簡述河道黑臭水體污染治理技術(shù)

劉 鵬

（北京市房山區(qū)水務(wù)局，北京 102401）

引 言

我國各個地區(qū)城市河道黑臭水體污染問題愈演愈烈，已經(jīng)對我國生態(tài)文明建設(shè)與環(huán)保事業(yè)發(fā)展形成嚴(yán)重制約和影響，因此加強(qiáng)城市河道黑臭水體治理與改善勢在必行。在國家科技發(fā)展引領(lǐng)下，我國水環(huán)境污染治理技術(shù)有了顯著發(fā)展和進(jìn)步，但是單純應(yīng)用水環(huán)境污染治理技術(shù)，無法從根本上解決河道黑臭水體污染問題，所以有必要在明確黑臭水體形成原因的基礎(chǔ)上，集成控源截污、內(nèi)源治理、水質(zhì)提升、生態(tài)補(bǔ)水與生態(tài)治理等有效舉措，切實(shí)優(yōu)化黑臭水體治理效果。

1 河道黑臭水體污染治理的必要性

1.1 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

隨著全球環(huán)境污染和氣候變化等問題的日益突出，各國政府都非常重視環(huán)境治理和可持續(xù)發(fā)展，致力于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。城市黑臭水體污染嚴(yán)重阻礙了可持續(xù)發(fā)展理念的落實(shí)，對環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)生了負(fù)面影響，限制了城市可持續(xù)發(fā)展的空間，所以黑臭水體治理是環(huán)境治理和可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。

1.2 保護(hù)生態(tài)環(huán)境與人體健康

城市黑臭水體污染嚴(yán)重，會破壞水生態(tài)系統(tǒng)，威脅生物多樣性，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。治理黑臭水體可以有效減少水體污染和生態(tài)破壞，保護(hù)環(huán)境和人類健康。治理黑臭水體可以通過凈化或轉(zhuǎn)移污水等方式，避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞，保護(hù)水資源和生物多樣性。長期不治理黑臭水體，污水可能會滲入地下，污染地下水，對人類健康造成威脅[1]，所以治理黑臭水體可以提高飲用水的質(zhì)量和水環(huán)境的健康水平。

2 黑臭水體的形成原因

2.1 黑臭水體的內(nèi)外源污染

2.1.1 外源污染

外源污染是指來自周圍環(huán)境的污染物，如生活垃圾、污水、工業(yè)廢水等，是導(dǎo)致水體黑臭的重要原因。一些城市的雨污管網(wǎng)不完善，使雨水和污水混合排入河道，增加了河道污染程度和治理難度。水體污染因子增多，超過了水體自凈能力，會導(dǎo)致水體出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。河道兩邊堆放的垃圾經(jīng)雨水沖刷入河，會使河道中的污染物大量增加，加劇了河道黑臭程度。

2.1.2 內(nèi)源污染

河道生物死亡后，它們的遺體和排泄物會沉積在底部形成底泥，長期累積形成內(nèi)源污染。河道底泥中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物，這些物質(zhì)能夠提供微生物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)微生物的繁殖。微生物在底泥中進(jìn)行代謝，引發(fā)底泥中一系列的化學(xué)反應(yīng)，使得底泥中的有害物質(zhì)逐漸被釋放[2]。

2.2 城市快速發(fā)展破壞河道生態(tài)

城市快速發(fā)展導(dǎo)致土地利用的變化，河道空間被侵占，使得河道的自然狀態(tài)被破壞，河岸坍塌、水流速度變慢等問題加劇。周邊建筑和道路建設(shè)圍堵了河道，使得河道受到壓迫，水體不能有效流動，加劇了河道污染問題。生活垃圾、污水、工業(yè)廢水等大量排放入河道，嚴(yán)重影響了河道水質(zhì)，加大了河道污染的程度和治理成本。一些河道干涸斷流，水源水量減少。

