城市黑臭水體處理技術(shù)方案分析

謝玉霞

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，廣東 深圳 518034）

1 引言

水資源是一個(gè)城市的“靈魂”，人類發(fā)展至今，城市大都建設(shè)在水資源豐富的區(qū)域，水資源的功能有很多，可以利用水資源進(jìn)行水力發(fā)電，為城市提供電力資源，也可以作為城市排泄洪水的主要通道，保障城市安全，還可以用于漁業(yè)活動(dòng)和調(diào)節(jié)氣候等。但近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)化和城市化建設(shè)，在一定程度上也破壞了城市水資源，造成水體環(huán)境惡化，發(fā)展成為黑臭水體。通過(guò)本文對(duì)城市黑臭水體處理技術(shù)分析，希望改善城市周邊水環(huán)境。

2 城市黑臭水體治理現(xiàn)狀

截至2018 年，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)大約有2 100 個(gè)黑臭水體，其中，廣東省黑臭水體數(shù)目最多，為243 個(gè)，安徽省217 個(gè)，江蘇、海南、山東、湖北和河南等地的黑臭水體數(shù)量均在100 個(gè)以上，這些黑臭水體不僅給群眾帶來(lái)極差的感官，同時(shí)也影響著生態(tài)城市建設(shè)。為此，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2015〕17 號(hào)），提出了治水的目標(biāo)與策略，明確城市人民政府是治理黑臭水體的責(zé)任主體，將城市黑臭水體的治理控制目標(biāo)第一次寫入國(guó)家治水方略。截至目前，在國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)的監(jiān)督和引導(dǎo)下，我國(guó)黑臭水體治理已經(jīng)取得明顯成效，已有1 745 個(gè)黑臭水體得到治理，正在治理中的黑臭水體為264 個(gè)，而正在制定方案的黑臭水體樹木為91 個(gè)。圖1、圖2分別表示我國(guó)各省市黑臭水體數(shù)量和黑臭水體的治理情況。

圖1 中國(guó)各省市黑臭水體數(shù)量

圖2 黑臭水體治理情況

3 城市黑臭水體產(chǎn)生原因

3.1 外源污染

外源污染主要是指大量污染物進(jìn)入水體，一方面是生活污水、工業(yè)污水的不合理排放，另一方面是雨水沖刷下，地面上的污染物會(huì)沿著河道和管線進(jìn)入水體，部分城區(qū)雨污分流管道建設(shè)還不完善，使得污水直接流入水體中，造成水體中污染物濃度超標(biāo)【1】。污染物進(jìn)入水體中會(huì)消耗水中的溶解氧，在水中溶解氧含量過(guò)低的條件下，大量有機(jī)物在厭氧菌的作用下進(jìn)一步分解，產(chǎn)生硫化氫、胺、氨和其他帶異味易揮發(fā)的小分子化合物，從而散發(fā)出臭味。同時(shí)，厭氧條件下，沉積物中產(chǎn)生的甲烷、氮?dú)?、硫化氫等難溶于水的氣體，在上升過(guò)程中攜帶污泥進(jìn)入水相，使水體發(fā)黑。

3.2 內(nèi)源污染

內(nèi)源污染同樣也是導(dǎo)致水體黑臭的主要原因，城市河道中有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致水體富氧化程度高，藻類過(guò)量繁殖，這些藻類在生長(zhǎng)初期給水體補(bǔ)充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機(jī)物和氨氮，導(dǎo)致季節(jié)性水體黑臭現(xiàn)象并產(chǎn)生極其強(qiáng)烈的腥臭味道。

3.3 其他原因

部分水體流動(dòng)性降低或完全消失，直接導(dǎo)致水體復(fù)氧能力衰退，水體自凈能力降低，污染物長(zhǎng)期堆積，導(dǎo)致水體環(huán)境惡化。此外，水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類殘?bào)w分解有機(jī)物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加劇水體黑臭。

4 城市黑臭水體處理技術(shù)

4.1 控源、截污

控源是從源頭上解決黑臭水問(wèn)題，控制農(nóng)業(yè)面源和污染排放源，是黑臭水處理方案中最直接也是最有效的方式。該技術(shù)的主要內(nèi)容是對(duì)城市現(xiàn)有污水處理管道進(jìn)行完善，避免面源污水進(jìn)入河道【2】。主要是對(duì)生活污水管道中合理設(shè)置污水截流管道，以及通過(guò)在河道兩岸布置截污管網(wǎng)，做好雨污分流。

4.2 物理治理技術(shù)

