淺談黑臭水體治理技術(shù)的研究進(jìn)展
隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市河道水體污染狀況訝益惡化。近幾年，黑臭水體的治理已成為廣大環(huán)保專家積極關(guān)注和研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。黑臭水體不僅在色味上給人們帶來(lái)的不愉悅感尤其是其污染最終通過(guò)食物鏈循環(huán)進(jìn)而影響到人們的生活健康。主要是由于前幾年我國(guó)工業(yè)企業(yè)的大量有機(jī)污水無(wú)管理無(wú)處置的直接排放，導(dǎo)致其對(duì)水體造成了不可自我修復(fù)的刳傷。本文就針對(duì)黑臭水體污染形成的原因，以及目前常規(guī)的治理修復(fù)技術(shù)做簡(jiǎn)要概括分析，以期為我國(guó)接下來(lái)的黑臭水體治理重大環(huán)保工程提供理論參考。
城市水體是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有水體循環(huán)、水土保持、水質(zhì)涵養(yǎng)、調(diào)節(jié)溫濕度、改善城市氣候等多種功能。但是由于目前我國(guó)“新型城鎮(zhèn)化建設(shè)”的快速發(fā)展，城市的水環(huán)境質(zhì)量受到嚴(yán)重威脅。據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，截至2016年，全國(guó)295個(gè)地級(jí)以上城市黑臭水體總認(rèn)定數(shù)為2014個(gè)，城市水體普遍受到污染，黑臭水體逐漸增多，已嚴(yán)重影響了居民的生活質(zhì)量。
我國(guó)城市黑臭水體的綜合治理已經(jīng)刻不容緩。國(guó)務(wù)院于2015年4月正式發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確提出：到2020年，地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)；到2030年，全國(guó)城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。由此可見城市黑臭水體治理的緊迫性和艱巨性。
目前全國(guó)興起了黑臭水體治理的熱潮，但是有些缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的治理路線，陷入“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的誤區(qū)；有些注重單一技術(shù)，忽視采用集成技術(shù)進(jìn)行綜合治理；有些污染源治理與生態(tài)治理不同步，事倍功半；有些過(guò)度強(qiáng)調(diào)生態(tài)與景觀，忽視自然生境的構(gòu)建。本文對(duì)黑臭水體治理技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)加以分析，期望為我國(guó)黑臭水體的治理提供借鑒。
1、河流黑臭產(chǎn)生的原因及危害
1.1 河流黑臭產(chǎn)生的原因
城市河道黑臭主要是過(guò)量納污導(dǎo)致水體供氧和耗氧失衡的結(jié)果，水體缺氧乃至厭氧條件下污染物轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生氨氮、硫化氫、揮發(fā)性有機(jī)酸等臭惡臭物質(zhì)以及鐵、錳硫化物等黑色物質(zhì)。生活污水是導(dǎo)致城市河道黑臭的最普遍和最主要的污染源。其他污染源還有：生活垃圾、有機(jī)工業(yè)廢水、合流制管網(wǎng)溢流污水、污水廠尾水、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水等。消除城市河道黑臭、改善城市水環(huán)境質(zhì)量，對(duì)保障城市人居健康、促進(jìn)社會(huì)和諧與經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.2 河流黑臭的危害
黑臭河道的危害很多，如影響居民生活，危害人體健康；破壞河流生態(tài)系統(tǒng)；損害城市景觀。因此消除黑臭、改善感觀，美化城市，已是城市河流治理中首要解決的問(wèn)題。
2、黑臭水體治理原則
依據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，科學(xué)系統(tǒng)地綜合治理城市黑臭水體，必須以全面改善水環(huán)境質(zhì)量為核心，堅(jiān)持分區(qū)管理，近中遠(yuǎn)期分期實(shí)施，“一河一策”分類治理的原則。其綜合治理的技術(shù)體系應(yīng)按照“控源截污—水質(zhì)凈化—生態(tài)修復(fù)”的理念和模式，堅(jiān)持“水陸統(tǒng)籌，截污與改善水動(dòng)力條件相結(jié)合，污染源治理和生態(tài)修復(fù)相結(jié)合，同時(shí)堅(jiān)持工程建設(shè)與長(zhǎng)效管理兩手抓的策略。
