黑臭水體治理技術(shù)分析

胡曉勇 蔣尊芳 蘇士安 舒 波

（1 永清環(huán)保股份有限公司 湖南長沙 410000 2 農(nóng)業(yè)部南京設(shè)計(jì)院中南分院 湖南長沙 410000）

引言

根據(jù)“水十條”，到2020 年，城市建成區(qū)黑臭水體需控制在10%，到2030 年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。本文認(rèn)為黑臭水體治理項(xiàng)目需遵循系統(tǒng)設(shè)計(jì)、綜合治理的原則，單項(xiàng)技術(shù)難以滿足要求，多項(xiàng)技術(shù)才能互補(bǔ)增益，包括控源截污、內(nèi)源控制、水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)等技術(shù)[1]。

1 黑臭水體的產(chǎn)生原因

1.1 根本原因

黑臭水體產(chǎn)生的根本原因主要為，水中相關(guān)微生物以及藻類殘?bào)w對氨氮化合物以及有機(jī)物進(jìn)行分解的速度有所加快，這極大地減少了水體含氧量，同時(shí)還增多了硫酸氫含量，進(jìn)而導(dǎo)致水體出現(xiàn)變黑變臭的現(xiàn)象。而該現(xiàn)象在出現(xiàn)時(shí)，與水體溫度具有直接影響，當(dāng)水體溫度有所升高之后，可以增強(qiáng)相關(guān)微生物的活性，進(jìn)而大量增加了微生物的耗氧量以及硫化氫轉(zhuǎn)化量，最終導(dǎo)致水體變黑和發(fā)臭。所以，對比冬季時(shí)期，夏季黑臭水體問題會(huì)明顯加重。根據(jù)相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，在水溫達(dá)到25 攝氏度以后，將會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的黑臭水體現(xiàn)象。與此同時(shí)，該問題還會(huì)導(dǎo)致大量污染物出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，降低了水體復(fù)氧能力，進(jìn)而導(dǎo)致水體變黑和發(fā)臭的程度有所加劇。

1.2 直接原因

黑臭水體產(chǎn)生的直接原因與環(huán)境污染具有密切聯(lián)系。具體來說，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，相關(guān)污水排放是導(dǎo)致黑臭水體出現(xiàn)的主要原因，例如生活污水以及工業(yè)廢水等。雖然相關(guān)廢水和污水可以經(jīng)過污水處理站的具體處理，但存在部分處理不夠完善以及不滿足標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，更是存在一些蓄意偷排問題。除此之外，一些地區(qū)沒有合理設(shè)計(jì)排水管網(wǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)排水管道出現(xiàn)堵塞以及變形等相關(guān)問題，甚至還有管道出現(xiàn)破損。而且一些工廠的雨水利用系統(tǒng)和排污系統(tǒng)之間在連接存在混亂和錯(cuò)誤等問題，進(jìn)而引發(fā)了相關(guān)污水處理廠事故，使得地下水、污水以及河道水等出現(xiàn)雙向滲漏現(xiàn)象，河道當(dāng)中進(jìn)入了許多污染物，這對河道水體產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，也出現(xiàn)了黑臭現(xiàn)象。黑臭水體的產(chǎn)生與合流制溢流污染也有著一定關(guān)聯(lián)，雖然通過對合流制排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其形成了全新的截流式系統(tǒng)，但由于相關(guān)單位自身受到技術(shù)、資金等因素的影響，進(jìn)而降低了合流制的截流系數(shù)。在此情況下，一旦出現(xiàn)雨水沖襲現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的沉積物以及相關(guān)地表徑流污染向河道當(dāng)中流入。除此以外，水體黑臭現(xiàn)象的發(fā)生于水體自凈能力降低有關(guān)，其也被稱之為內(nèi)源污染。當(dāng)水體內(nèi)相關(guān)生物代謝產(chǎn)物不斷積累和腐敗之后，會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的有機(jī)物污染問題，同樣會(huì)引發(fā)黑臭水體現(xiàn)象。

2 黑臭水體治理技術(shù)

2.1 控源截污技術(shù)

（1）截污納管。當(dāng)出現(xiàn)大暴雨時(shí)，就會(huì)發(fā)生河水倒灌風(fēng)險(xiǎn)，影響正常污水收集，若抬高溢流堰至洪水位以上，又會(huì)影響雨水的正常排放。改進(jìn)措施：上游截流井截流的污水不與下游合流管道進(jìn)水混合，這樣能夠保證截流污水不被稀釋，保證截流效果。