物理治理黑臭水體的本質(zhì)就是將水體環(huán)境中存在的淤泥、垃圾物等清理干凈，方式主要有清淤疏浚、爆氣充氧和活水循環(huán)等【3】。清淤疏浚主要是通過(guò)人工或機(jī)械的方式將淤泥、水生植物殘?bào)w、有毒化學(xué)品等表面沉積物質(zhì)去除，這種方式雖然能夠快速地改善水質(zhì)，但會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，因此，不適宜當(dāng)作長(zhǎng)效治理措施；爆氣充氧是通過(guò)人工向水體中充氧，使水中有機(jī)物氧化、降解，但該方法對(duì)氮、磷等元素的去除效果不佳，常常需要與其他處理技術(shù)結(jié)合處理；活水循環(huán)是通過(guò)引入清潔的地表水，稀釋城市黑臭水體，迅速降低水中污染物濃度，該方法一般適用于環(huán)流河道水體的污染治理，而且需要設(shè)置泵站與管道，雖然可隨意在短時(shí)間修復(fù)水體，但總體來(lái)說(shuō)，效率較低，而且很可能會(huì)使水中污染物發(fā)生轉(zhuǎn)移，污染其他地區(qū)水體。

4.3 化學(xué)治理

化學(xué)治理技術(shù)是向水體中投加化學(xué)藥劑，使水體中的污染物發(fā)生沉淀反應(yīng)與水體分離或降解成無(wú)毒害物質(zhì)【4】。例如，向黑臭水體中添加過(guò)氧化鈣，過(guò)氧化鈣作為催化劑能夠促進(jìn)生物降解、強(qiáng)化化學(xué)沉降，有效去除水體中的氮、磷等元素，而且還能使硫離子氧化成二氧化硫離子，減少了臭味化合物的合成，這種黑臭水治理的方式，雖然工藝簡(jiǎn)單，見(jiàn)效快，但本質(zhì)上并沒(méi)有去除污染物，很容易造成黑臭問(wèn)題反彈，而且外來(lái)化學(xué)物質(zhì)也很可能會(huì)對(duì)水體造成二次污染。為此，該治理技術(shù)常常作為應(yīng)急處理或是黑臭問(wèn)題嚴(yán)重的小型封閉水體。

4.4 生物治理

生物治理技術(shù)是通過(guò)構(gòu)建完整生態(tài)結(jié)構(gòu)的水生態(tài)系統(tǒng)，利用生物吸收、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、清除或降解環(huán)境污染物來(lái)改善水質(zhì)，是目前最常用的黑臭水體治理方法。與物理治理、化學(xué)治理方法不同，該方法能夠從根本上改善水體環(huán)境，修復(fù)水體系統(tǒng)的生態(tài)功能。常見(jiàn)的生物治理手段有水生植物凈化技術(shù)、生物膜技術(shù)與微生物技術(shù)。

水生植物凈化技術(shù)主要是通過(guò)水生植物自身的新陳代謝，即吸附、吸收、過(guò)濾、降解等作用，去除水中污染物，同時(shí)水生植物還能增加水體中的溶解氧，可以有效減輕水體的富氧化程度。

目前，常見(jiàn)的水生植物凈化技術(shù)有人工濕地、生態(tài)浮島和氧化塘等。其中，人工濕地是將黑臭水體引入人工建造的濕地上，濕地中大多是人為種植的植物；生態(tài)浮島是利用水生物種間的共生關(guān)系和營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位的原則，建立高效的人工生態(tài)系統(tǒng)，以減輕水體污染負(fù)荷；氧化塘是利用微生物與藻類植物的作用，通過(guò)微生物降解、重力沉淀和水生動(dòng)物吸收凈化水體。

生物膜技術(shù)是將附著微生物的薄膜放入黑臭水體中，既可以為微生物提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)也能保持生物多樣性和完整性，增加了水環(huán)境微生物濃度和與污染物的接觸面積，提高了微生物吸附、降解污染物的效率，是一種附著生長(zhǎng)型污水處理方式。

微生物技術(shù)是利用微生物降解實(shí)現(xiàn)水體凈化的技術(shù)，目前主要有2 種實(shí)現(xiàn)方式，一是向黑臭水體中投加多種促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的維生素、微量元素、有機(jī)酸等生物激活制劑；二是向黑臭水體中投加微生物制劑或酶制劑。該方法操作簡(jiǎn)單，過(guò)程溫和，治理見(jiàn)效快、范圍廣，有利于維持水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。但該方法易受環(huán)境因素的影響，在使用時(shí)，常常和其他治理方法組合使用。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，城市黑臭水體治理對(duì)我國(guó)國(guó)民用水安全和改善生態(tài)環(huán)境都有著重大意義。相關(guān)部門和治理單位在城市黑臭水體治理期間一定要做好調(diào)查工作，根據(jù)黑臭水體成因，因地制宜制定科學(xué)、系統(tǒng)的整治方案，采取經(jīng)濟(jì)、可靠、有效的方式修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)建立科學(xué)的管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)城市水體的長(zhǎng)治久清。