從根本上治理黑臭水體，杜絕水體返黑、水質(zhì)反復(fù)惡化，必須具有科學(xué)系統(tǒng)的治理技術(shù)路線，包括：開展黑臭水體環(huán)境問(wèn)題診斷，分析黑臭成因，核定污染物負(fù)荷，確定控制目標(biāo)，制定黑臭水體治理實(shí)施方案；實(shí)施污染源控制及治理，水動(dòng)力改善及水力調(diào)控，水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)，加強(qiáng)綜合管理及工程運(yùn)行與維護(hù)。
因而，針對(duì)適合城市黑臭水體治理的技術(shù)與模式，以下列舉了當(dāng)前效果穩(wěn)定可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理的黑臭水體治理常規(guī)技術(shù)，主要涉及源污染控制和治理關(guān)鍵技術(shù)、水動(dòng)力改善及水力調(diào)控技術(shù)、水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)技術(shù)三方面。
3、黑臭水體常規(guī)治理技術(shù)
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)針對(duì)城市河道的黑臭治理均遵循“控源-凈化-修復(fù)”的思路。下面將著重介紹常用幾種治理技術(shù)。
3.1 清游疏浚技術(shù)
清游疏浚是清除內(nèi)源、控制水體污染的有效措施之一。其方法主要有兩種，一種是抽干湖河水后清法（干法），如上海市麗娃河就用的干床沖挖清游疏浚工藝，另一種是用機(jī)械食接從水中清除游泥，常用的工具是挖泥船。
干式清淤是指抽干城市黑臭水，使水體底泥裸露出來(lái)，使用水力沖挖的方式對(duì)淤泥進(jìn)行清理。干式清淤具有清淤濃度高、清淤速度快、清淤較為徹底的優(yōu)點(diǎn)，但也存在破壞水體原有生態(tài)，產(chǎn)生二次污染的不足。在實(shí)際施工中，干式清淤一般使用在城市箱涵清淤、明渠清淤、小型湖泊清淤，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)運(yùn)方便快捷，黑臭水體治理效果明顯。
濕法清淤主要是通過(guò)水力清淤設(shè)備進(jìn)行治理黑臭水體的。
水力清淤設(shè)備通過(guò)利用高壓水槍沖刷河床中的淤泥，形成一定濃度的淤泥，然后通過(guò)泥漿泵的絞吸、抽吸等作用將懸浮起來(lái)的淤泥吸人并通過(guò)管道排出。水力式挖泥船主要有絞吸式、耙吸式、斗輪式、吸揚(yáng)式等。濕法作業(yè)的應(yīng)用范圍較廣，江河湖庫(kù)都可用之。清流疏浚能相對(duì)快速地改善水質(zhì)，但因具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性，國(guó)內(nèi)外對(duì)此多持慎重態(tài)度故在底泥疏浚前應(yīng)開展環(huán)境影響評(píng)價(jià)，對(duì)可能造成的環(huán)境影響提出相 應(yīng)對(duì)策。
3.2 截污納管技術(shù)
截污納管是從源頭上消減污染物的排放量。通過(guò)建設(shè)和改造位于河道兩側(cè)污水產(chǎn)生單位內(nèi)部的污水管道，并將其就近接入敷設(shè)在城鎮(zhèn)道路下的污水管道系統(tǒng)中，并轉(zhuǎn)輸至城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行集中處理，阻止污水進(jìn)入河流。
3.3 曝氣增氧技術(shù)
缺氧是黑臭水體普遍特征。恢復(fù)水體耗氧復(fù)氧平衡、提高水體溶解氧濃度是水環(huán)境治理和水生態(tài)恢復(fù)的首要前提。曝氣增氧是水體增氧的主要方法，能快速提高水體溶解氧，并兼有造流、凈化抑藻和底泥修復(fù)作用。德國(guó)薩爾河、英國(guó)泰晤士河、中國(guó)的蘇州河及溫瑞塘河的許多河段等治理中都使用了曝氣增氧的方法。
3.4 清水補(bǔ)水技術(shù)
環(huán)境調(diào)水其目的在寧改善水體水質(zhì)，提髙水資源的利用價(jià)值和水環(huán)境的承載力，主要應(yīng)用寧納污負(fù)荷高、水動(dòng)力不足、環(huán)境容量低的城市河湖和水網(wǎng)。上海市開展蘇州河環(huán)境調(diào)水研究和試驗(yàn)己有20余年歷史，取得了良好的效果；2005年7月22日，南京市秦淮河管理處啟動(dòng)了秦淮河環(huán)境調(diào)水工程。
4、黑臭水體監(jiān)督管理
