我國黑臭水體的成因分析與綜合治理技術

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1 城市黑臭水體成因

黑臭水通常是指由于過度污染而完全溶解的氧氣高于2.0mg/L的水。水質通常不高于地下水環境中的質量和標準V級水質指標。在人口稠密的城鄉邊緣地區，大多數水產養殖水體是黑臭水體。

1.1 外源污染物的排放

外源污染物是城市河流黑臭水的主要原因，其主要包括城市生活污水、工業廢水、混合溢流污水、農村生活污水和地表徑流。外源污染物的分解過程將伴隨大量的溶解氧，當河流水體處于缺氧或厭氧狀態時，厭氧微生物也會迅速生長并繁殖，厭氧微生物分解無機物質，會產生大量黑色臭味的物質，這些物質會產生黑臭水。

（1）工業廢水。工業廢水是工業活動過程中排放的廢水。由于重工業用水量較大，因此重工業園區中的大多數企業都建在靠近水源的地方。另外，污水排放未完全達到標準或有意排放未經處理的污水，使城市水環境受到更嚴重的污染。

（2）合流制溢流污染。目前，合流制排水系統的功能已經改變明渠分流組合系統，但是由于投資項目和現場施工室內場地的限制，許多組合系統的封閉計算方法并不實用，一旦下雨，就會發生溢流污染。組合系統的溢流污染通常包括正常初始階段連接管的河流沉積物、巖石層滲透以及混合連接排放的污水。在隨后處理黑臭河流的過程中，必須對其足夠重視。

（3）村鎮生活污水。生活污水排放是指日常生活中家庭產生的大規模綜合污水排放，生活污水通常排入周邊水體或由居民將污水直接傾倒進入溝渠，對周邊水體造成污染，導致水環境惡化，造成黑臭河現象。

（4）徑流污染。徑流污染物包括城市和農村地區地面降雨徑流造成的污染。在地表逐漸形成的雨水徑流，不僅會給城市帶來一些大氣塵埃，還會沖走城市地表的顆粒物。在雨水最初的滲透過程中，污染物的濃度范圍與都市生活污水的濃度范圍相當。由于大面積農田中使用的化肥、農藥以及未被管理的畜禽農場的排放物會被地面雨水充分吸收，因此產生的雨水徑流會造成嚴重的污染。

1.2 內源污染物的釋放

內源污染物已經逐漸成為黑臭水的一部分。一部分內源污染物是河水的死亡造成的。另一小部分內源污染物是河流中沉積物完全釋放的污染物。而且沉積物的盤旋會導致大量懸浮的小顆粒漂浮在水中，這也可是內源污染物的一部分，例如水體中的黑臭物，漂浮物或周圍的碎屑。

1.3 水體的溫度高梯度變化

由于工業的發展，自然冷卻水不斷排入該城市河水，使水溫升高，加速河水中微生物、細菌和浮游生物殘留物對有機化合物和氨氮的分解，使河水變黑、變臭。受溫度的影響，夏季的水體呈黑色且有臭味。這是因為溫度越高，微生物活動的頻率越高，水體中快速溶解的氧含量越低。過量的濃酸自由基會完全還原為甲硫醇，從而使水發臭。清潔水源熱泵將在秋季和冬季降低廢氣和污水的溫度，這對抑制污染物排放區的微生物和細菌活動以及生態安全非常重要。

