小编导读

本文介绍了微污染原水原位净化技术的分类、对污染物的去除效果和应用情况，阐述了多种原位净化集成技术的应用形式，并分析了使用原位净化集成技术对水质改善和保障的良好效果，指出该技术已成为目前微污染原水原位处理技术的研究热点。探讨原位净化技术在应用过程中给水源地运行管理带来的主要问题，并提出相应的对策建议。

近年来，随着我国经济迅速发展和城市化进程的快速推进，水生态环境面临着严峻的污染问题。根据环境保护部年6月4日公布的《中国环境状况公报》报道，我国七大水系水质总体呈现轻度污染情况，全国条主要河流、62座重点湖泊（水库）的个国控地表水监测断面（点位）水质监测结果显示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类水质断面分别占3.4%、30.4%、29.3%、20.9%、6.8%、9.2%，不少地区饮用水水源水质日益恶化，水质净化面临新的问题。我国微污染原水水质特点主要表现在：CODMn、BOD5、TOC等有机物综合指标值升高；NH3-N浓度升高；出现季节性高密度藻类，部分藻类能分泌诸如2-甲基异莰醇等挥发性异嗅味的次生代谢产物，原水异嗅味明显加重。原水的这些污染不仅极大程度影响了用户饮用水口感，给人类健康带来了较大的危害，而且对传统净水工艺和水质安全造成较大的影响。目前，尚有一些净水水厂由于用地限制等问题还未实现深度处理，现有工艺对高浓度嗅味物质的去除作用有限。因此，水质原位净化技术呼之欲出。它既能改善和维持原水水质，降低后续净水水厂的处理负荷，又能解决城市水源地周围用地紧张以及缓解水厂改造费用等问题。该技术作为一种合理的微污染原水净化与保障措施逐渐受到人们的青睐。当前，国内外很多水源地利用原位净化技术对水体实施改善和保障，均表现出显著的净化效果。本文旨在对原位净化技术的研究和应用情况进行归纳总结，以期为微污染原水的水质净化与维持提供有益参考与借鉴。

原水原位净化技术就是在微污染水源地诸如具有水源功能的水库、湖泊、河流等地就地采取措施处理水体污染物，以达到净化水质的目的。该技术不需要将微污染原水进行转移处理，具有省时、高效、对环境影响小的优点。纵观原水原位净化技术操作单元，主要包括太阳能水生态修复技术、水生植物净化技术、非经典生物操纵技术以及生物接触氧化技术等。前三种技术因为在水质净化和维持过程中同时融合了生态学原理，通过水生态系统的生态效益的可持续发挥从根本上改善水质和提高水体净化能力，所以逐渐成为水体原位生态净化的主要应用趋势。

太阳能水生态修复技术以太阳能为动力、以高效的水循环为机理对水体进行混合、复氧、控藻和生化降解，通过改善或重建水体生态环境，实现对水体水质的改善和藻类水华的控制与治理；该技术解决了传统人工增氧技术的动力供给限制和经济成本等问题，其作为一种新型的水生态修复技术给水源地水质改善和治理提供了新的技术和思路。

太阳能水生态修复技术对水体CODMn、TP、NH3-N以及藻类都有较高的去除率。该系统主要依靠太阳能水循环曝气装置实现水体净化的目的，由太阳能驱动系统、水流系统以及固定系统组成。系统全天运转的电能全部依靠太阳能转换，白天过剩的电能由蓄电池储存用于设备夜间运行。其工作原理是将太阳能电机系统和具有最小升力条件的泵系统相结合，产生纵向的高速流来搅动整个水体，同时在水体表面维持近似层流的条件，并使表层水流扩散至远处，进而使水体表面富氧而深层严重缺氧的情况得到显著改善，大大提高水体的含氧量，加快水体生化降解过程；另一方面水力搅动形成温度差和光照差，进而抑制藻类生长，水质指标和生态环境得到综合改善。