2.3 運(yùn)營管理機(jī)制不完善

我們需要強(qiáng)化環(huán)保意識，才能有效治理黑臭水體。如果河道管理機(jī)制不完善，管理落實(shí)不力，就會導(dǎo)致黑臭水體難以得到有效治理。除此之外，河道缺乏有效監(jiān)控以致沒有及時發(fā)現(xiàn)和處理河道污染，以及市民環(huán)保意識薄弱，對治理認(rèn)識不足，隨意排放污水和堆放垃圾等，都加劇了河道黑臭問題。

3 城市黑臭水體治理技術(shù)集成

治理黑臭水體首先要控制污染源輸入和截留污染，這是治理黑臭水體的基礎(chǔ)。內(nèi)源污染是黑臭水體的主要污染來源，清淤治理是治理黑臭水體的重要手段之一。改善水質(zhì)和進(jìn)行清水補(bǔ)給是治理黑臭水體的關(guān)鍵，這需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，如增氧、曝氣等。水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)是治理黑臭水體的重要手段之一，可通過增加植被、建立濕地系統(tǒng)等方式實(shí)現(xiàn)[3]。

3.1 內(nèi)源治理技術(shù)

底泥是黑臭水體治理中需要疏浚修復(fù)的重要對象。原位處理是指直接對底泥采取物理、化學(xué)、生物等修復(fù)技術(shù)，以有效降低底泥中的污染物含量。異位處理是指將底泥從水體中移出后，在外部進(jìn)行處理，如熱解、厭氧消化等，并可進(jìn)一步進(jìn)行資源化利用。原位處理的風(fēng)險是可能會二次污染水體，需要采取適當(dāng)措施加以控制。異位處理的工程量大、耗資多，同時也存在二次污染的風(fēng)險，需要進(jìn)行全面評估。疏浚修復(fù)工程可能會對河道生態(tài)系統(tǒng)造成一定破壞，需要采取措施進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)。在進(jìn)行疏浚修復(fù)時，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)具體情況選擇適宜的原位或異位修復(fù)方法，并充分評估風(fēng)險；在疏浚修復(fù)過程中，需要綜合考慮治理效果、生態(tài)影響、資金等因素，做出科學(xué)合理的決策。

3.2 水質(zhì)提升技術(shù)

3.2.1 曝氣技術(shù)

曝氣技術(shù)是將空氣注入水體，提高水體中的溶解氧含量，改善水體環(huán)境。曝氣技術(shù)可以抑制厭氧生物和藻類的生長，減少水體的富營養(yǎng)化。曝氣技術(shù)可以改善水體的氧化還原環(huán)境，促進(jìn)沉淀作用，提高水體的澄清度。該技術(shù)可以增加水體的擾動，促進(jìn)氮的擴(kuò)散，減少水體中的氮含量。曝氣技術(shù)單獨(dú)使用時，無法去除水體中的氮、磷等營養(yǎng)物，需要與其他技術(shù)結(jié)合使用。在應(yīng)用曝氣技術(shù)時可能會擾動底泥，導(dǎo)致二次污染，相關(guān)人員需要進(jìn)行合理的操作和管理。與此同時，該技術(shù)可能會影響景觀，同時也可能加劇水體的惡臭問題，需要進(jìn)行合理規(guī)劃和設(shè)計。在選擇曝氣技術(shù)時，相關(guān)人員應(yīng)綜合考慮各方面的影響因素，如水質(zhì)、底泥、環(huán)境等，選擇適宜的曝氣方案。曝氣技術(shù)可以與其他技術(shù)結(jié)合使用，如生物濾池、人工濕地等，以實(shí)現(xiàn)綜合治理效果。