（2）面源控制。面源控制可以對城市的地表廢棄物以及雨水、融水等污染源進(jìn)行治理和控制[2]。由于面源污染具有無序排放特征，在進(jìn)行治理時(shí)必須實(shí)施基于源頭減量、過程阻斷、養(yǎng)分再利用和生態(tài)修復(fù)這樣一種完整的技術(shù)體系鏈。

2.2 水質(zhì)凈化技術(shù)

2.2.1 物理法

物理法水質(zhì)凈化技術(shù)主要是河道曝氣，所需要的氧氣有三種來源：人工曝氣富氧、水生物借助光合作用輸送氧氣、大氣復(fù)氧，主要為人工曝氣富氧。國內(nèi)外高校關(guān)于增氧曝氣的研究早在20 多年前就已啟動(dòng)，桑德、博天等國內(nèi)行業(yè)巨頭都在增氧曝氣技術(shù)方面有戰(zhàn)略布局，增氧曝氣技術(shù)在黑臭水體治理領(lǐng)域中廣泛適用，因此研發(fā)曝氣增氧相關(guān)技術(shù)對公司在黑臭水體治理技術(shù)領(lǐng)域有著重要的意義[2]。

2.2.2 化學(xué)法

通過使用雙氧水等氧化劑，鋁鹽鐵鹽等混凝劑和生石灰等沉淀劑，去除黑臭水體中的污染物，提高水體透明度。其優(yōu)點(diǎn)是能在一段時(shí)間內(nèi)較大程度改善水質(zhì)，處理效果十分明顯，適用于應(yīng)急處理。限制因素：需要投入大量資金且指標(biāo)不治本，同時(shí)容易對水體造成二次污染。

2.2.3 生物法

生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用廣闊，國內(nèi)外高校研究歷程已有30 多年，桑德、博天、中科水治理等國內(nèi)環(huán)保行業(yè)知名企業(yè)也都在開展生物修復(fù)技術(shù)相關(guān)研發(fā)，生物修復(fù)技術(shù)在生態(tài)流域治理中應(yīng)用廣泛，并且效果顯著。因此研發(fā)生物修復(fù)技術(shù)可以進(jìn)一步提高公司在生態(tài)流域治理領(lǐng)域競爭實(shí)力。

2.2.4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)是一種以生態(tài)系統(tǒng)健康、完整、自我持續(xù)發(fā)展為指導(dǎo)的，促進(jìn)或加速修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)。生態(tài)修復(fù)技術(shù)要遵循生態(tài)自然規(guī)律，充分利用自然資源，使生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)[3]。生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括岸帶修復(fù)、人工濕地、生態(tài)浮島、生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。

2.2.4.1 岸帶修復(fù)

生態(tài)岸帶目前有木樁駁岸、近自然駁岸、石籠駁岸、生態(tài)袋駁岸等形式。

（1）木樁駁岸。可有效穩(wěn)定岸坡，防止彎道水流及入湖口處風(fēng)浪對堤岸沖刷，對河道沿線岸坡進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)不影響河道水環(huán)境，利于水土循環(huán)；木樁本身具有生態(tài)效果，是原生態(tài)材質(zhì)，能夠與堤岸的生態(tài)環(huán)境相融合；木樁駁岸能適應(yīng)地形變化大或較陡的岸坡，具有較好的抗沖刷性能；木樁駁岸穩(wěn)定性良好，且不縮小原有水域?qū)挾龋荒緲妒褂脡勖L，有“水浸千年松”之說。

（2）近自然駁岸。近自然駁岸是指駁岸較緩，駁岸兩側(cè)植被較多，包括完整的挺水植被、沉水植被，駁岸沒有泥土裸露，在風(fēng)浪的沖蝕下不會(huì)坍塌的駁岸。近自然駁岸不僅能夠起到防浪護(hù)坡的效果，還能夠有效的凈化水中的污染物。

（3）生態(tài)袋駁岸。生態(tài)袋駁岸是指在駁岸堆放生態(tài)袋用來放浪固坡的駁岸。生態(tài)袋有較好的透水性能，消浪效果好，且生態(tài)袋內(nèi)能生長植被，更能起到凈化水質(zhì)的效果。生態(tài)袋分多層堆疊，交叉壓實(shí)，袋之間用木刺鉤連。生態(tài)袋駁岸是自然的，有生命的永久生態(tài)工程。可以將生態(tài)袋駁岸系統(tǒng)和傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)結(jié)合使用，具備良好的匹配性和組合性。適用于修復(fù)硬質(zhì)坡體或石質(zhì)坡體的生態(tài)系統(tǒng)，為植被生長提供足夠厚度的土壤壞境。

