生态修复与黑臭水体治理

生态修复与黑臭水体治理

曾翱

中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：生物恢复是指使用特定的生物清除、吸收和降解方式处理污染物，让受到污染的物体复原到最初状态。在目前受到污染的水体修复过程中，主要采用的修复技术有生物和物理两种。其中生物技术有生态净化对环境友好的特点，是一种使用很广的生态修复技术。本章以对黑臭水体的构成原因进行分析，接着给出了生态修复设计理念，同时，重点从水质净化、水体生态系统的建立两个方面对生态修复办法进行讨论，希望能够提供较好的城市河道治理参考。

关键词：黑臭水体；生物治理；生态修复

引言

城市黑臭水体是城市建成区内呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适的气味的水体。目前国内外采用的黑臭水体治理技术大多单一使用物理、化学、生物技术。黑臭水体成因复杂，若单一使用物理/化学技术，治理后的黑臭水体易反弹，若单一使用生物技术，治理时间较长，为使治理后的黑臭水体长期保持水质稳定不恶化，可在物理/化学技术基础上联用生物技术。

1、黑臭水体形成原因

城市黑臭水体的形成原因主要包括两个方面：外源污染物和内源污染物。外源污染是工业企业污废水、城市管网初期雨水、城镇生活污水等直接或间接排放到城市河流，大量有机物、氮磷等污染物混入河流导致的污染。污染物一旦超过水体自净能力，水体会消耗大量氧气，河流生态环境恶化，厌氧微生物大量繁殖，厌氧分解有机污染物，产生黑臭类物质，如氨气、硫化氢等恶臭气体及FeS、MnS等金属硫化物，导致河流底泥发黑、水体发臭，形成城市黑臭水体。内源污染包括底泥污染、水体内死亡生物污染、水华藻类污染等，污染物在缺氧的酸性、还原条件下从河流底泥中释放，产生的气体携带底泥颗粒上升，导致吸附在底泥上的污染物漂浮在水中，此过程是导致水体发黑、散臭的主要原因。特别是在夏季高温时期，水温上升，水体溶氧量低，微生物活动频繁，更容易引发水体黑臭。此外，季节性河流等流动性差、水动力条件不足的水体，河道污泥易堆积，水体自身净化能力弱，最终也容易形成黑臭水体。

2、城市黑臭水体治理常用技术

2.1物理技术

（1）外源阻截建立完善的污水收集与处理管网，实现雨污管道分离，已建损坏管道进行修复，将污水和初期雨水截流并纳入污水收集处理后先利用，无法利用的再排放。无法截流的污水，可采取分散式处理设施进行处理。污水处理厂进行升级改造以满足新增污水量的处理需求，同时对污水处理厂尾水水质进行提标。（2）内源治理内源治理与外源阻截并称为其他整治技术的基础与前提。清理现有河道中的淤泥可减少底泥污染物的释放，此法降低水体内源污染负荷的效果显著。注水疏浚是一种现场疏浚泥沙的方法，可提高疏浚效率，此法已成功应用于英港航道和中国玄武湖的底泥疏浚。绞吸式挖泥船是一种先进的疏浚方式，因配备了自动控制和监控系统，疏浚精度高，曾用于安徽五里湖、安徽巢湖、昆明滇池的底泥疏浚，效果显著。

2.2化学法

化学方法主要是将化学试剂投加到污染水体中，与其中的污染物发生化学反应，进行化学絮凝沉淀或将污染物转化为无毒或毒性较小的物质．常用的化学试剂包括化学絮凝剂铁盐、铝盐、氧化钙、双氧水等．徐垚等将Ca0₂投加在黑臭水体中，可抑制内源磷的释放，加速底泥有机磷的矿化速度，同时可使黑臭水的PH和DO增加．以废弃的盐酸酸洗废液和硅酸钠为原料，制备出了聚硅酸氯化铁并用于黑臭水治理，实现了水体中59.1%的化学需氧量和92.5%的浊度去除．采用向黑臭水体中添加自制固体絮凝剂的方法，水体COD去除达80.95%，总磷去除率达96.95%，去污效果显著．利用化学杀藻剂在滇池外草海约为1.0km²的开放性水域内开展了蓝藻清除试验，结果表明化学杀藻剂具有杀藻、抑藻、提高水体透明度的效果．总体而言，利用化学方法进行黑臭水体修复效果明显、操作简单、针对性强，但此方法不能从根本上解决问题，且有些化学试剂会对生物产生毒害作用，破坏水体生态平衡，引起二次污染．此方法一般作为辅助方法在黑臭水体治理的局部区域使用。

