黑臭水體的產(chǎn)生原因及綜合治理研究

O李學(xué)萌（河北省高碑店市環(huán)境保護(hù)局 河北 074000）

黑臭水體的產(chǎn)生原因及綜合治理研究

O李學(xué)萌
（河北省高碑店市環(huán)境保護(hù)局 河北 074000）

水是生命之源，對(duì)于人類有著至關(guān)重要的作用。隨著水質(zhì)的惡化，黑臭水體現(xiàn)象屢見不鮮，水環(huán)境的治理也越來越受到人們的關(guān)注，如何在水治理的同時(shí)不破壞原有的生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建一個(gè)人與自然和諧相處的環(huán)境是人們不斷追求的目標(biāo)與方向。研究以我國黑臭水體現(xiàn)狀及發(fā)生機(jī)理為基礎(chǔ)，具體分析了我國黑臭水體發(fā)生的原因，并針對(duì)原因，概述了黑臭水體的治理方法，提出了綜合性工藝治理黑臭水體的改進(jìn)方法，以期為水治理相關(guān)工作與研究人員提供參考。

黑臭水體；發(fā)生機(jī)理；產(chǎn)生原因；治理方法

水是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，水環(huán)境保護(hù)的重要性日益突顯。我國自“九五”期間開始啟動(dòng)重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃，經(jīng)過近20年的治理，在大江大河水質(zhì)改善的同時(shí)，城市中自然或人工形成的河流、河道和小型湖泊等水體水質(zhì)尚未好轉(zhuǎn)，部分城市出現(xiàn)多條黑臭水體，甚至城市區(qū)域內(nèi)的主干線河流也出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。因此，恢復(fù)城市河道、湖泊應(yīng)有的景觀水體功能是城市居民的一個(gè)迫切要求。

1.我國城市黑臭水體現(xiàn)狀

水體黑臭是大部分國家工業(yè)化發(fā)展階段產(chǎn)生的環(huán)境產(chǎn)物。國外發(fā)達(dá)國家在工業(yè)化、城市化發(fā)展進(jìn)程中，也出現(xiàn)過城市水體污染及黑臭的現(xiàn)象。隨著我國近幾十年來城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市水體大面積污染嚴(yán)重，黑臭水體逐漸形成，且屢見不鮮。截至2016年2月，我國已排查出黑臭水體1861個(gè)，河流占85．7%，湖、塘占14．3%。從地域分布來看，南、北方地區(qū)分別占64．3%和35．7%，總體呈南多北少的趨勢(shì)；從省份來看，60%的黑臭水體分布在廣東、山東等東南沿海、經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū)。

“十二五”以來，我國對(duì)解決和治理城市黑臭水體十分重視。2015年4月，國務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》對(duì)黑臭水體治理和水體水質(zhì)提出了明確要求，到2020年，我國地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)；到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。2015年8月，住建部、環(huán)保部發(fā)布《城市黑臭水體整治工作指南》，對(duì)城市黑臭水體整治工作的目標(biāo)、原則、工作流程等均作出了明確規(guī)定，并對(duì)城市黑臭水體的識(shí)別、分級(jí)、整治方案編制方法以及整治技術(shù)的選擇和效果評(píng)估、政策機(jī)制保障提出了明確的要求。根據(jù)《指南》，到2015年年底前，地級(jí)及以上城市建成區(qū)應(yīng)完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責(zé)任人及達(dá)標(biāo)期限(已基本完成)；2017年年底前，地級(jí)及以上城市建成區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口；直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體。

2.水體黑臭的特點(diǎn)、發(fā)生機(jī)理及主要原因

(1)黑臭水體特點(diǎn)

城市黑臭水體是呈現(xiàn)令人不悅的顏色和(或)散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱。一般黑臭水體具有以下四個(gè)特點(diǎn)：①水體有機(jī)污染較嚴(yán)重，富營養(yǎng)化較為明顯；②顏色呈黑色或泛黑色，具有極差的感官體驗(yàn)；③散發(fā)刺激的氣味，引起人們的不愉快或厭惡；④水體中DO較低，透明度較差，氨氮較高。

《城市黑臭水體整治工作指南》中根據(jù)黑臭程度的不同，將黑臭水體細(xì)分為“輕度”和“重度”兩級(jí)，分級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)有四個(gè)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