2.2.4.2 人工濕地

人工濕地作為一種全新的污水處理方式，自20 世紀(jì)七八十年代開展研究以來，由于其施工技術(shù)含量不高、施工簡單見效快、易集中能分散和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)在國內(nèi)外得到了廣泛的關(guān)注。

2.2.4.3 生態(tài)浮島

生態(tài)浮島技術(shù)自20 世紀(jì)80 年代始發(fā)以來，國內(nèi)外行業(yè)專家迅速開展了相關(guān)課題研究，生態(tài)浮島技術(shù)應(yīng)用范圍和技術(shù)不斷完善。國內(nèi)多家企業(yè)都針對生態(tài)浮島技術(shù)進(jìn)行了深度研究，并且取得多項(xiàng)研究成果，增加生態(tài)浮島技術(shù)研發(fā)課題可以促進(jìn)公司在城市景觀建設(shè)和河道治理方向項(xiàng)目發(fā)展。

3 水體環(huán)境保護(hù)目標(biāo)

在城市發(fā)展和建設(shè)過程當(dāng)中，需要樹立起正確的生態(tài)環(huán)保意識(shí)，并保證人與自然間的和諧相處，嚴(yán)格落實(shí)綠水青山政策方針，從而創(chuàng)造出良好的生態(tài)環(huán)境，使人們生活品質(zhì)得到有效提升。而在開展環(huán)保工作時(shí)，需要對水體環(huán)境加大保護(hù)力度，并認(rèn)識(shí)到水體污染問題對人們生活和健康所產(chǎn)生的影響。相關(guān)政府部門需要制定出完善的法律法規(guī)，為水體環(huán)境保護(hù)工作的開展提供具體的法律保障，有效提升我國的生態(tài)文明建設(shè)水平。在對水資源進(jìn)行利用和保護(hù)過程當(dāng)中，相關(guān)部門需要按照節(jié)約優(yōu)先和保護(hù)優(yōu)先的原則，對水體環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，并將黑臭水體的治理工作擺在首要位置，確保能夠有效改善水體環(huán)境，從而為我國的可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

4 黑臭水體治理具有的環(huán)保意義

在城市現(xiàn)代化發(fā)展和建設(shè)過程當(dāng)中，環(huán)境保護(hù)工作是十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，可以有效改善城市居民的生活環(huán)境。通過有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，可以使人們的生活質(zhì)量得到提升，并充分保障人們的健康水平，使人文生態(tài)環(huán)境得到改善。對此，為了使城市的宜居水平得到提升，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，需要針對黑臭水體有效進(jìn)行治理。在以往的城市建設(shè)過程當(dāng)中，還存在著一些環(huán)境污染問題，如工業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致水體受到了嚴(yán)重污染，進(jìn)而出現(xiàn)了黑臭水體。對此，相關(guān)環(huán)保部門需要全面加強(qiáng)工作開展，并結(jié)合城市的規(guī)劃和建設(shè)，合理采取保護(hù)措施。具體來說，相關(guān)環(huán)保部門需要在城市建設(shè)過程當(dāng)中合理采取對策，使黑臭水體得到改善，提升水質(zhì)，從而保障人們的用水安全。相關(guān)政府部門也應(yīng)對城市建設(shè)過程中的水體環(huán)境保護(hù)工作加大重視，并將其放在城市建設(shè)的首要位置，以此來全面改善城市生態(tài)環(huán)境。在對黑臭水體進(jìn)行治理時(shí)，相關(guān)環(huán)保部門需要結(jié)合城市的氣候地域以及自然條件等進(jìn)行充分考慮，并合理采取改善對策，使水體環(huán)境得到有效保護(hù)，使水質(zhì)污染問題得到充分解決。而為了進(jìn)一步強(qiáng)化水體治理工作，環(huán)保部門需要加大宣傳力度，對黑臭水體的危害進(jìn)行宣傳，使人們深刻認(rèn)識(shí)到黑臭水體治理工作的重要性，并主動(dòng)參與其中，同時(shí)相關(guān)部門還需要完善非洲水體的治理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對工業(yè)等的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范，避免水體受到相應(yīng)的污染問題。

結(jié)語

總而言之，城市黑臭水體具有成因復(fù)雜、影響因素多等熱點(diǎn)，治理工作較為復(fù)雜、處理過程難度大。盡管國內(nèi)外學(xué)者對于黑臭水體的機(jī)理不斷進(jìn)行研究，但是仍待進(jìn)一步深入，針對不同水體特征，應(yīng)制定不同的治理辦法，或通過技術(shù)聯(lián)合的方法綜合治理。另外，政府部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督，制定治理規(guī)劃并嚴(yán)格執(zhí)行，號(hào)召全民參與，保證水體治理工作更加充分的開展。