城市黑臭水体治理技术及其发展趋势分析

陈 晨

（江苏环保产业技术研究院股份公司，江苏 南京 210000）

工业时代深入发展带来的环境污染问题，对于人们的居住环境、身体健康都将会产生巨大威胁。城市黑臭水体作为水污染的一种形式，直接影响到所在城市的供水质量。只有在分析成因的基础上，采取对应治理技术进行处理，方可有效改善城市系统的供水质量。本文对当下城市黑臭水体的治理技术及其发展趋势进行深入分析，对该种污染现象的治理有一定的实用价值。

1 城市黑臭水体形成诱因分析

总体而言，城市黑臭水体形成需要具备如下几个诱因：第一，水中氧气的快速消耗。当城市水体内部融入了大量的外源性有机物，水分中含有的溶解氧就会因为有机质的分解得到快速的消耗，当水中的溶解氧含量处于较低水平的情况下，大量的有机物就会在厌氧菌的影响下进行进一步的分解，最终形成包含硫化氢、氨等在内的致臭物质，使水体产生臭味[1]。第二，内源方面的污染。在水体发生污染现象之后，水体内部的污染物通过沉降或者是颗粒吸附作用，可以在水底的泥土中累积，在厌氧的环境下，这些底泥会产生甲烷、硫化氢等难溶于水的气体，而气体在对外界释放的过程中，会将污泥带入水相中，促使水体颜色逐渐变黑。此外，大量营养物质的产生会导致水体内藻类的过量繁殖，而这些过量繁殖的藻类在死亡之后，经过分解及矿化之后，很容易形成耗氧有机物和氨、氮等物质，这类物质本身带有较为强烈的臭味。第三，水体的不流动以及气温升高。在水体生态功能完全丧失的情况下，其流动性相对较低，甚至于完全消失，这会直接拉低水体的复氧能力。在局部水域缺氧较为严重的情况下，对蓝绿藻快速繁殖提供了相应的水动力条件，进一步增加了水华爆发的风险，水质也得到了进一步的恶化。水体自身温度的快速提高，会使得微生物和藻类分解的速度持续提升，消耗大量的水中溶解氧，进一步加剧水体的黑臭现象。

2 城市常用黑臭水体治理技术分析

2.1 物理治理技术

水体中的污染物浓度超出其自净能力承受范围极限的情况下，就会产生水体的黑臭现象。常用的物理黑臭水体治理技术是以污染物的来源作为基础，或者是将其他水域的水体调动起来参与到黑臭水体的治理过程中，比如截污清淤、人工曝氧增氧、调水稀释等，能够实现最大面积削减水体污染物的目的。其中的人工曝氧增氧技术是在河道水体的适当位置处进行人工曝氧增氧，确保有机质得到明显的氧化，逐步降低直至消除水体的黑臭现象，技术本身具备着投资较少、起效较快等特点。虽然这一技术使得水体自身的可生化性有所提升，促使有机质的氧化降解速度提高，但这一技术无法彻底解决城市水体的黑臭问题。可以通过与化学氧化法等其他技术进行联用，取得较好的黑臭水体净化效果。除此之外，河道底泥疏浚法在黑臭水体的治理过程中也呈现出了较为良好的效果。在轻质疏浚材料逐步发展以及疏浚清淤方法体系逐渐完善的影响下，这一方式对于水体产生的二次污染影响逐渐降低[2]。

2.2 化学治理技术

黑臭水体的化学治理技术就是将化学药剂投放到黑臭水体中，使得化学药剂能够和水体中的污染物发生混凝、化学沉淀等反应，将污染物质从水体中进行有效地沉淀分离，或者是氧化分解成为各类无毒的物质[3]。这一技术能够在较短的时间内实现显著降低水中污染物含量的目的。最为常用的化学治理药剂，包含了石灰、氢氧化钙和过氧化钙。在治理城市黑臭水体的过程中，过氧化钙进一步提升微生物降解的速度及水体氧化还原的电位，借此来显著降低臭味化合物的生成。除此之外，过氧化钙能够进一步强化生物降解的速度以及化学沉淀的方式，将水体中过量的氮、磷元素有效取出。但需要注意的一点是，单纯使用化学药剂进行黑臭水体的治理，无法对其水质的长期稳定性提供保障，甚至很容易造成黑臭问题的反弹现象。部分外来的化学物质在使用的过程中，很有可能会对水体造成二次的污染现象，无法做到从根本上治理黑臭水体，为此这一方式绝大部分应用于那些小型、封闭且具备严重黑臭现象的水体中。

2.3 微生物修复治理技术

用于黑臭水体治理的微生物修复技术，主要是将微生物制剂或者是酶制剂投放到黑臭水体中，或者是将降解污染物的酶以及促进微生物生长的维生素等生物激活制剂投入其中。微生物修复技术在黑臭水体治理的过程中具备着显著的过程稳定，操作简单等诸多优势，并且在与其他方法联合使用的时候，具备着十分显著的黑臭水体净化效果。但这一方式很容易在应用过程中受到温度、水体酸碱度以及水中溶解氧含量等因素的影响，导致其单独使用的治理效果相对较为一般。同时，外来的菌种与水体中原有的土著微生物群体存在着一定的生存竞争关系，对黑臭水体的治理修复效果会产生较大程度的负面影响。