在黑臭水體的治理過(guò)程中不但要注重治理技術(shù)和治理指施，更要注重對(duì)黑臭水體治理的維護(hù)與管理，從而確保整個(gè)治理工程有序、高效進(jìn)行；同時(shí)，也使已治理好的水體不至于再受污染，鞏固已有的治理成果，保障治理水體的長(zhǎng)治久清。
主要的監(jiān)督管理措施包括：一是建立綜合協(xié)調(diào)機(jī)制，加強(qiáng)政府各部門之間的聯(lián)系、協(xié)調(diào)與合作，齊抓共管，形成黑臭水體治理合力。二是完善監(jiān)管機(jī)制，落實(shí)責(zé)任到人，公布黑臭水體名稱、責(zé)任人、達(dá)標(biāo)期限及治理效果；建立黑臭水體信息共享平臺(tái)和信息公開制度，每半年向社會(huì)公布治理情況，接受社會(huì)監(jiān)督，鼓勵(lì)公眾參與。三是科學(xué)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，建立健全環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，鼓勵(lì)綜合利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)、自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)視頻監(jiān)測(cè)、人工巡視監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)信息傳媒等手段，構(gòu)建水體監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。四是建立黑臭水體治理工程運(yùn)行維護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制，實(shí)行水體環(huán)境的常態(tài)化養(yǎng)護(hù)，制定黑臭水體治理考核及評(píng)估辦法，確保工程長(zhǎng)效運(yùn)行和水質(zhì)改善效果。
5、治理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
解決黑臭水體問(wèn)題涉及自然科學(xué)、工程技術(shù)、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理科學(xué)，需要針對(duì)黑臭水體進(jìn)行跨學(xué)科的、涉及生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各方面的全面研究。根據(jù)國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展以及熱點(diǎn)趨勢(shì)，未來(lái)黑臭水體治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)需滿足治理效果穩(wěn)定可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理、已有應(yīng)用實(shí)例等要求，涉及到的污染源控制、生態(tài)修復(fù)與監(jiān)管新技術(shù)主要包括。
在點(diǎn)源治理方面，以應(yīng)用高效脫氮、脫碳、除磷及資源、能源化先導(dǎo)技術(shù)為主，如真空收集截污技術(shù)、氮磷及有價(jià)物質(zhì)回收利用技術(shù)、難降解工業(yè)廢水高級(jí)氧化技術(shù)等。
在面源治理方面，需集成應(yīng)用城市面源綜合協(xié)同控制技術(shù)，初期雨水、地表漫流截流與污染控制技術(shù)等。
在內(nèi)源治理方面，以研發(fā)應(yīng)用新材料與制劑為主，如氧化劑、覆蓋劑、生物抑制劑、環(huán)境友好生態(tài)覆蓋劑等。
在生態(tài)修復(fù)方面，應(yīng)以應(yīng)用原位水質(zhì)改善及生物生態(tài)恢復(fù)技術(shù)為主，如復(fù)合酶原位生態(tài)凈化、高效復(fù)合微生物菌劑、土著微生物擴(kuò)增及生物促生、生物操縱等技術(shù)。
6、結(jié)論
目前我國(guó)大部分城市地表水由于污染日趨嚴(yán)重已經(jīng)演變成黑臭水體。
主要治理河流黑臭的技術(shù)和方法包括物理法、化學(xué)法和生物法，其中由于生物修復(fù)具有環(huán)境友好、生態(tài)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在黑臭河流的治理中得到了廣泛的應(yīng)用。另外，在原有物理、化學(xué)和生物技術(shù)的基礎(chǔ)發(fā)展、組合和延伸一系列新技術(shù)也有著廣闊的發(fā)展前景。國(guó)內(nèi)外對(duì)黑臭河流的治理研究已有了一定的成效，并且建立了相關(guān)的水質(zhì)指數(shù)關(guān)系式以及預(yù)測(cè)模型。今后，黑臭河流的治理以及組合技術(shù)的推廣將擁有更加廣闊的前景。
