长效管理治黑臭 五年后 待清水蜿城 后辈休愁
慧聪水工业网 2015年4月16日，国务院正式印发《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，提出了“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标。“两步走”的总体战略部署正式拉开了城市黑臭水体集中治理的序幕。为落实国务院“水十条”中对于城市黑臭水体整治工作的要求，住建部会同环保、水利、农业等部门指导各地进行了黑臭水体摸底排查。截至2016年2月16日：对全国295座地级及以上城市黑臭水体的排查结果：77座城市没有发现黑臭水体，其余218座城市中共排查出黑臭水体1861个，其中河流1595条，湖、塘266个。从省份来看，60%的黑臭水体分布在广东、安徽、山东、湖南、湖北、河南、江苏等东南沿海、经济相对发达地区。
目前我国大部分城市河道已演变为黑臭河道。在我国许多城市，河道有机污染普遍存在且日益突出，城市污水直排河道，流经城镇河段污染严重，水体出现季节性或终年黑臭，均成为我国目前城市河道污染问题中待解决的水环境问题。
黑臭水体的处理方法大致分为物理，化学以及生物法。物理法和化学法对于处理黑臭水体存在费用高，并且化学法会存在二次污染的危害。但是目前国外的一些应用表明物理化学方法在一些处理实例中仍然效果良好，对于某些只采用生物法处理效果不达标的污水有较好作用。
1、物理修复
目前主要的物理处理方法包括截污、调水、清淤等水利工程，以及机械除藻、引水稀释、人工造流等。
1.1污泥疏浚
底泥是河道中污染物的“汇”与“源”，所以底泥疏浚是被广泛应用的一种黑臭河道治理技术，常用的底泥疏浚主要有干床清挖、船载抓斗清挖和水力冲挖等方式，目的在于较大程度地控制内源污染、增加河道槽蓄量、提高水体泄洪和自净功能。其中疏浚既清淤能较好的处理水底污泥，对污泥进行再利用。并且随着轻质疏浚材料的发展，以及科学的疏浚方法。疏浚对水体产生的二次环境影响越来越小。其中ShepsisVladimir等人采用轻质疏浚材料，将淤泥吸到轻质软管中，能有效防止疏浚过程中对底泥的扰动而造成的二次污染。
1.2曝气复氧法
曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果已被国内一些实验室试验及河流曝气中试所证实。其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质(H2S，FeS等还原物质)之间发生了氧化还原反应。对于长期处于缺氧状态的黑臭河流，要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程，水体曝气复氧有助于加快这一过程。根据治理黑臭河道条件(包括水深、流速、河道断面形状、周边环境条件等)和污染源特征(如长期污染负荷、冲击污染负荷等)的不同，河道曝气复氧的主要方式有鼓风-扩散曝气增氧、水面转刷曝气增氧、射流曝气增氧和船载移动曝气增氧等。
由于河道曝气复氧具有效果好、投资与运行费用相对较低的特点，已成为一些发达国家如美国、德国、法国及中等发达国家与地区如韩国、香港等在中小型污染河流污染治理经常采用的方法。1988年，德国利用纯氧曝气船对Saar进行人工曝气，以提高水中的溶解氧含量，有效地去除了河道内水体的臭味。1989年，美国在Homewood运河河口处安装了曝气设备进行曝气治理。结果证明，即使很小的曝气装置也能够使底层水温和溶解氧得到增加，并能够增加河道生物量;美国1987年和1988年在密西西比河明尼苏达码头附近的河道安装了曝气设备，有效地控制了臭味的产生和藻类的过量繁殖。
1.3引水换水
用“以清释污”方法对污染水体进行稀释，可以使水体黑臭关键性水质指标总磷和有机物污染指标、高锰酸盐指数浓度等有所下降。但对于蓄水量较大的水域，补水量太小起不到净化效果，而提高补水量又造成水资源的大量浪费，费用高昂。所以“引水释污”只是起到一个“治标不治本”暂缓效果，对于富营养化严重的湖泊，采用“引水释污”不是一个长久之计。
2、化学修复方法
黑臭河道治理的化学方法主要包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀等。所使用的化学药剂主要有铁盐和铝盐等混凝剂、双氧水等氧化剂和生石灰等沉淀剂，目的在于去除水中目标污染物(悬浮物、溶解态磷和氮等)，提高水体透明度,虽然见效快、效率高。但对严重污染的水体如黑臭水体的治理，由于化学絮凝处理的效果容易受水体环境变化的影响，且必须顾及化学药物对水生生物的毒性及生态系统的二次污染，这种技术的应用有很大的局限性。
3、生物-生态修复
黑臭河道水生态恢复是重现河道“水清草茂”自然本色的必经之路，也是长效和稳定改善水环境质量的重要手段。黑臭河道治理的生物-生态方法可以从根本上恢复河流系统的生态功能，是国内外近年来发展很快的一种技术。主要包括光合细菌法、生物复合酶技术、微生物强化技术、生物膜技术、和生物-生态净化技术。
生物-生态法应用于黑臭河道的治理，具有稳定有效、安全持久、工程造价较低、运行成本低廉、可与绿化环境及景观改善相结合等特点，但其处理效果易受水文和气候等外部条件的影响，同时系统地有效后续管理维护是生物-生态法应用过程中急需解决的重要问题。对于污染河道的治理，发达国家都会以“高强度治污-自然生态修复”的方法为主，例如日本的坂川古崎净化场已经运行了17年，运行状态良好。作为上海世博会唯一一个露天的城市最佳实践区展馆，成都活水公园案例因为其去除效率高、运行稳定、低能耗和良好的景观效应为生物-生态技术在我国的进一步发展提供了可靠的依据。
3.1光合细菌法处理黑臭污水(PSB)
