城市黑臭水体处理技术探讨
随着社会经济的快速发展，水环境污染现象日益突出。许多城市水体受到人为活动影响导致好氧有机物及氮磷等营养物质大量累积，大量水体出现常年性发黑发臭现象。如此一来致使城市水体生态系统结构失衡，严重制约了人类的可持续发展。现在很多的城市已经开始进行黑臭水体整治，效果却不是很理想。本文对城市黑臭水体问题及其治理技术展开探讨。
01
城市水体污染现状综述
我国水资源缺乏且开发较困难，现如今许多城市水体流量逐渐流失，水体自净能力下降，水资源耗损严重。同时，城市人口过快增长、大力发展经济加速生产也带来了大量的污染，生活、商业、工业等产生大量的污废水。
目前，污水收集系统还不完善，同时缺少科学的排污治污手段及设备，污水大量排入水体，垃圾随意堆放在河道边，严重污染了城市水体。
此外，由于水处理知识还不普及，生活生产中产生的污废水没有及时的被收集与处理，污水直排水体导致水体发黑发臭，造成了水资源的破坏和浪费。
现在很多的城市已经开始进行黑臭水体整治，效果却不是很理想，主要原因是缺乏科学、系统的治理思路和治理技术，有些污染治理并未从源头出发，仅暂时缓解污染并没有根治，即未恢复水体生态系统及自净能力，一段时间过后水体水质恶化，水体污染依然存在。
02
黑臭水体形成机理及形成条件
形成机理
基于目前国内外研究结果，水体致黑机理大致分为3类：
(1)缺氧条件下水体中的Fe、Mn元素与水中的硫化物反应产生FeS、MnS等带负电胶体，沉于池底或吸附在悬浮颗粒上使水体发黑;
(2)有机物尤其是含硫有机物负荷达到了一定水平就对水体有致黑作用，7～13d就能导致变黑;
(3)水体中的不溶性物质和溶于水的带色有机化合物(主要是腐殖类物质)也是造成水体颜色加深的重要因素。
水体中的致臭物质主要有5类：
(1)硫化氢、氨、硫醇等发臭物质：在厌氧菌作用下由有机物分解产生;
(2)土臭素和异茨醇：由厌氧放线菌在厌氧条件下分泌产生;
(3)游离氨、硫醚类物质：腐殖酸、富里酸的水解产物在细菌分解作用下或在水体中脱氨基、脱羧酸产生;
(4)乔司脒和2-二甲基异莰醇：由蓝藻、硅藻等产生，低浓度就能导致水体发臭;
(5)二甲基三硫醚(DMTS)：死亡藻类在缺氧腐败过程中与底泥释放的硫化氢作用产生。
形成条件
目前城市河道黑臭形成条件主要有5类：
(1)城市排水体制、市政工程不完善，地区污水排放不合理，排污口直排河流;
(2)水体中以溶解态和悬浮态形式存在的有机污染物在被微生物分解的过程中消耗大量氧，释放硫化氢、氨、胺等臭味气体，引起水质恶化和黑臭;
(3)水动力学理论和热力学理论的影响，黑臭水体流通性不强，水体生态功能衰退;同时水体在温室效应的影响下，水温升高水中溶解氧含量降低，使有机物的呼吸强度加强，加剧水体黑臭;
(4)底泥等内源污染物的影响，在一系列物理、化学、生物作用下吸附在底泥上的污染物释放回水体，对水体造成二次污染;同时底泥也是微生物繁殖的温床，其中蓝藻和放线菌能通过代谢作用使底泥甲烷化、反硝化，产生DMTS导致底泥上浮及水体黑臭;底泥也增加了水体表层的硫化物和Fe2+的浓度，使得水体发黑;
(5)径污比，即径流量与排入河流中污水量的比值，径污比越大稀释能力越强，河流受到污染的程度就越小，当径污比小于8∶1时，河水易受到严重污染，发生黑臭。
03
黑臭水体治理的必要性及应遵循的准则
黑臭水体治理的必要性
现阶段城市水体黑臭现象已成为环境问题中较为严重的问题，城市黑臭水体不仅消减了水体对区域的经济、文化及生态发展可创造的效益，制约城市发展，甚至会对人们的生活品质与身心健康造成不良影响。在新时期积极构建生态文明社会的当下，黑臭水体治理是不可或缺的环节。需要从本质着手积极开展黑臭治理工作，采取有效的方式消除水体黑臭、恢复自净其能力，如此才能真正恢复水体生境保证水质。
黑臭水体治理需要遵循的准则
