黑臭水體治理工藝研究

摘要：隨著城市化進程的快速推進，雖然大幅改善了人們的居住環(huán)境，卻也因為城市配套的基礎建設無法及時匹配城市化進程，不可避免地對自然環(huán)境產生了一些負面影響。城市化進程的加快促使人口快速增長與工業(yè)迅猛發(fā)展，但對于污水、廢水排放與處理相關的基礎設施卻相對較少，因此不斷增加的污水、廢水被排放至城市水體中，造成黑臭水體的出現(xiàn)，嚴重影響居民的生活體驗和城市樣貌，因此對城市黑臭水體綜合整治迫在眉睫。本文利用某集團現(xiàn)有污水處理領域相關的設備與技術，結合相關案例，對黑臭水體的常規(guī)治理修復技術進行簡要分析。結果表明：“外源阻斷、內源清淤、水質凈化、清水補給、生態(tài)恢復”的技術路線可以有效緩解黑臭水體的出現(xiàn)，改善水體水質。

關鍵詞：城市化進程；黑臭水體；綜合整治

中圖分類號：X52 """"""""""" 文獻標志碼：A" """""""" 文章編號：

Study on Treatment Technology of Black and Odorous Water Body

Abstract：With the rapid progress of urbanization，although people's living environment has been greatly improved，it is also inevitable that the supporting infrastructure of cities cannot keep up with the urbanization process in a timely manner，resulting in some negative impacts on the natural environment.The acceleration of the urbanization process has promoted the rapid growth of population and the rapid development of industry，but there are relatively few infrastructure related to sewage and wastewater discharge and treatment，therefore，increasing sewage and wastewater are discharged into urban water bodies，resulting in the emergence of black and smelly water bodies，which seriously affects the life experience of residents and the appearance of the city，therefore，it is urgent to comprehensively regulate urban black and smelly water bodies.In this paper，using the existing equipment and technology in the field of sewage treatment of a group，combined with relevant cases，the conventional treatment and restoration technology of black and smelly water was briefly analyzed.The results show that the technical routes of“external blocking，internal desilting，water purification，clean water supply and ecological restoration”can effectively alleviate the appearance of black and odorous water bodies and improve water quality.

Keywords：urbanization process;black and odorous water body;comprehensive treatment

1 研究背景及意義

改革開放四十多年來，經濟建設飛速發(fā)展，在城市發(fā)展初期人們?yōu)榱双@得較高的收益，往往選擇以犧牲自然環(huán)境為代價。伴隨著城市化進程的加快，城市人口與經濟體量都在極速增長，由于城市基礎建設發(fā)展速度相對較慢，且城市的排污量不斷增加，使得水體富營養(yǎng)化，進而導致水體發(fā)臭、發(fā)黑，一些難以降解的有機物甚至會通過食物鏈進入人體，潛在威脅著人們的身體健康[1]。

目前，住建部、環(huán)保部在落實“水十條”全國城市黑臭水體專項檢查活動中，通過摸底排查發(fā)現(xiàn)，全國范圍內的各大中小城市中，有超過半數(shù)的城市存在黑臭水體的狀況，其中河流數(shù)量占比最高，因此黑臭水體及河道治理是現(xiàn)階段污水治理的首要任務[2-4]。為了著力解決突出的環(huán)境問題，國家出臺了一系列針對黑臭水體治理的政策，《水污染防治行動計劃》（簡稱“水十條”）提出致力于2030年城市黑臭水體得到完善的解決。

2 污染現(xiàn)狀

2.1 水體自我完善系統(tǒng)喪失

生活生產帶來的污水隨意排放，導致大量的有機污染物流入自然水體中，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水體中大量氧氣致使厭氧細菌大量繁殖，有機物的腐敗、分解、發(fā)酵會產生H2S，NH3等有臭味的氣體。導致水體中原有的生態(tài)環(huán)境遭受破壞，出現(xiàn)了不同水生生物滅絕的狀況，無法構成完整的生物群落。同時水體的流動性較差，透明度偏低，自我凈化能力基本喪失，進一步導致污染物的淤積，因此黑臭水體一直得不到有效解決。