曾宇秦松于1997年3-4月在滇池草海及其流域的鱼塘和大观河进行试验。实验结果显示用光合细菌净水剂处理污水对各主要污染物去除率分别为:BOD5:81.4%-87.8%、CODcr:76%-78.9%、TN:63%-65.3%、TP:36.7%-52.5%、SS:72.6%-93.3%。结果证明光合细菌对于污水特别是高浓度有机物污水处理有很好的效果。
3.2生物复合酶处理黑臭污水
生物复合酶能刺激加速微生物的反应，同时它能促进水中的大分子化合物分解成小分子化合物，同时释放出结合氧，增强水体复氧功能，这些简单化合物又很容易被微生物所利用，在有机物被降解的同时，又有利于微生物的多样性，提高微生物的活性和繁殖能力，达到一种微生态平衡。汪红军，胡菊香等在2006年利用美国引进的一种生物复合酶(Bacto-Zyme)在最适条件下对在水利部中国科学院水工程生态研究所试验基地所模拟的城市河道的处理显示。从第5天开始,各指标明显下降,随着时间的推移,效果更加显著。20d后,水体由严重黑臭变为淡绿无臭。结果表明生物复合酶处理黑臭水体,改善水环境具有显著效果。
3.3微生物强化技术
黑臭河道净化主要依靠微生物对污染物的降解作用来实现。当河流污染严重而又缺乏有效的微生物作用时，需要人为创造条件来强化微生物对污染物的降解作用。目前采用途径主要有两类：一是直接向黑臭河道投加微生物菌剂或酶制剂;二是直接向黑臭河道投加微生物促生剂，促进“土著”微生物的生长。目前应用于黑臭河道治理的微生物菌剂主要包括美国的Clear-Flo系列菌剂、LLMO(Liquidlivemicroorganisms)生物活性液、日本的有效微生物菌群(Effectivemicroorganism，EM)、光合细菌(Photo-synthesisbacteria，PSB)、硝化细菌等。赵志萍等将EM富集液和复合菌投加到黑臭河水中进行降解试验，取得了一定的治理效果。吴光前等将湖北科亮生物工程有限公司研制的“科利尔”活菌净水剂固定在具有特殊结构的生物带上，配合水体曝气复氧技术进行黑臭水体治理研究，底泥厚度可降低80%以上，底泥COD去除率达到93%、上清液COD去除率达到70%、上清液NH3-N去除率达到95%。
另外在大多数实际生物修复工程中都会应用的土著微生物，其原因一方面是由于土著微生物降解污染物的潜力巨大，另一方面也是因为接种的微生物在环境中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到较严格的限制。
3.4生物膜技术
生物膜技术是一种“附着生长型”污水处理方法，它是指使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物能有效截留、吸附、降解污染物，从而使污水得到净化。生物膜法治理黑臭河道的实质是对天然河流中所发生的生物过程的一种强化。近年来，利用生物膜技术治理污染河道得到了重视，主要有砾石接触氧化法、排水沟(渠)的接触氧化法等。
日本在江户川的河滩地下建设古崎净化场，利用卵石接触氧化法对支流坂川污染水质进行净化。主体结构是高4.5m、长28m的地下矩形廊道，内部放置直径为15~40cm的卵石，水流在卵石间流动时与卵石上附着的生物膜相接触，通过接触沉淀、吸附、氧化分解等作用可快速去除水中的污染物，其中BOD5的去除率达到75%，水质有明显的改善。胡一珍等采用蜂窝陶瓷载体生物膜反应器对受污染的城市河道水进行生物修复，实现氨氮和COD较好的去除。曹蓉等利用一种软性填料处理受污染河道河水，并成功挂膜，取得了一定的处理效国内外的具体工程实例来看，生物膜技术在中小河流的净化方面具有净化效果好、便于管理等优点。
3.5生物-生态净化技术
近年来随着人们对黑臭河道治理的不断深入研究和实践，根据治理与修复要求对各种单项技术进行优化筛选并开展了系统集成，已成为国内外水体治理的主流思想，生物-生态净化技术在诸多的工程实践中得到了成功应用，而且往往辅以适当的人工曝气。
金承翔等组合曝气充氧技术、微生物技术、植物净化技术以及生物促生技术进行了黑臭河道的治理，取得了良好效果，并实现了黑臭水体生态系统的快速恢复。刘福兴等采用生态浮床为核心，辅以微曝气复氧、纳污减污栅和人工介质等多项技术，对上海市汇丰河黑臭水体进行治理，水体透明度由原来的平均小于20cm增加到平均50cm以上，主要水质指标NH3-N、TP、COD的最大去除率分别平均达到了69.9%、80.7%和63.5%，河道生物多样性显著提高。李捍东等开展了曝气/微生物/人工湿地组合工艺处理黑臭河水的中试研究，经过两个月的运行，COD、NH3-N、TP分别从519、11.5、6.5mg/L下降到33、1.5、0.25mg/L，出水水质达到了《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水质标准。
单纯的生态浮床系统一般的处理效果特别是脱氮效果相对较低，LianpengSun等运用生态浮床辅之以人工增氧曝气和投加反硝化菌取得了良好的净化效果。生物净化槽是集成生物接触氧化技术与人工湿地技术于一体的新型污水净化技术，是人工净化与天然生态净化相结合的工艺。高尚、黄民生、吴林林等采用海寿构建的生物净化槽进行处理黑臭河水的实验研究，取得了较好的净化效果，BOD5、CODCr、NH3-N和TP的平均去除率分别为37.0%，34.8%，34.7%和26.7%。由于城市黑臭水体属于重污染型水体，其生物修复中选取的水生植物种类特性是决定其污染治理效果的关键，加强高效水生植物物种的筛选是该领域中的一项重要任务。
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