3.2.2 投加化學(xué)藥劑

化學(xué)藥劑可以通過沉淀、聚合或氧化還原等方式，有效處理底泥污染物，常用的化學(xué)藥劑包括絮凝劑、殺藻劑、除磷劑等，不同的藥劑具有不同的處理效果。化學(xué)藥劑的投加方式會對底泥中營養(yǎng)鹽的釋放產(chǎn)生影響，相關(guān)人員需要進(jìn)行合理的操作和管理。化學(xué)修復(fù)是一種快速有效的原位修復(fù)方式，可以在較短時間內(nèi)去除底泥中的污染物，但該方法成本較高，效果不持久，易造成二次污染。

3.2.3 集成治理技術(shù)

集成治理技術(shù)是將多種治理技術(shù)結(jié)合使用，以達(dá)到更好的治理效果，常用的技術(shù)包括土地處理、生物處理和物理化學(xué)處理等。土地處理是通過植物、土壤等自然因素，對污染物進(jìn)行吸附、降解和轉(zhuǎn)化，其中人工濕地系統(tǒng)是一種常用的土地處理技術(shù)。生物處理是利用微生物對污染物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化的技術(shù)，其中填料生物膜系統(tǒng)技術(shù)是一種常用的生物處理技術(shù)。物理化學(xué)處理是利用化學(xué)藥劑或物理手段去除和轉(zhuǎn)化污染物的技術(shù)，其中超磁分離和絮凝是常用的物理化學(xué)處理技術(shù)。

3.3 生態(tài)補(bǔ)水技術(shù)

生態(tài)補(bǔ)水可以增加水體流速和水動力，沖刷污染物，促進(jìn)水體自凈能力的恢復(fù)。該技術(shù)可以使用清潔水替換富營養(yǎng)化的水體，有效降低水體中的營養(yǎng)鹽和有機(jī)質(zhì)含量。生態(tài)補(bǔ)水可以快速稀釋和沖刷污染物，緩解水體污染。該技術(shù)還能增加水體中的溶解氧含量及水體中的生物量，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和穩(wěn)定。

3.4 生態(tài)治理技術(shù)

生態(tài)治理是一種以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)的治理方法，通過恢復(fù)和重建水生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水體自然凈化。該技術(shù)通過重建和恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)水體的自然功能和生態(tài)平衡。

3.4.1 微生物修復(fù)法

微生物修復(fù)是一種基于生物技術(shù)的水體修復(fù)方法，利用微生物的代謝、吸附和轉(zhuǎn)化作用來調(diào)節(jié)水體生態(tài)。常用微生物包括厭氧菌、好氧菌、硝化菌、反硝化菌等多種優(yōu)勢菌群，這些微生物菌群可以高效去除水體中的營養(yǎng)鹽、重金屬和難降解有機(jī)物，促進(jìn)水體的自然凈化。微生物修復(fù)的原理是利用微生物細(xì)胞分泌的酶降解污染物，將其轉(zhuǎn)化為無毒或低毒物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水體的目的。當(dāng)前微生物修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用中仍然存在應(yīng)用范圍窄、治理效果難以保證等問題。微生物修復(fù)技術(shù)在水生動植物系統(tǒng)協(xié)調(diào)方面還存在一定困難，需要完善技術(shù)手段。

3.4.2 水生植物修復(fù)法

水生植物可以通過根系吸收水體和底泥中的營養(yǎng)物質(zhì)，包括氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，除此之外，水生植物還可以將吸收的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)同化為自身組織，實(shí)現(xiàn)水體的凈化作用。水生植物還可以吸收水體中的揮發(fā)性有機(jī)物，并通過蒸騰作用釋放到大氣中，起到凈化作用。水生植物可以通過光合作用釋放氧氣，改善水體的缺氧狀態(tài)，促進(jìn)水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。水生植物還能緩解水體和底泥的黑臭問題，促進(jìn)水體的自然凈化。水生植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)針對不同水體，確定限制植物生長的關(guān)鍵因素，如水溫、水深、光照等因素，以提升修復(fù)效果。

