研讨黑臭河道治理中生物修复技术的应用

研讨黑臭河道治理中生物修复技术的应用

梁栋赵兵

天津市水利工程有限公司天津市300222

摘要：城市依水而生，因水而兴，城市河道中的水质状况会直接影响到人们的生存环境和生活质量。但由于我国城市水环境污染严重，城市河道中的水体多被有机污染物和氮、磷等污染物污染，黑臭水体已是我国各城市河道普遍存在的现象。城市黑臭河道的治理将是今后一段时间内重点解决的环境问题。

关键词：黑臭河道；污染水体；修复

河道是包括河堤、河床、护坡、水体和生物等的复杂生态系统，既是防洪排涝和引水抗旱的通道，又是生态、景观、休闲和旅游的重要场所。随着人口及社会经济的迅速发展，人类对河道生态的影响越来越大，河道的生态环境状况越来越差，越来越多的城市河道变得黑臭，给河道景观和居民身体健康带来了严重危害。同时还加剧了水资源的短缺，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康。水污染的防治已经成为国民经济可持续发展的关键保障。

1城市河道黑臭的形成

“黑臭”被认为是一种水体中有机污染物厌氧解的生物化学现象，是水体有机物污染的极端现象。由于水体中有机污染物、氮磷富含量过多，造成水体缺氧，有机物腐败。长时间接触，对城市居民的健康及城市生态安全构成了极为严重的威胁。大量的有机物进入水体后，破坏了水体自身所可以降解及净化的系统，在经过分解、腐败的过程后产生腐殖质等发臭物质沉积在河道底部，挥发性，刺激性气体，如硫化氢、甲烷等逸出水面。排放进入水体的重金属铁、锰等污染物与水中的硫形成了硫化物，形成大量带电胶体的黑色悬浮颗粒。导致河流黑臭的因素：有机物，底泥，水温，DO等。

2河道水质问题

长期的超负荷纳污使得河道水体的氧平衡受到严重破坏，河道水体富营养化以及黑臭现象严重。恢复河道水体自净能力以及消除黑臭现象已成了必须面对的水质难题。

3生物修复技术的应用

河道水质的修复就是运用各种技术手段去除水体中存在的有机、无机污染物，使水体的自净能力得以恢复。生物修复因其费用低廉、高效快速、安全无二次污染等优点，被广泛推广，主要包括植物净化技术、生物膜处理技术、生物强化技术以及联合修复技术等。

3.1植物净化技术

植物净化技术主要利用植物吸收污染水体中的有机污染物、释放多种分泌物与酶，植物根部微生物的降解，刺激根部微生物的活性以及转化的三种作用机制对污染水体中的有机污染物实现去除。目前运用较为广泛的主要包括人工湿地、稳定塘、人工生态浮岛等。

3.1.1人工湿地技术

具有出水水质稳定，净化能力强，运行维护方便的特点[2]。近些年来，该技术被广泛用于处理各种污水，但在实际的应用过程中也暴露了很多的问题，如易受气候温度影响、占地面积大、基质易堵塞等，这些问题都在一定程度上影响了人工湿地对污水的净化效果，甚至限制了湿地的发展，这也是我们未来研究工作的重点。

3.1.2稳定塘

水质净化原理和应用范围与人工湿地有一定相仿处，利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。具有易操作、投资低、维护方便的特点，且污染物去除显著。

3.1.3人工生态浮岛

以水生植物为主体，使用可漂浮于水面的材料为载体和基质水面无土种植植物技术，建立高人工生态系统来净化水体。目前，国内已有多处利用生态浮床技术的示范性工程。植物修复技术不仅费用低、效果好同时还能美化环境，但植物具有水体针对性和时间、空间差异性，植物的后期处置问题也有待解决。