表1 城市黑臭水體污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

(2)水體黑臭的發(fā)生機(jī)理

水中的溶氧是黑臭水體的一個(gè)重要衡量指標(biāo)。水體黑臭主要是水體缺氧造成的，同時(shí)也與水體富營養(yǎng)化和底泥沉積有關(guān)，是有機(jī)污染的一種極端現(xiàn)象。大量有機(jī)污染物進(jìn)入水體，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水體中大量的氧氣，使水體轉(zhuǎn)化成缺氧狀態(tài)，致使厭氧細(xì)菌大量繁殖，導(dǎo)致有機(jī)物腐敗、分解、發(fā)酵，轉(zhuǎn)化為氨氮、腐殖質(zhì)、硫化氫、甲烷和硫醇等發(fā)臭物質(zhì)。此過程引起水體中耗氧速率大于復(fù)氧速率，造成缺氧環(huán)境，產(chǎn)生的有臭氣體逸出水面進(jìn)入大氣，水中鐵、錳等重金屬被還原，與水中的硫形成硫化亞鐵等化合物，形成大量吸附了FeS、MnS的帶負(fù)電膠體的懸浮顆粒，使水體變黑、變臭，詳見圖1。

圖1 水體黑臭發(fā)生機(jī)理

(3)水體黑臭的主要原因

①外源污染

外源污染是水體黑臭的重要原因之一，外源污染一般包括：A．雨水地表徑流所帶來的地表和土壤中的有機(jī)物和氮磷元素；B．大氣降塵所帶來的外來有機(jī)物和氮磷元素；C．外部工業(yè)、生活污水的排入；D．補(bǔ)水的水源帶來大量污染物。這些有機(jī)物大量消耗水中氧氣，當(dāng)溶解氧下降到一個(gè)過低的水平時(shí)，厭氧菌分解有機(jī)物揮發(fā)性的小分子化合物，從而散發(fā)臭味，氣體在上升過程中攜帶污泥，使水體發(fā)黑。

②內(nèi)源污染

內(nèi)源污染是黑臭水體的另一重要原因，內(nèi)源污染一般包括：A．水體本身不斷衍生死亡的生物群落積累而成的有機(jī)物污染，尤其夏季高溫時(shí)藻類繁殖加速導(dǎo)致水體缺氧，冬季植物死亡腐爛形成內(nèi)源污染；B．水中底泥釋放的污染物也不斷污染水體，使水體富營養(yǎng)化，并可能含有一些有毒害物質(zhì)。污染物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷和氮?dú)鈱?dǎo)致底泥上浮造成水體黑臭。

此外，水體的物理狀態(tài)，比如流動(dòng)性差，水溫高，都會(huì)對(duì)水體的黑臭造成影響。

3.黑臭水體的治理方法

對(duì)于黑臭水體的治理，每家企業(yè)采用的工藝不同，但都是基于自身優(yōu)勢(shì)工藝基礎(chǔ)上，對(duì)水體做的一些水質(zhì)改善。

(1)一般方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

①投藥——滅藻劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有毒害作用，對(duì)原環(huán)境會(huì)有二次污染的情況，短時(shí)間有效，長時(shí)間投藥難免會(huì)產(chǎn)生抗藥性，不宜采用。

②曝氣、推流——適合輕度污染水體，能提高水體的自我凈化能力，對(duì)于嚴(yán)重污染的水體，需較大的曝氣量，水面會(huì)出現(xiàn)持久不散的泡沫等，而且曝氣不能解決水中有機(jī)物，尤其是氮磷的污染情況。

③生物接觸氧化——利用微生物的新陳代謝作用降解水體內(nèi)的有機(jī)物，將大分子物質(zhì)分解成小分子的物質(zhì)，但是微生物需要適宜的載體附著，適宜的生長環(huán)境，好氧微生物的新陳代謝需要氧氣的供給，單純依靠微生物解決水體污染是不可行的。

④生態(tài)系統(tǒng)——投放水生動(dòng)、植物，適合輕度污染水體，經(jīng)培養(yǎng)后可達(dá)到生態(tài)平衡，一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)必須要有穩(wěn)定的生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者。用生態(tài)方法來處理景觀水體，就是模擬自然界中生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的比例。水生植物就是景觀水體當(dāng)中的生產(chǎn)者，水生動(dòng)物就是景觀水體當(dāng)中的消費(fèi)者，微生物就是分解者。在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，會(huì)結(jié)合項(xiàng)目本身需求，輔助搭配一些物理技術(shù)，以求更好的進(jìn)行景觀水處理。