2.2 污染源頭復雜

部分城市地下管網存在著雨污水混接的情況，由于城市建設初期對未來預估的污水處理量過小，導致截污納管布置不到位或是錯接，最終弱化了使得雨污分流的優(yōu)勢，帶來嚴重的水體污染。而郊區(qū)、農村及城中村污染更為突出，如牲畜糞便、工業(yè)廢水、生活污水等多是隨意處理，且農村人員較為分散無法做到集中規(guī)范處置，也是導致黑臭水體出現(xiàn)的重要原因之一。

2.3 合流制缺乏溢流污染控制

合流制管道設計采用的是同一條管路同時收集生活污水和地表暴雨徑流，旱季時，生活污水、工業(yè)用水等都被送入污水處理廠進行處理，當雨季來臨時，來不及處理的污水需要存儲起來待后期處理后再排放。目前存在的問題是國內的合流制截流倍數(shù)低，缺少調蓄設備，導致雨污水直接進入自然水體中造成水體污染。

3 治理技術路線

我國的水體治理理念與技術也隨著人們日漸覺醒的環(huán)保意識快速發(fā)展，從最初單純水資源開發(fā)到進一步治理水體環(huán)境、維護景觀多樣性，再到現(xiàn)階段打造綠色生態(tài)長廊。通過不斷的探索及借鑒國外的先進技術，水體治理技術也在飛速發(fā)展，逐漸形成了“外源阻斷、內源清淤、水質凈化、清水補給、生態(tài)恢復”的技術路線。

4 黑臭水體治理措施

4.1 外源阻斷

為了避免污水直接進入水體，需要完善污水收集系統(tǒng)，通過新建與改造完善城市管網，將污水集中收集處理，從源頭減少污水排放問題。城市水體的污染來源于雨水徑流中含有的污染物，現(xiàn)階段所用的技術主要有海綿城市技術、初期雨水控制技術及生態(tài)護坡技術等。為了解決雨季城市管網合流制溢流所帶來的污染，初期雨水控制技術顯得尤為重要，智慧截流井及雨水調蓄池可以提高合流系統(tǒng)的截流倍數(shù)，調節(jié)暴雨洪峰，緩解污水處理壓力，避免雨水溢流帶來的水體污染。

當晴天時，最大流量控制閘門處于全開狀態(tài)，液動下開式堰門處于全關狀態(tài)，生活污水完全截流至污水處理廠中（見圖1）。

當雨季來臨時，若只是小雨，雨水與生活污水將完全截流至污水處理廠；當大雨來臨時，截流井內的液位超出警戒水位，最大流量控制閘門關閉，液動下開式堰門開啟，后期雨水進入雨水調蓄池或是直接溢流至自然水體中（見圖2）。

當水量過大時，自然水體的水位可能過高，為了防止河水倒灌，需要調整堰門的高度，使堰門高度高于自然水體水位，以利于城市雨水順利泄洪（見圖3）。

雨水調蓄池是雨水收集與利用上開發(fā)出的一項新技術，通過該技術不僅可以在雨季減少城市排水系統(tǒng)的壓力，還可以在旱季為市政綠化等提供用水便利。雨天排澇，晴天補水，即讓城市像“海綿”一樣，靈活高效地保證城鎮(zhèn)防洪排澇、農業(yè)灌溉等水利需求，實現(xiàn)快速換水或旱季補水，維持城市的景觀水位，避免黑臭水體現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2 內源清淤

黑臭水體底泥是河水污染物質的源頭，主要成因是外源污染物進入水體后，依靠自然沉淀、水生生物的吸收及吸附懸浮顆粒物等方式沉積于河底，污染底泥。黑臭底泥含有大量的重金屬、難以降解無機物及氮磷營養(yǎng)鹽等有毒有害物質，不僅會產生H2S，NH3等有刺激性氣體，還會對人體健康造成威脅。因此對底泥的處理需要格外重視。目前清淤的方式有兩種：干湖疏浚和帶水疏浚，干湖疏浚是將水抽干后，通過人工將沉積在河底的淤泥去除，減少底泥內源負荷。帶水疏浚則是用挖逆船直接從水中清除淤泥，清理出來的黑臭底泥需要進行針對性的無害化處理，防止對環(huán)境造成二次污染。同時需要對受污染的河底底泥進行修復，引入多種微生物，瓦解河底污染物質，完善河底生態(tài)系統(tǒng)凈化水質。