3 各类黑臭水体的具体治理措施

3.1 生态基流的黑臭水体治理

对于北方而言，其降水量相对较少，在部分缺水型的城市中，河道的水分来源除了天然降雨之外，污水处理厂处理后的水也是其主要来源，城镇污水处理厂出水一级A的标准也远远超过了地表水的V类水体。这类水体因自身具备的较低的水环境容量，且污水承载能力相对有限，在具体的治理过程中需要深度对污水处理厂的尾水进行处理，使其能够达到地表水体IV类的有关水质要求[4]。除此之外，需要在全面发挥雨水补充作用的前提下，将低影响开发理念作为指导，在河道内部对雨水进行合理的储存、利用以及净化。同时还需要将橡胶坝等水利设施在河道内进行合理的设置，确保河道水位能够始终处于正常的生态水位线，并借助人工湿地等生态方式，对河道的水体水质进行生态进化。

3.2 雨水、污水混合黑臭水体治理

雨水在落入地表之后，可以混合各类污染物质和生活污水，借助雨水管道直接排放到城市的水体中，这也是当前城市水体污染现象越发严重的主要原因。根据相关资料显示，雨水中的氮、磷元素含量较为丰富，雨水和污水的混流会使得城市水体的黑臭现象进一步加剧。这种雨水和污水混流型的河道，本质上属于季节性的河道，具备着较大的治理难度，往往在经历一场大雨之后，水体的生态系统便会自行崩溃[5]。故此，这类型河道的黑臭水体治理重点是排口溢流的有效控制。简单而言，可以从海绵城市的理念出发，对雨水进行渗透、滞留、储蓄、净化等诸多方面的处理，真正做到从源头上对水体的污染源头进行控制。由于在城区进行源头控制具备着较大的难度，可以针对雨污的排口开展末端处理工作，最为经济的方式就是使用多级旋流沉砂器。

4 城市黑臭水体治理积水未来发展趋势

4.1 生物促生技术的发展

城市水体内部通常都含有为数较多的具备自我洁净作用的微生物，在水体遭到污染之后，这类生物的生物活性以及数量会遭到一定的负面影响，这也是城市黑臭水体自净能力始终无法得到有效提高的重要原因。生物促生技术可以通过向城市黑臭水体内投入一定数量的生物促进剂，进一步加快水体内原有微生物的繁殖速度，最终实现黑臭水体有效治理的目标。在没有曝气的情况下，通过固体生物促进剂的加入，能够有效地将水体内部的污染物质进行清除。此外，也可以使用间歇性的曝气和生物促进剂投放结合的策略，在有效发挥二者协同优势的前提下，确保水体内富余的氮、磷等元素能够有效去除，最终实现黑臭水体水质显著改善的目标。这一技术在未来推广需要解决的一个重要问题就是其治理成本。

4.2 水体自洁能力的全面发挥

任何治理技术的应用只能够在一段时间内改善黑臭水体的水质，想要最为根本地解决城市黑臭水体的问题，需要进一步强化水体的自我洁净功能。在未来的黑臭水体治理过程中，会更加重视水体流通性的提升，这也是水体自洁能力提高的有效途径。当水体处于流动状态的情况下，可以有效将污染物含量进行稀释，削弱污染物在水体中的聚集现象。当前我国城市的黑臭水体绝大部分处于一种静止的死水态，这一类型的水体即便是使用了相应的黑臭水体治理技术，也很容易因为其流通性缺乏，导致在短期内出现黑臭问题的反复，故此水体自净能力的强化是我国今后黑臭水体治理技术发展的一个重要方向。

4.3 生物修复技术的优化发展

生物修复技术作为一种成本投入较低且作用时间相对较长的修复技术，在当前应用过程中很容易受到周边植被生长周期、环境以及气候等因素的影响，使得这一技术的应用周期有所延长，效率降低，且无法进行有效的应用控制。故此这一技术在未来的发展过程中，可以通过各类生物修复强化技术的优化以及联合应用，在提升其黑臭水体修复工作效率的前提下，显著降低各类不良因素对于黑臭水体治理效果的影响。

5 总论

城市黑臭水体的存在，不但对于当地的生态环境产生了强烈负面影响，并且黑臭水体渗入地下水中，也会对当地居民的身体健康产生一定程度的威胁。当前较为常用的物理、化学以及微生物修复技术，在黑臭水体治理过程中都存在着明显的优劣势。在今后的技术发展过程中，需要重视水体自净能力的提高以及技术劣势的弥补，并做到针对不同类型的黑臭水体采取不同的配套治理措施，以此来显著改善城市内部的黑臭水体问题。