(2)綜合性工藝治理黑臭水體

每一種處理方式都有其優(yōu)劣勢(shì)，有其適用范圍，超出這個(gè)適用范圍，即便是一個(gè)好的方法也達(dá)不到最基本的效果，基于生態(tài)方法處理的基礎(chǔ)上，以流水不腐、生態(tài)自然為原理，根據(jù)原有水體的水質(zhì)情況，主要針對(duì)原有的造成水體黑臭的原因，研究提出一種就地消除，原地凈化的綜合性工藝。

首先，截?cái)嗤庠次廴荆股钗鬯约肮I(yè)污水等直接排入水體。可以封堵排污口，將其接至其他排放點(diǎn)或處理點(diǎn)，在岸邊建設(shè)綠化帶，并根據(jù)水底的淤泥情況進(jìn)一步判斷是否需要清淤還是部分清淤。

其次，增加循環(huán)系統(tǒng)。依據(jù)本研究所用的獨(dú)特的專利技術(shù)產(chǎn)品——WQX系列，在水中建立循環(huán)系統(tǒng)，使其具有流動(dòng)性，同時(shí)設(shè)備可以將水中的懸浮物過濾，提高水體的澄清度；在設(shè)備凈化過程中，設(shè)備獨(dú)特的曝氣溶氧功能給水體不斷提供充足的氧氣；而且，集成設(shè)備占地面積小，功能全面，便于維修養(yǎng)護(hù)。

最后，水體經(jīng)過循環(huán)過濾系統(tǒng)的預(yù)處理后，水質(zhì)得到改善，可以建立生態(tài)系統(tǒng)，利用分解者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者的食物鏈關(guān)系，將水中的有機(jī)物分解凈化。最終人工的生態(tài)系統(tǒng)演變成自然型生態(tài)系統(tǒng)，具有穩(wěn)定、長效的功能，生態(tài)系統(tǒng)中各種要素的構(gòu)成比例與發(fā)揮作用，均依托本研發(fā)與反復(fù)試驗(yàn)結(jié)果，形成的生態(tài)系統(tǒng)在一年內(nèi)都能形成自然型的生態(tài)系統(tǒng)，各要素構(gòu)成穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)單一物種不受控的情形。

綜合式黑臭水體治理方法具有效果好、能耗低，同時(shí)運(yùn)行能耗可以在水生態(tài)平衡后進(jìn)一步降低的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過綜合工藝治理后的水體，不會(huì)出現(xiàn)黑臭再發(fā)的現(xiàn)象，水體清澈度均在1米以上，水質(zhì)長期穩(wěn)定在四類地表水體指標(biāo)范圍內(nèi)。總之，黑臭水體綜合治理方法可以達(dá)到美化環(huán)境、水質(zhì)凈化于一體的效果，生態(tài)景觀性良好，是未來水環(huán)境治理發(fā)展的趨勢(shì)。

4.結(jié)論

城市水體具有調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候，美化居住環(huán)境，維持當(dāng)?shù)厮科胶獾墓δ埽绾问沟贸鞘兴w在低成本的水治理上發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)，是我們每個(gè)水環(huán)境治理的研究及工作者應(yīng)該思考的問題，綜合式水體治理方式將有良好的發(fā)展前景，值得進(jìn)一步推廣與研究。

[1]鄭毅.基于城市黑臭水體治理與水質(zhì)長效改善的技術(shù)分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015(12).

[2]王旭,王永剛,孫長虹等.城市黑臭水體形成機(jī)理與評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2016(4).

[3]程慶霖,何巖,黃民生等.城市黑臭河道治理方法的研究進(jìn)展[J].上海化工,2011(2).

Study on the cause of the black odor water body and its comprehensive treatment

Li Xuemeng

(Environmental Protection Bureau of Gaobeidian City Hebei Province, Hebei, 074000)

For the improvement of governance to governance, the deterioration of the water is the life source for human beings have a vital role. With the increase of water, black odor water the phenomenon to be common, water environment governance is also more and more by the people's attention, how in the water and does not destroy the original ecological environment, building a person and natural harmony of the environment is that people continue to pursue the target and direction of China's black smelly water status and mechanism as the basis, the specifi c analysis of the black odor water reason, and in view of the reason, an overview of the black odor water method, puts forward the comprehensive art treatment of black and odorous water method to water treatment work and research personnel for reference.

Black odor water body；mechanism；cause；treatment method

X

A

李學(xué)萌（1987～），女，河北省高碑店市環(huán)境保護(hù)局，研究方向：地表水的污染處理控制技術(shù)。