4.3 水質凈化

磁混凝澄清技術是比較理想的“黑臭水體”處理技術（見圖4）。從技術層面而言，磁混凝澄清技術去除對象是污水中呈膠體和微小懸浮物的有機、無機污染物。從表觀而言，即去除污水的色度和濁度。

為了應對污染源頭分布廣，污染源復雜的情況，可以采用一體化磁混凝污水處理技術，其具有體積小，效率高、速度快等特點，可以有效去除水中TP，SS，COD，重金屬等污染物質。

黑臭水體的凈化實質上是將水中的污染物質進行分離與轉化，只有將水中的污染物分離除去才能保證水中生態(tài)環(huán)境的重新構建，分離污染物質的過程直接影響著處理的最終結果。磁混凝澄清技術相較于傳統(tǒng)的混凝沉淀技術而言，是在其基礎上添加磁粉，以磁粉為污染物結合的載體，同時加入PAC，PAM等藥劑，通過絮凝、吸附、相互間的架橋作用使得污染物有效聚合在一起，形成比重較大的絮狀體，從而使得污染物快速沉積于設備底部并分離出去。

由于整個磁混凝澄清技術的水力停留的時間很短，設備的表面負載較大，但在大水量或高污染的環(huán)境下，磁混凝澄清技術依然可以穩(wěn)定可靠運行。一體化磁混凝系統(tǒng)靈活性強，占地面積小，可以設置為流動性處理模式，同時投加的磁粉可以經過后續(xù)的磁粉回收裝置進行回收，減少排放污泥對環(huán)境的污染，實現(xiàn)了“以廢治廢”，資源循環(huán)再利用。

凈化完成后的出水則排放至河流的上游，不斷稀釋黑臭水體中的污染物質，使得水體中的生態(tài)體系逐漸恢復，加快黑臭水體的消除。

4.4 生態(tài)恢復

生態(tài)恢復的技術需要將河流從上游至下游，河底至河岸整體都納入生態(tài)修復的范圍，因此生態(tài)修復的類型多樣，常見的有岸坡生態(tài)修復、河道緩沖帶修復及建設生態(tài)浮島等。

建設生態(tài)浮島，利用漂浮栽培技術將一些生命力頑強，根系發(fā)達的植物種植到河流中央，通過植物直接吸收水中的氮磷等營養(yǎng)物質，緩解水體富營養(yǎng)化，遏制水中厭氧細菌的繁殖。發(fā)達的植物根系還能形成生物膜，有利于微生物附著繁殖，從而分解水中的有機污染物。

生態(tài)護坡是一種以生態(tài)修復原理為基礎的新型護坡防污染模式，由于原有的水泥硬化河道岸坡打破了原有的生態(tài)平衡，使得一些水生生物的生態(tài)系統(tǒng)遭到了破壞，因此應在河道兩岸種植綠色植物，保持水土。生態(tài)岸坡在一定程度上可以攔截一些顆粒直徑較大的污染物，還可以降低水中營養(yǎng)鹽的含量。

河道生物多樣性修復包含兩個方面：一是水生植物群落的多樣性，二是水生動物群落的多樣性修復，水生植物群落的多樣性修復包含了生態(tài)浮島與生態(tài)護坡，水生動物群落的多樣性修復則是通過直接投放的方式解決。先投放特定功能的微生物，降解水體中難降解的有機物，使得水體逐漸自我降解修復功能，提高水中的含氧量。此時再投放水生動物如各種魚類、貝殼類及哺乳類動物等，通過不同的類別、比例及數(shù)量，加快生態(tài)系統(tǒng)的修復，改善生態(tài)凈化功能，實現(xiàn)水體由黑變清。

5 結語

黑臭水體的治理應當遵循適用性、綜合性、經濟性及長久性等原則。適用性原則主要將受不同地域環(huán)境影響，黑臭水體的污染源、污染程度也不盡相同，需要就上述技術進行選擇性使用。綜合性原則表明黑臭水體的污染源復雜，影響因素也較多，簡單依靠單一的技術很難根治，需要結合多種技術、多種學科才能有效根治。經濟型原則指的是黑臭水體污染面積廣，想要有效治理需要花費大量的人力物力，若要高效、節(jié)約地解決問題，需要多方比較，考量性價比最好的技術方案。黑臭水體通常具有季節(jié)性、易復發(fā)的特點，因此只有建立健全黑臭水體長效治理機制，才能實現(xiàn)水質穩(wěn)定達標。

參考文獻

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