淺析生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理黑臭水體

胡寶伽

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2103-5042-2530

摘? 要：隨著我國工業(yè)化水平的逐漸提升，人們的生活逐漸迎來了較大變化，但是在享受便利的同時，一定不能忽視各類工業(yè)發(fā)展帶來的負面影響。水體黑臭現(xiàn)象就是其中相對典型的一種表現(xiàn)，不但會對市容產(chǎn)生影響，而且還會影響城市居民的身心健康?；诖耍瑢τ诤诔羲w的治理就成了一項不容忽視的任務(wù)。該文將結(jié)合黑臭水體出現(xiàn)的原因，從各個技術(shù)入手討論黑臭水體治理對策。

關(guān)鍵詞：黑臭水體? 出現(xiàn)原因? 生態(tài)修復(fù)技術(shù)? 治理對策

中圖分類號：X522? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（b）-0056-03

Analysis on the Treatment of Black and Odorous Water by Ecological Restoration Technology

HU Baoga

（China Gezhouba Group Eco-Environmental Engineering Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430000? China）

Abstract： With the gradual improvement of industrialization level in China， people's life has been ushered in great changes， but at the same time， it is not possible to nurse the negative impact of various industrial development while enjoying convenience. The black odor phenomenon of water body is a typical one， which not only affects the city appearance， but also affects the physical and mental health of urban residents. Based on this， the treatment of black and smelly water has become a task that can not be ignored. This paper will discuss the Countermeasures of the black odor water treatment from the aspects of the technology combined with the reasons of the occurrence of the black odor water.

Key Words： Black and odorous water; Causes; Ecological restoration technology; Treatment measures

1? 黑臭水體出現(xiàn)的原因

1.1 城市環(huán)境角度

我國在改革開放之后，加快了工業(yè)建設(shè)的步伐，但是由于傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展管理制度的不成熟，在污水排放的管理上過于粗放，導(dǎo)致水污染現(xiàn)象屢禁不止，長此以往，很多水體發(fā)黑發(fā)臭，產(chǎn)生了影響環(huán)境的黑臭水體。究其原因，主要是因為生活廢水未經(jīng)妥善處理，就盲目排向市政管網(wǎng)或周邊河流，水體中廢物的集聚，會使水體呈現(xiàn)嚴重的富營養(yǎng)化，進而污染河道。除了人為原因，城市降雨同樣也是攜帶污染物的重要原因，很多城市附近的耕地土壤，內(nèi)部都含有數(shù)量不少的化肥和農(nóng)藥，雨水徑流會成為化肥和農(nóng)藥傳播的重要途徑，導(dǎo)致化肥和農(nóng)藥向河道中排放，進而污染河道水體。另外，很多工業(yè)發(fā)達的城市，每天都會生成大量廢液，其中不但包含應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各項環(huán)節(jié)的原材料，也包含各類副產(chǎn)品。當河道中廢液含量增加，就會增加水體中固態(tài)漂浮物、化學物質(zhì)和有機需氧物質(zhì)含量，同樣是黑臭水體產(chǎn)生的重要原因[1]。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)角度

1.2.1 底泥釋放污染

盡管底泥并不是產(chǎn)生黑臭水體的單一元素，抑或不是最重要原因，但是同樣對形成黑臭水體的形成起到了推波助瀾的作用。究其原因，一方面是水體被污染，長久積聚，顆粒物會被大量吸附，在沉降作用下，逐漸積聚于水體底泥中，進而釋放出底泥中的氨氮化合物以及各類污染物，底泥上浮，同樣會對水質(zhì)產(chǎn)生嚴重污染。另一方面，底泥會對水中藻類植物的生長發(fā)育構(gòu)成直接威脅，營造厭氧環(huán)境，增加底泥中硫酸鹽含量，使水體黑臭現(xiàn)象愈演愈烈。

1.2.2 有機物大量消耗水中氧氣

前文提到過，城市的興起建設(shè)和工業(yè)的發(fā)展水平緊密相關(guān)，而工廠排放的大量工業(yè)廢水，增加了水體好氧物質(zhì)含量，加快了水體中溶解氧的消耗速度，水體補充溶解氧的速度遠遠趕不上消耗的速度，自然影響到了好氧細菌的生存，進一步加劇了厭氧細菌的滋生。厭氧菌會分解有機物，通過化學反應(yīng)生成諸如硫化氫、氨氣、沼氣等有毒有害或氣味難聞的氣體，成為水體發(fā)臭的罪魁禍首。這種情況下，水體中的錳元素、鐵元素如果缺氧，會逐漸還原，生成硫化錳、硫化鐵之類的金屬化合物，在水體表面漂浮，引起水體進一步變黑[2]。