国家相关部门针对黑臭水体治理已经出台了很多相关的政策及指南，治理黑臭要制定切实有效的行动路线，即分析其产生原因，做好污染物核定及目标控制，制定科学的治理方案等。在《水污染防治行动计划》针对黑臭水体问题进行了探究，对其治理模式进行了规定。黑臭水体治理需考虑当地的实际发展情况，采取分区管理策略，遵循一河一策的基本准则。
在总体治理过程中采取任何一项治理技术均要遵循三个步骤：
一是控源截污、二是净化水质、三是生态恢复。
只有严格按照三步走，将改善水质作为主要目标，才能真正实现治理与修复的相互整合，做好黑臭水体治理工作。
04
黑臭水体治理技术
物理方法
物理方法是治理黑臭的主要方法之一，包括环保疏浚、河道曝气、控源截污、调水工程等技术。利用物理方法可以加深河床，减少河道中积存的污染物，增强河流冲刷能力，有效削减黑臭。
(1)环保疏浚
环保疏浚主要是清除悬浮在底泥表层的污染物，但保留原始生物种群基因库，保证后续生物种群及河道生境恢复。清淤疏浚时，需对清淤的深度及精度加以控制，避免破坏下层底泥从而对生境产生影响。此外对疏浚底泥要进行妥善处理，避免对环境造成二次污染。
(2)水体曝气复氧
曝气可以提高水体中溶解氧含量，解决水体供氧耗氧失衡问题，有效减轻黑臭，这是目前被广泛应用的措施之一。传统情况下，对水体进行高强度连续曝气的运行费用较高，研究表明，长时间低强度连续曝气，不仅能有效去除水中氨氮等污染物，且能耗仅约为高强度连续曝气的10%、间歇曝气的20%。曝气方式对水体修复也有影响，上覆水曝气会对河道底泥产生扰动作用，促使底泥中污染物向水体迁移转化。相较之下，底泥曝气对加快底泥修复的效果更优。
(3)控源截污
控源截污是从源头上对污染加以控制和削减，该方法直接有效但工程量大、工期长、投资大，需要同时对点源与面源污染进行控制，并统筹考虑城市规划建设。点源控制主要的方式是截污纳管，利用城市污水管道及沿河道敷设的污水截留管线将污水收集后进行集中处理;在对面源污染加以控制的时候需做到三点，一是实现源头控制，二是对污染物的扩散途径加以控制，三是做好终端治理。其中会受到多方面因素影响，所以需要综合分析考虑，提高治理的有效性。目前城市渗滤系统、植被过滤带等技术被广泛使用。
化学方法
现阶段较为常见的化学处理有强化絮凝、活性炭、药剂杀藻等，其中利用絮凝沉淀的方式运用比较广泛。可以向水体投加絮凝剂使得水中悬浮物絮凝沉淀，投加铁盐促进磷沉淀、加入石灰脱氮等。这种方式不会受到气候条件影响，且在短期内见效快。但是该方法成本较高，还会形成诸多沉积物，部分药剂具有毒性，往往会形成二次污染，因此化学方法的使用能否改善生态环境还需进一步研究与分析。
生物生态方法
改善河道水质恢复水体生境是黑臭河道治理的根本目的，使用生物生态方法治理黑臭能很好的实现这一目标。利用植物或微生物的代谢活动实现对水体污染物的转移与转化从而改善水质，水体态系统同时得以修复重建，从本质上治理黑臭。该方法成本低廉、易于后期管理维护，现阶段较常用的技术包括生态浮床(岛)、景观湿地等，能一定程度降低水体污染负荷，兼具景观功能。但在选择植物种类时需多角度考虑，选择生存能力强净化能力强的本土物种，避免外来物种入侵导致更为严重的生态问题。
05
结 语
综上所述，城市黑臭水体治理工作复杂且艰巨，涉及因素众多，要根据不同地域和水体的地理水文情况具体分析采取措施。要做到因地制宜，制定科学完善的策略与方案，多途经削减污染，从根本治理黑臭，最终达到改善河道水质恢复水体生境的目的，从而保障人类的可持续发展。
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来源：防护工程 | 作者：黄圣琳
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