2 城市黑臭水體治理關鍵技術

城市黑臭水體應按照源頭治理、截污、內源治理的基本技術路線，通過淡水循環過程、淡水補充、水質環境深度凈化以及生態修復建設進行治理。因為每種核心處理技術的特性都不同，所以影響限制因素也不同。（1）源頭控制和污水處理技術存在工作量大、人均投資力度大、措施難度大、周期長以及監督維護困難等問題。該技術易于破壞水下生態平衡，而且沉積物的運輸和后期處理更加困難，成本較高。在實現生活中，水污染的源頭控制和攔截技術更加困難和昂貴。（2）國內地下水循環利用項目的建設比較困難，連續運行和維護的投資成本也很高。有時通過管道系統鋪設可再生的供水源，可再生水的質量將極大地影響補充水體的水質。（3）就原位凈化技術而言，曝氣和臭氧技術消耗大量能量，維護成本高，并且孔隙曝氣系統易于堵塞。（4）微生物接種劑技術和各種微生物生長促進劑技術對生物培養的多樣性有很高的明確要求，必須是污染影響嚴重或嚴重缺乏微生物。（5）異地凈化技術的日常管理非常復雜，處理重工業污染水的投資項目和商業運營成本比較大，并且對環境情況的變化更加敏感。（6）全面的生物修復和自然景觀建設工作各種技術都需要選擇合適的植物，其凈化過程和園林景觀效果都非常好并且統一。

3 城市黑臭水體治理工程技術應用及效果

3.1 重力截污工程

在城市快速持續的發展過程中，國內外水環境過載能力污染等問題也經常出現。在對泰晤士河、萊茵河、塞納河和青溪川等國際河流的有力監管中，最關鍵的步驟之一是全面實施河流兩岸的污水收集和直接排水，并且已經取得了很好的結果。中國的河水污染非常嚴重，一些城市小河甚至被當作污水接收渠道。在國黑臭河治理方面，截污工程建設取得了顯著成效。

3.2 清淤技術工程

對于重度黑臭水質，受污染的沉積物非常稠密，可以通過非常精確的薄層生態系統技術來實現，極大減少河流的內源工業污染，為修復河流生態系統和恢復水源水質提供基本條件。沉積物原位處理底泥生物修復后各種技術的處理成本低，顆粒物濃度也可降至最低，并且受污染環境的生態基本功能可以完全恢復。但是，由于內生細菌和基因工程技術細菌的使用，生物修復還具有一定的潛在生態系統風險。物種修復技術的實現已經在國際和國內河流管理中得到了廣泛的應用。

3.3 活水循環工程

目前，實現活水循環的方式有三種：一是設置更多的排灌站，合理連接供水系統；二是利用風能或太陽能，實現快速水流的方式；三是改變堰的方式，合理地控制了水位和總水量的上升，增強了水質的再氧化，增加了被污染氣體的微生物代謝率，并且有效改善水質。

3.4 清水補給工程

為了持續有效地提高黑臭河水體自凈的技術能力，提高水體中各種污染物的擴散和水稀釋度，進行了源頭引水和凈水補給工程。使用城市中的干凈巖石水、雨水、原始的干凈水體（例如閘門和大壩系統）以及城市組織的再生水來補充城市的干凈水源。通過控制河流水體的流向和流量的方法將增加水產養殖水體的流動性和容量，并在相對較短的時間內迅速改善水體的水質。

3.5 曝氣富氧技術工程

曝氣富氧技術可以持續有效地提高當地河流水體中完全溶解氧的總體水平，增加該地區的水流量，并適用于污水處理后維持城市水環境中的水質標準。在1980年代，德國Messer公司開發了一種氣體分配曝氣系統，該系統能緩慢而完全地恢復河流生態系統。此外，在1987年和1988年，美國使用了曝氣設備來有效地控制美國密西西比河明尼蘇達碼頭附近的黑臭水道。韓國在其領土水縈江使用了9臺73.55kW的曝氣充氧設備。由此說明，該技術可以改善水質，極大提高水質的透明度，減少COD并消除黑臭水體的氣味。

3.6 微生物菌劑及生物膜法工程

微生物接種技術適用于所有受污染的黑臭河流的原位修復，特別適用于大城市河流無法完全截流、污水處理廠的現狀。此外，它還可以通過生物體來快速恢復受污染的沉積物。在水質靜態層面，具有靜態效果好、管理模式簡單等突出優點，有效去除了微污染水中的氨氮和有機物，極大提高了水質指標。

4 結束語

由上可知，黑臭水體的治理是一項較為復雜的工程，同時會影響到我國社會和經濟的可持續發展，為此有關人員在進行河道整治的過程中應當結合市政工程的措施，真正做到徹底攔截污染物，從而更好地治理城市的黑臭水體，減少對水環境的污染。