1.2.3 水體自凈能力堪憂

城市對周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的虹吸效應(yīng)，使城市人口數(shù)量急劇上升，生活污水和工業(yè)廢水的排放，早已令水體自凈能力不堪重負，進而出現(xiàn)了污染水體的現(xiàn)象，厭氧菌滋生。很多水生植物、底棲動物、浮游動物幾乎絕跡，只有一些耐污程度較高的動植物茍延殘喘。水生動植物的消失，同樣也為食物鏈，以及區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)，帶來了滅頂之災(zāi)，缺少了動植物的水體凈化能力，進一步形成惡性循環(huán)，使水體自凈能力每況愈下。同時外部污染物的排放壓力只增不減，如果沒有人為干預(yù)，只會令水體自凈能力被破壞殆盡[3]。

1.2.4 水體流動性較差，水溫更高

我國的多數(shù)黑臭水體，都以滯留型水體為主，不具備較強水動力，這也進一步降低了水體負氧速率，使水體長期保持在缺氧狀態(tài)下。很多浮游植物趁機繁殖，久而久之，形成“水華”現(xiàn)象，進一步惡化水體。除此之外，水溫的升高，也變相提高了水體微生物分解速度，進一步消耗了更多的溶解氧，令水體黑臭現(xiàn)象長期得不到改善。

2? 黑臭水體治理對策

2.1 內(nèi)源控制技術(shù)

內(nèi)源控制技術(shù)的對象就是水體底泥，通常使用的是底泥疏浚，能夠短時間內(nèi)完成對水質(zhì)的有效改善，實現(xiàn)水體自凈功能的提升，從而改變水體污染每況愈下的局面。但是需要注意的是，在清理淤泥會攪動底泥，可能會增加水體中活動的污染物含量，對水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生負面影響。如果處理不妥當，很容易出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象，風險性不容忽視，因此不建議作為黑臭水體治理的首選方案[4]。

2.2 外源阻斷技術(shù)

外源阻斷重點是對污水排放環(huán)節(jié)進行嚴格控制。鑒于形成黑臭水體的重要原因，就是在排放工業(yè)和生活廢水時管理不嚴，排放未經(jīng)處理，且過于隨意，因此欲加強黑臭水體的治理效果，就需要格外重視源頭控制工作，只有把握源頭處理，才能全面保證排放效果，否則便難以在長遠角度，達到水體治理的相關(guān)要求。而面源污染在城市范圍內(nèi)出現(xiàn)較多，究其原因，和降水時雨水徑流的污染物息息相關(guān)，控制技術(shù)應(yīng)用的重點區(qū)域，應(yīng)著重于城市和城市周邊。技術(shù)主要包含生態(tài)護岸、初期雨水控制，以及低影響開發(fā)技術(shù)等。最后，由于城市水體主要受到各類污染物的影響，因此，在外源阻斷方面，應(yīng)將垃圾的清理作為工作中的重中之重，進而提高污染控制效果。

2.3 水質(zhì)凈化技術(shù)

2.3.1 化學技術(shù)

治理黑臭水體的化學技術(shù)，以化學絮凝處理技術(shù)為主。具體來說，可以在水體中摻入各類化學藥劑（鋁鹽、鈣鹽、鐵鹽等），改變磷酸鹽的狀態(tài)，降低磷酸鹽的溶解性，通過沉降作用，在底泥中積聚。這種方法在水層污染的治理上效果顯著，可以起到改善水質(zhì)的作用。但是實際應(yīng)用卻相對受限，主要是因為該方法投入成本較大，而且化學藥物極容易對水體產(chǎn)生新的污染，破壞水體生態(tài)系統(tǒng)，因此應(yīng)用之前，一定要進行系統(tǒng)評估，不能過于盲目[5]。

2.3.2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

（1） 加強水生生物的投放。

傳統(tǒng)黑臭水體的治理，也會有生物處理系統(tǒng)的用武之地，在此基礎(chǔ)上，可以基于微生物的特殊功能，進行針對性投放，使水體中微生物濃度呈上升狀態(tài)，實現(xiàn)水體對有機物降解速率的提升，達到改善生物處理體系在有機物降解方面效果的目的。投放的微生物也可以和水體原有微生物形成生物競爭關(guān)系，間接提高原有微生物種群的生長能力，增強水體的降解能力，進一步提高水體含氧量，防止水體黑臭現(xiàn)象進一步惡化。