3.2生物膜处理技术

在中小河流净化方面具有净化效果好、便于管理等优点，被广泛应用。大多数的生物膜处理技术采用的外接生物膜反应器的治理方法，通过水泵将污染河道水体抽进预设的生物膜反应器中，污水经过生物膜反应器的净化再被重新稀释到河道水体中，通过区域性的水体自净能力恢复带动河道整体的水质恢复。

3.3微生物强化技术

微生物强化技术是目前运用最广泛的原位修复技术，污染水体的污染物降解主要依赖于微生物的降解，当缺乏足够有效的微生物作用时，通过人为投加物质强化微生物的主体作用来提高水体净化能力。强化主要分为两大类：一是投加微生物菌剂技术；二是生物促生技术。

3.3.1投加微生物菌剂技术

投加微生物菌剂技术在加快污水生化处理系统启动速度、提高生化处理系统处理效果和抗冲击负荷能力、改善对某种特定污染物的降解能力方面表现出巨大的潜力。李娜等在实验室运用SBR工艺处理石化废水，通过投加微生物菌剂，提高了COD的去除率；在用传统活性污泥法处理制药废水时，投加微生物菌剂，提高了系统的处理效果和抗冲击负荷的能力；实验室用MBR工艺处理阿特垃津废水时，通过投加微生物菌剂，提高了阿特垃津降解效果，缩短了系统启动时间；但是污水水质和水量的不稳定、生化处理系统的操作复杂以及强化菌投加到生化系统后自身的不确定使得菌剂的污染物降解效果并不一定能得到很好的发挥，限制了其大规模的应用。

3.3.2生物促生技术

为了达到更理想的效果，生物强化研究的重点已经逐渐向激活培养土著微生物的生物促生技术转移。该技术在国内刚刚起步，国内对于自主开发促生剂的能力和经验还很缺乏。早期的实验促生剂大多来自国外，近些年来，随着国内外学术交流的增多，我国在促生剂配方研发上也取得了重大的成果，这也为国内促生剂技术的发展奠定了基础。方一丰等发现蔬果的浸出液富含能促进微生物生长的生长因子，并利用玉米、土豆和番薯的浸出液成功净化了景观水体；使用能邦公司提供的富含氨基酸、尿素、腐殖酸、酶等成分生物激活剂，修复了上海西南地区河水及景观水体；丁凯等利用复合生物酶制剂使北京西土城沟水体很快消除黑臭现象，水体清澈透亮，自净能力增强。

3.4联合修复技术

由于河道水体污染情况复杂，运用单一的修复技术往往不够，通过技术的联合可以达到理想的处理效果。如微生物与植物联合技术修复，结合两者的共生关系来提高对污染水体的净化效果。研究显示植物根系环境与附着生长的微生物有一定的互利共生关系，植物能为微生物提供生存环境和有机物质，微生物的一些代谢产物则能促进植物生长。这均为以后的河道水体治理提供了一个新的思路。

4结束语

现阶段国内的河道水体修复虽然发展较快，但是相对于国外来说，还具有一定的差距。然而，仅仅学习西方的修复技术是远远不够的，思考适合国情的技术组合、深化组合工艺才能发挥各个单元组合的协同作用，提高处理效率。同时，我们也应该注重水质修复机理的研究，这样才能获得突破性的成果，解决更多的实际问题。

河道水质修复在未来的延续性关键在于人们理念的转变，良好的生态理念有助于开发更环保和谐的修复技术，我们所进行的工作也将使得环境和社会变得更加美好。

参考文献：

[1]王风贺，王国祥，刘波，等.曝气增氧技术在城市黑臭河流水质改善中的应用与研究[J].安徽农业科学，2012，40（10）：6137-6138+6141.

[2]李娟，张龙庄，段亮，等.人工湿地废水处理技术的研究现状及展望[J].南方农业学报，2011，42（1）：69-73.

[3]张峰华，王学江.河道原位处理技术研究进展[J].四川环境，2010，29（1）：101-105.

[4]李娜，王暄，吕晓龙.优势菌技术处理难降解石化废水研究[J].天津工业大学学报，2008，27（4）：41-45.