太阳能水生态修复技术在微污染水源地作为水质保障关键技术在国内东莞、徐州、北京等地得到工程应用。东莞松木山水库大朗水厂的取水口建成了亩的太阳能水生态修复系统示范区，示范区内安装了5套“艾溥”太阳能水生态修复系统。该系统运行2个月后，检测发现：通过上下层水体的交换整个水体DO含量显著提高，分布亦趋于均匀化；NH3-N、TP和叶绿素的去除率分别达到20.2%、28.8%和25.6%；同时，处理区内藻类总丰度比处理区外平均降低了12.2%，藻类群落结构组成趋于优化，蓝藻的相对丰度减少了15.1%，水质状况得到整体明显改善。实际应用表明该技术对CODMn超标水体的改善效果显著。徐州小沿河取水口水质由于上游污染导致水质恶化，CODMn超标率达到%。为缓解水质状况保证小沿河取水口水质，关小侠等在取水口上游安装了10万t/d的太阳能水生态修复系统，系统运行半个月后，水体底部溶解氧提升，小沿河取水口即系统治理区下游CODMn明显低于系统治理区上游区域。与设备安装前相比，小沿河取水口CODMn下降了约27%，水质逐渐接近地表水Ⅱ类水标准。

水生植物具有水体产氧、氮循环、吸附沉积物、抑制浮游藻类繁殖、减轻水体富营养化、提高水体自净能力的重要功能，同时还能为水生动物、微生物提供栖息地和食物源，维持水岸带物种多样性。目前有关水生植物对污水的水质改善作用研究颇多，近年来在微污染原水水质改善、富营养水体的原位生态恢复等方面也逐渐成为应用研究的热点。

利用水生植物对微污染原水进行生态恢复与水质改善的方式主要有：生态护坡、原位生态浮床、人工湿地、水下森林以及滨岸缓冲带等。这些措施对水体水质都有良好的净化效果，同时通过一定设计搭配，组成整体生态净化系统，能使水中污染物含量降低并得以稳定处于低浓度状态。水体生态恢复常用的水生植物详见表1。水生植物对水体中的P元素和N元素有良好的净化效果，是污染物治理广泛运用的措施。太湖雅浦港河口TN常年处于劣Ⅴ类，杨旅等采用原位水生植物净水方案对该河段进行处理（见图1）。结果显示，运行5个月后，系统对CODMn、TP和TN都有较好的处理效果，其中CODMn的平均处理效率为44%，TP为72%，TN为49%，系统虽然在8月和9月初蓝藻暴发时期的高污染负荷下处理效果变差，但是通过自身净化，处理效果经过一个月后能基本恢复。

表1水体生态恢复常用的水生植物

序号

种类

常见水生植物

1

挺水植物

芦苇、茭白、香蒲、水葱、水烛、水花生、菖蒲、慈菇、荷花、伞草、美人蕉、菩提子、石菖蒲、灯心草、马蹄莲、花叶芦竹等

2

浮水植物

菱、水鳖、睡莲、浮萍、凤眼莲、满江红、萍蓬草等

3

沉水植物

苦草、轮藻、茨藻、菹草、狐尾藻、川蔓藻、金鱼藻、马来眼子菜、篦齿眼子菜等

4

具有化感作用

的水生植物

香蒲、芦苇、苦草、丽藻、轮藻、黑藻、石菖蒲、水菖蒲、马蹄莲、萍蓬草、灯心草、金鱼藻、凤眼莲、川蔓藻等

嘉兴市石臼漾水源地是我国微污染原水通过生态湿地净化后水质得到明显改善的成功范例，该工程处理工艺如图2，其中根孔生态净化区是核心功能区，由纵横交错的植物床/沟壑组成，具备良好的水质净化和藻类捕获功能。对该湿地近3年的水质改善效果研究表明，经过主体功能区即根孔生态净化区和深度净化区相辅相成的净化作用，饮用水源水的DO、TP、NH3-N、粪大肠菌群等主要指标提高了一个等级，对浊度、Fe、Mn和TN也有一定去除效果。水生植物存在夏秋旺盛、冬春休眠的季节更替特性，因此湿地水质通常夏秋暖季的净化效果较好，而冬春冷季的效果较差。为保障冬春冷季的水质达标，可能需要与其他净化措施联合使用。

近年来，水生植物对藻类的化感抑制作用作为一种新型安全的抑藻技术备受国内外的







































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