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的不愉悅感尤其是其污染最終通過食物鏈循環(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)污水無管理無處置的直接排放，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，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，然后通過泥漿泵的絞吸、抽吸等作用將懸浮起來的淤泥吸人并通過管道排出。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?；謴?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。