相應(yīng)的，合理投放水生動物同樣不失為一個好的方法。水生動物同樣是水生態(tài)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，可以起到重要的生態(tài)凈化效果。通常投放對象可以選擇魚類（食肉、食草、雜食種類不限），或貝殼類軟體動物（蚌、螺等），通過生物之間的關(guān)系，保證水生動植物的合理比例，促進生態(tài)凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定，進一步改善水質(zhì)。上海市黃浦江支流的治理便采用了這種方法，效果十分顯著。

（2） 生物膜技術(shù)。

生物膜技術(shù)的載體為纖維之類的合成材料，以及卵石之類的天然材料，在載體表面會產(chǎn)生一層生物膜。該生物膜具備較大表面，可以成為微生物的活動表面，可以實現(xiàn)微生物降解功能的提升。生物膜基本反應(yīng)過程如下：首先，在生物膜表面擴散基質(zhì)，進入生物膜之后，在其內(nèi)部進一步擴散;其次，微生物會促進自身酵素的分泌，酵素會與人工投放的催化劑發(fā)生化學反應(yīng);最后，生物膜成為一條渠道，排出化學反應(yīng)的代謝生成物。生物膜技術(shù)曾在日本江戶川河流凈化中大顯身手，工作人員主要應(yīng)用卵石接觸的方式，通過氧化分解作用，達到了凈化支流污染水體的目的，在改善水質(zhì)方面成效不容忽視[6]。

（3）人工濕地技術(shù)。

人工濕地技術(shù)，主要聚焦于去除水體中的營養(yǎng)鹽，技術(shù)主體的各項基質(zhì)主要包含微生物、植物以及土壤等。首先，在具備一定地面坡度、長寬比合適的洼地上，將填料和土壤充分混合，形成填料床，令污水即使在縫隙中，也能維持基本流動能力。與此同時，在床體表面終止一定水生植物，水生植物類型的選擇，需保證具備較長生長周期和較高成活率，以及較強抗水性，同時符合周邊環(huán)境的審美要求，如蒲草、蘆葦?shù)?，提高水體動植物生態(tài)系統(tǒng)的獨立性。

在技術(shù)原理方面，人工濕地技術(shù)包含物理、化學、生物等不同方面的作用，可以通過物理的沉淀、吸附作用，化學的氧化還原反應(yīng)，以及生物的微生物分解、水生植物吸收作用，達到凈化黑臭水體的效果。相關(guān)研究資料顯示，如果進水濃度不高，人工濕地技術(shù)可以達到90%的BOD5去除率，上下誤差不超過5%;也可以達到超過80%的COD去除率。該技術(shù)不但成效顯著，而且不會產(chǎn)生較大技術(shù)成本投入，實際操作也相對簡單，濕地水生植物的種植，也能起到改善環(huán)境的作用，因此在黑臭水體的治理中，應(yīng)用潛力較大。

（4） 生態(tài)浮床技術(shù)。

生態(tài)浮床在修復(fù)污染水體方面，同樣包含物理、化學、生物等方面的原理。相關(guān)行業(yè)的主流意見認為，生態(tài)浮床技術(shù)對水體的修復(fù)原理，是依靠水生植物根系接觸水體，產(chǎn)生過濾層，達到吸收、降解污染物的目的。與此同時，植物根系可以通過有機酸的分泌，進一步分解水體污染物，提高P、N的生物利用率。另外，植物根系還能作為微生物的附著位置，促進微生物加快自身新陳代謝，進一步凈化水質(zhì)。該技術(shù)可以規(guī)避較大技術(shù)成本投入，同時也能避免類似化學技術(shù)帶來的二次污染問題。

但是需要注意的是，在篩選植物類型方面，植物種類的細微差異，可能會導(dǎo)致最終水體凈化效果千差萬別。除了應(yīng)考慮水生植物的凈化作用，還應(yīng)當考慮氣候因素。如果污染河流在北方，則需要考慮冬季的低氣溫，選擇耐寒能力較好的水生植物。

3? 結(jié)語

綜上所述，生態(tài)修復(fù)技術(shù)對黑臭水體的治理，主要可以從內(nèi)源控制和外源阻斷等角度入手，通過化學技術(shù)以及以水生植物投放、生物膜技術(shù)、人工濕地技術(shù)和生態(tài)浮床技術(shù)為代表的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，在黑臭水體的治理方面，可以取得較好成效。各地在進行水體治理時，一定要在因地制宜的基礎(chǔ)上，結(jié)合治理成本要求，避免水體二次污染，爭取最大程度強化水體治療效果。

參考文獻

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