2.3生物法

生物法作为解决环境污染的友好方法，近年来一直被广泛研究，其主要包括植物法、微生物法和生物膜技术等．选取美人蕉、凤眼莲、苦草三种水生植物对黑臭水体进行修复，三种植物单独使用均可实现水体COD、总氮、NH^3-N和总磷的降低，并且几种水生植物搭配组合后净水效果会进一步提升．利用复合菌群修复广东南海某黑臭河涌，水体的COD、NH^3-N和总磷的浓度显著下降，去除率分别达到75%，80%和76%，实现河涌自净能力的提高．采用梅花式接种法将本源微生物菌剂接入黑臭河道，实现水体DO浓度提升至2.0mg/L以上，COD、总磷和NH^3-N的去除率分别保持在40%，30%和40%以上的效果．考察了固化工程菌对黑臭水体的修复效果，结果表明加入菌种后水体黑臭现象得到消除，水中的COD、总磷和NH

^3-N去除效率高达93.38%，100%和45.49%．用枯草芽孢杆菌固定生物膜技术在曝气条件下对黑臭河水进行处理，在处理10天后，黑臭河水中COD、浊度、NH^3-N和总磷的去除率分别达76%，94%、99%和79%．生物法一般不需大规模的土建，成本较低，对城市环境影响较小，而且可以帮助恢复城市水体的景观功能，满足我国现阶段可持续发展的理念，具有很大的可行性．因此，开发高效的生物治理方法用于城市黑臭水体治理具有重要意义。

3、城市黑臭水体治理建议

3.1完善城市污水管网系统

城市黑臭水体是由于工业生产废水及生活污水直接或间接排放到水体形成的污染，需进一步完善城镇市政管网。将污水管接入截污干流，送至污水处理厂处理，从源头上控制污染物，将污染物截流；对合流制管网，完善雨污分流系统，排除污水管网混接、错接、漏接等问题。对封闭式或半封闭式污染水体，补充生态活水、增加水动力，以此提高水体含氧量和水体自净能力，促进污染物扩散，更有利于开展城市黑臭水体治理及控制工作。

3.2加强城市黑臭水体监管力度

城市黑臭水体治理工程需要多个行政管理部门协调配合，不仅注重前期的治理工作，后期水体的控制及管理工作同样重要，需要建立有序、高效的治理维护机制，防止黑臭水体治理后再次反弹，巩固治理成果，保障长效良好的治理效果。监管工作需要多部门间良好的协作，加强联系与合作，进一步完善监管机制，落实责任制，及时公开信息，让公众共同监督黑臭水体治理及后期维护工作。

3.3优化黑臭水体治理技术

目前，我国城市黑臭水体治理工作取得了一定的成果，已有较多成功的治理案例，但由于我国南北方差异较大、各地区经济发展程度也不尽相同，因此，黑臭水体治理技术在治理效果上差异显著，需进一步优化已有技术，根据不同情况完善治理技术或发展新技术，以达到治理效果稳定高效、经济可行等要求。

结语

黑臭水体的形成主要受到外源输入、内源释放及其他因素（如水温、微生物）的影响。黑臭水体治理是一个复杂的工程，单一使用物理处理技术、化学处理技术进行治理，均不能从根本上解决水体黑臭问题，为避免治理后再次出现黑臭现象，应根据“一河一策”方案，优化组合治理方案，在物理/化学技术上联用生物技术。

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