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城市黑臭水体治理技术及其发展趋势

2018-09-22张碧莹

科技风 2018年27期
关键词:黑臭水体治理技术发展趋势

张碧莹

摘 要:城市黑臭水体不仅严重影响城市形象,还对居民健康和幸福生活造成严重影响。本文对目前国内城市黑臭水体的治理技术做了详细介绍,分析了今后治理技术的发展趋势,以期为城市黑臭水体治理工程提供理论指导。

关键词:黑臭水体;治理技术;发展趋势

水体黑臭是水体污染的一种感官描述,是指水体呈现出令人不悦的颜色和气味。[1]水体缺氧是水体黑臭形成的根本原因,大量有机污染物进入水体,分解消耗水中氧气,造成水体缺氧,[2]缺氧状态下,水体中的含铁、含硫化合物发生化学反应形成FeS,MnS等致黑物质,有机物厌氧降解产生的氨NH3,H2S等气体是臭味的主要来源。[3]黑臭水体是《水污染防治行动计划》的重要目标,要求到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除。本文总结了黑臭水体的治理技术,探讨了今后治理的发展趋势,为我国城市黑臭水体治理提供基础。

1 黑臭水体治理技术

随着对黑臭水体研究的不断深入,应用于黑臭水体治理的方法也越来越多,从治理原理上可大致归为物理修复、化学修复以及生物生态修复三大类。

1.1 物理修复

常见的物理修复技术有污染拦截、人工曝气、活水补充以及清淤疏浚等。污染拦截通过截留水体污染源来控制污染物质进入,目前主要是通过修建管网对进入水体的污水进行收集,集中处置达标后排放,以实现对污染源的控制,污染截留是其它黑臭水体治理技术的前提。人工曝气是根据黑臭水体缺氧的特点,通过曝气设备将氧气充入水体,人工曝气可迅速增加水体溶解氧,促进污染物质分解,快速改善黑臭水体水质。活水补充是将清洁水、污染负荷低的再生水引入黑臭水体,对污染物进行稀释,降低污染物浓度,对水体进行修复。清淤疏浚是将污染负荷较高的底泥迁出水体,以控制底泥向水体释放污染物,该方法通常用于底泥污染严重的水体治理。

1.2 化學修复

化学修复是通过添加双氧水、铁氧、铝盐、生石灰等化学药剂,通过氧化、絮凝沉淀等作用来达到去除污染物质的目的。化学修复能快速降低水体中污染物质浓度,在短时间内达到对水质的大幅度改善,但该法治理成本较大,无法从根本上上去除污染物,通常应用于小型的封闭水体。

1.3 生物生态修复

长期的工程实践表明,单纯的物理、化学修复方法都难以从根本上改善黑臭水体水质,达到长效治理目的。生态生物修复技术以植物、微生物为修复主体,利用其生长代谢功能来降解、转化污染物质,净化水质,生态生物修复还能促进水生态系统功能恢复,恢复水体自净能力,从根本上治理黑臭水体。生态生物修复技术是目前认为最具应用前景的修复治理技术。常用于黑臭水体治理的生态生物治理技术有生物膜法、人工湿地、生态浮岛、水生植物塘等。生物膜法以卵石、纤维等材料为载体,是微生物在其表面附着生长,利用微生物的生长代谢功能降解水体中的污染物质。人工湿地即是认为构造湿地系统,通过系统物理、化学及生物的共同作用来去除污染物质,净化水质。生态浮岛是一种以植物为主体的治理技术,其以高分子材料为载体,将具有水体净化功能的植物种植于黑臭水体中,对污染水体进行净化。植物除自身生长能对污染物质进行吸收去除外,其根系还能为微生物、水生动物提供良好的生存环境,促进微生物对污染物质的降解,提高水生生物多样性,促进水生态系统功能的恢复,常用于生态浮岛的植物有石菖蒲、马来眼子菜、水葫芦、水花生、芦苇等。水生植物塘在污染水体中种植水生植物,利用植物的净化修复功能对黑臭水体进行治理。

目前,黑臭水体的治理普遍遵循外源减排、内源清淤、水质净化、清水补给以及生态修复的治理路线,在治理技术的选择上,根据黑臭水体污染状况及成因的不同,选择的技术方法有所区别,但通常会综合应用物理、化学和生态生物修复技术,单一治理技术难以达到持久的修复目的。

2 黑臭水体治理发展趋势

黑臭水体成因不一,治理复杂,实际治理中还存在诸多问题,为真正提高黑臭水体治理效果,实现长治久清,还需探寻更好的综合治理措施。在今后的黑臭水体治理中,认为有以下发展趋势。

2.1 加强污染源控制技术

污染源控制是黑臭水体治理的前提,目前多采用管网建设来对点源污染进行控制,但周边农田、绿化乃至空气中的尘粒都会随雨水进入水体,对这些面源污染的控制目前还有待加强,未来需加强对面源污染的探测与控制。

2.2 提高水体自净能力

目前所有的治理技术都可在短期内取得明显效果,但长久保持还需提高水体的自净能力。水体流动对水体自净至关重要,良好的水动力可以扩散污染物,减轻污染物聚集。目前我国相当一部分黑臭水体处于完全静止的死水状态,这种水体即使实现了一时的修复,也极容易反弹,如何让水动起来,是今后黑臭水体治理的方向之一。

2.3 探寻更好的技术组合

现有的治理技术各有其优缺点和适用性,在实际运用一种方法在治理中取得良好效果后容易被盲目扩散,使技术与治理实际不相符合,造成投入大、效果差的现象。黑臭水体形成原因复杂,各水体治理方法也应有所区别。在今后的治理中应进一步分析黑臭水体的特点,综合利用各技术,寻找更优的组合,实现高效、经济的黑臭水体治理。

2.4 改良生物生态方法

生物生态治理方法效果显著,经济高效,能从根本上治理黑臭水体。但实际应用中也发现,微生物存在生长周期长,适应能力差,植物受天气和季节性影响大,对水体水质有较高要求等缺点,在实际治理中难以实现良好控制。因此对生物生态的方法的进一步优化,提高微生物、植物的适应性,通过植物组合等降低对天气和季节的要求,减少对环境的依赖是下一步的研究重点。

3 结语

城市黑臭水体治理是当前水环境综合整治的重要目标之一,其修复治理工程复杂而漫长,在治理中要充分分析黑臭水体的形成原因及污染特点,根据不同的物理、化学、生物生态治理技术特点,灵活选择,综合治理。在实际治理中还要应将黑臭水体治理与城市建设相结合,将黑臭水体纳入城市建设,实现城市发展与黑臭治理协调同步。

参考文献:

[1]王旭,王永刚,孙长虹,等.城市黑臭水体形成机理与评价方法研究进展[J].应用生态学报,2016,27(4):1331-1340.

[2]胡洪营,席劲瑛,孙艳,等.城市黑臭水体形成机制、评价方法和治理技术[J].水工业市场,2015(6):17-21.

[3]王逢武,封勇.我国黑臭水体形成机理及治理技术研究进展[C].2016中国水生态大会,2016.

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