3.4.3 水生動物修復(fù)法

水生動物修復(fù)技術(shù)是一種基于生物技術(shù)的水體修復(fù)方法，利用浮游動物、游泳動物和底棲動物吸食水體中的污染物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)分為經(jīng)典生物操縱法和非經(jīng)典生物操縱法兩種。前者通過調(diào)控魚類群落比例實(shí)現(xiàn)修復(fù)；后者通過直接增加濾食性魚類數(shù)量實(shí)現(xiàn)修復(fù)。水生動物修復(fù)技術(shù)的修復(fù)效果受到環(huán)境條件和操作措施的影響，相關(guān)人員需要根據(jù)水體的不同情況，控制投放的動物量和投放密度，以確保修復(fù)效果的最大化。

4 河道黑臭水體污染治理技術(shù)應(yīng)用策略

4.1 控源截污是治理黑臭水體的基礎(chǔ)和前提

控源截污是治理黑臭水體的基礎(chǔ)和前提，只有有效控制污染物的排放并截留污染物，才能從根本上解決黑臭水體的問題。控源截污主要通過截污納管和控制面源污染來實(shí)現(xiàn)，這需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段和管理措施。截污技術(shù)包括關(guān)閉排污口、分流處理初期雨水等，這些技術(shù)可以有效減少污染物的排放，提高水環(huán)境質(zhì)量。除了截污技術(shù)，源頭減量、就地處理、收集調(diào)蓄等，也是控源截污的重要手段，可以有效減少污染物的排放和影響。（1）合流制是一種控源截污的技術(shù)手段，通過多階段控制溢流，減少污染物的排放，提高水環(huán)境質(zhì)量。（2）智能管網(wǎng)集成技術(shù)是一種新興的控源截污技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)模型化、科學(xué)化管理，提高管網(wǎng)的運(yùn)行效率和管理水平。控源截污在實(shí)施過程中，往往會受到城市管網(wǎng)本身存在問題的影響，如老化、漏損等，這會削弱控源截污的效果。為了克服城市管網(wǎng)本身存在的問題，我們必須完善管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)揮控源截污的作用，實(shí)現(xiàn)對黑臭水體的有效治理。

4.2 強(qiáng)化控源截污，構(gòu)建長效治理機(jī)制

水環(huán)境治理的關(guān)鍵在于控制源頭，因此需要強(qiáng)化控源截污，建立長效治理機(jī)制，包括揪出隱藏的直排口、避免初期雨水直排等措施，以確保治理效果不會反彈。（1）水環(huán)境治理需要與“海綿城市”建設(shè)相結(jié)合，通過在源頭控制污染物排放總量來減輕城市水環(huán)境的壓力，發(fā)揮城市本身的綜合治理能力。（2）加強(qiáng)公眾參與和監(jiān)督，發(fā)揮各方職能優(yōu)勢，強(qiáng)化交流合作，從而形成合力，共同推進(jìn)水環(huán)境治理工作。（3）建立多部門聯(lián)動的長效管理機(jī)制，實(shí)施精準(zhǔn)監(jiān)測，防止治理效果反彈，確保水環(huán)境保持良好狀態(tài)。（4）建立統(tǒng)一的治理管理平臺，運(yùn)用遙感和在線監(jiān)測等高科技手段，實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境的全過程監(jiān)控。（5）加強(qiáng)效果評估，不斷優(yōu)化和完善治理策略，以提升治理效果和治理成本效益。

5 結(jié)語

綜上，隨著黑臭水體污染問題不斷加劇，再加上黑臭水體晝夜彌散不消的嗅覺刺激，使得黑臭水體污染成為社會各界深惡痛絕的環(huán)境問題。因此，不論是出于對生態(tài)環(huán)境，還是對城市形象以及民眾體質(zhì)健康的考慮，我們都需要通過各種手段，將河道黑臭水體治理做到實(shí)處，所以筆者建議相關(guān)人員深入分析如何通過黑臭水體治理技術(shù)集成，促進(jìn)河道黑臭水體污染治理的高效開展。