城市黑臭水體治理技術(shù)

我國有大量的城市生活污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理而直接排放到城市水體中，再加上農(nóng)業(yè)廢水的排放，導(dǎo)致水體出現(xiàn)終年或季節(jié)性黑臭現(xiàn)象。2015年國務(wù)院頒發(fā)的《水污染防治行動計劃》，將黑臭水體治理列為工作重點之一，要求各地方人民政府必須認(rèn)識到城市黑臭水體危害的嚴(yán)重性，知曉其形成機制，并積極采取有效的解決措施。

城市黑臭水體的形成機制

城市黑臭水體成因復(fù)雜，其形成是一系列人為活動引起的多種生物的、化學(xué)的和物理的變化。主要過程為：“大量外源污染物進入”“內(nèi)源污染物釋放”“硬質(zhì)化與渠道化河床及護岸”“攔蓄工程和大量取水減弱水動力”等原因?qū)е隆拔廴疚锓纸饪焖俸难酢薄叭芙庋踅档托纬蓞捬醐h(huán)境”進而“厭氧環(huán)境下污染物分解產(chǎn)生多種致黑致臭物質(zhì)”，最終“水體發(fā)黑發(fā)臭形成黑臭水體”。

（1）水體污染物來源。河流湖泊的外源污染源頭多。其主要來源包括：一是城市工業(yè)廢水及生活污水的排入;二是地表和土壤的污染物隨雨水沖刷而匯入;三是補水水體自身含有的污染物。內(nèi)源污染長期積累持續(xù)釋放。當(dāng)水體處于厭氧狀態(tài)時，底泥中的大量有機物發(fā)生厭氧分解，底泥的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，密度降低，孔隙率增大，并含有一定難溶于水的氣體，在水體浮力和擾動的作用下發(fā)生再懸浮，進而與水體接觸面積大，吸附在底泥上的污染物可大量釋放到水體中。

（2）自凈功能減弱。缺水性水動力不足和硬質(zhì)化、渠道化河流極大地削弱了水體自凈能力，是導(dǎo)致黑臭水體的原因之一。由于我國很多地區(qū)存在水資源不足的情況，人類采取了大量的攔蓄設(shè)施進行取水，造成下游缺水，下游為了蓄住水而采取堰壩等擋水措施而形成缺水性水動力不足。渠道化、硬質(zhì)化的河流建設(shè)割裂了土壤與水體的滲透關(guān)系，阻斷了水體自然循環(huán)過程，形成污染物積累;同時使水生植物無法生長，降低了植物對污染物的凈化與去除作用。

（3）水體致黑致臭的化學(xué)機制。大量污染物存在的水體處在厭氧還原的狀態(tài)，一方面大量有機物發(fā)生厭氧分解會產(chǎn)生懸浮物和帶色可溶有機物;另一方面水中會累積大量亞鐵離子，而有機硫分解和硫酸鹽還原會產(chǎn)生硫化氫，水體中的硫化氫和亞鐵離子形成黑色沉積物。懸浮物、帶色可溶有機物和黑色沉積物在多種因素綜合作用下，會使水體呈現(xiàn)黑色。厭氧狀態(tài)下，多種有機物分解產(chǎn)生有臭味的物質(zhì)，主要包括甲烷、硫化氫等小分子氣體以及揮發(fā)性有機硫化物 、喬司脒和2-甲基異莰醇等化合物。

主要治理技術(shù)及措施

（1）控源截污?？卦唇匚凼呛诔羲w治理的最重要措施，也是其他黑臭水體治理措施的前提?？卦唇匚酃こ淌峭ㄟ^建設(shè)雨污管網(wǎng)和污水處理體系，集中收集和處理污廢水及初期雨水，可以最大程度上削減入河污染量。但雨污管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè)的工程量大、投資多、周期長、運營維護成本高，實施過程中面臨多方面困難。例如，很多城市老城區(qū)和城中村目前只能采取截流式合流制，在降雨較多的地區(qū)會產(chǎn)生較大的溢流污染。再如，城市污水處理廠存在處理能力不足和工業(yè)廢水與生活污水未分開處理等問題，造成污水處理壓力大，尾水難以達到回用標(biāo)準(zhǔn)。

（2）面源削減。面源控制技術(shù)包括低影響開發(fā)技術(shù)、初期雨水控制技術(shù)和生態(tài)護岸技術(shù)等。面源控制的難點在于工程量大，影響范圍廣，需要對整個流域?qū)嵤┰搭^減排和過程控制等措施，系統(tǒng)性強，工期較長，且工程實施效果不顯著。

（3）內(nèi)源清理。清淤疏浚在治理黑臭水體中能快速消除底泥上浮和削減內(nèi)源釋放等問題。在重度黑臭水體治理中，清淤是必要措施。清淤雖工程量大，但一般水淺的小型水體很容易實施，工期短，見效快;大型水體的清淤難度大，非必要時一般不采取清淤的方法。

（4）水質(zhì)凈化和生態(tài)修復(fù)。水質(zhì)凈化和生態(tài)修復(fù)措施是長效保持水質(zhì)的有力措施。水質(zhì)凈化主要應(yīng)用推流曝氣和高效生物膜技術(shù)來凈化河流中的污染物。生物膜組件要求河流水流平穩(wěn)較緩，且需要專業(yè)維護;推流曝氣設(shè)備需要附近有電力設(shè)施供電，設(shè)備運行需要耗費較多電能，費用較高。生態(tài)修復(fù)技術(shù)通過構(gòu)建良性的河水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)生態(tài)平衡，增加水生植物多樣性，最終提高河道整體自我凈化能力。

（5）補水活水。補水活水是提高水體水動力，增強水體自凈能力的重要措施。向水體補水，一方面可以增強水動力，增加水生植物生長范圍，提高水體自凈能力;另一方面可以稀釋水體中的污染物濃度，使其降低到水體自凈能力范圍內(nèi)。補水工程需要消耗大量電能，運行費用較高，尤其是河流沿程長的情況，成為其制約因素。需要注意的是，應(yīng)用補水活水技術(shù)時，應(yīng)優(yōu)先使用再生水補水。

綜上所述，城市黑臭水體形成機制的研究大多為分析污染物含量，缺少研究有效識別引發(fā)黑臭水體的特征污染物。黑臭水體治理技術(shù)體系已經(jīng)基本形成，但治理工程實施仍存在諸多困難，如治理工程牽涉范圍廣、費用高、運行維護成本高等。在治理技術(shù)上應(yīng)注重措施的綜合性和針對性，有效降低黑臭水體治理成本和運行費用，研發(fā)本土化的實用技術(shù)，才能持久地消除黑臭水體。