保留設(shè)計(jì)

將魚塘塘埂拆除至水面以下而僅留塘基，上部石料與塘埂內(nèi)的土料混合后，就地拋填在塘埂兩側(cè)，形成斜坡；同時(shí)間隔將塘基清除，使塘基呈散落狀分布，內(nèi)外土層溝通，以利于湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)的演替。

c.不拆設(shè)計(jì)

若需將魚塘改造成濕地凈化系統(tǒng)，可保留魚塘塘埂現(xiàn)狀，基本不拆除。將不同塘埂之間開挖，使其水流相通。

②村落基底改造設(shè)計(jì)

清除民房人工填筑的直立砌石基礎(chǔ)，就近拋填在湖濱區(qū)，使湖濱帶灘地恢復(fù)成原有平緩漸變、高低錯(cuò)落自然的岸坡；將宅基按自然坡比拆除至水面以下，上部石料與宅基內(nèi)的土料混合后，就地拋填在宅基外側(cè)，形成斜坡。這樣既不影響湖濱帶生態(tài)結(jié)構(gòu)的完整恢復(fù)，又適當(dāng)保留了村落下部基礎(chǔ)，發(fā)揮其護(hù)岸固岸與消浪的作用，為水生植物的生長與恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。

（2）湖濱帶群落配置設(shè)計(jì)

恢復(fù)初期，首先選擇合適的修復(fù)模式，篩選較大的生態(tài)耐受范圍及較寬生態(tài)位的先鋒植物種類，以適應(yīng)初期的生境環(huán)境，補(bǔ)充缺失植物帶，初步構(gòu)建水生植物序列；恢復(fù)中期，湖濱帶物種多樣性不高，植物配置以填補(bǔ)空白生態(tài)位為主，對群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使原有群落逐漸穩(wěn)定；恢復(fù)后期，應(yīng)充分考慮湖濱動(dòng)—植物整體生態(tài)系統(tǒng)的健康性、穩(wěn)定性，全面恢復(fù)水鳥、魚類、底棲動(dòng)物、水生植物等高級生態(tài)系統(tǒng)，保育和維護(hù)湖濱帶生物多樣性。

植物物種選擇上，以生物多樣性保護(hù)為主的修復(fù)區(qū)，應(yīng)根據(jù)歷史調(diào)查數(shù)據(jù)，確定合理的物種數(shù)及種類，在此基礎(chǔ)上，盡量多地選擇物種；以入湖徑流凈化為主的修復(fù)區(qū)，應(yīng)選擇耐污且污染物富集能力強(qiáng)的本土物種；以水土保持與護(hù)岸為主的修復(fù)區(qū)，應(yīng)選擇固土能力強(qiáng)的物種。

1）先鋒種的選擇

篩選先鋒種應(yīng)考慮水生植物生物學(xué)特性、耐污性、對N、P去除能力及生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律，并遵循：①滿足功能需求；②本地種優(yōu)先；③適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境；④最小風(fēng)險(xiǎn)和最大效益原則。

2）植物群落配置

水生植物群落的配置常以植被的歷史演變特征或相近健康湖濱帶的群落結(jié)構(gòu)為參考，配置多種、多層、高效、穩(wěn)定的植物群落，主要措施包括確定合適的物種數(shù)、進(jìn)行合理的空間配置和季節(jié)性演替節(jié)律匹配等。

一般情況下，由沿岸向湖心方向依次配置由喬灌草、挺水植物、浮葉植物和沉水植物所組成的植物系列。節(jié)律匹配可保證植物群落生態(tài)環(huán)境功能具有較強(qiáng)的周年連續(xù)性。

3）動(dòng)植物群落優(yōu)化配置

通過一定的措施或生境干擾，調(diào)整各種群組成的比例和數(shù)量、種群的平面布局，以優(yōu)化種群穩(wěn)定性。主要措施包括生境控制、人工捕撈收割、引入競爭種等，但在引入時(shí)要謹(jǐn)慎。

通過棲息地生境營造、食物補(bǔ)充、人工招引和野化放歸等措施，實(shí)現(xiàn)湖濱動(dòng)物群落優(yōu)化配置。生境營造包括調(diào)整水位及水域面積、營造生境阻斷、恢復(fù)自然駁岸、營造魚洞和微生境等。