黑臭水体治理中的污水处理技术应用

2021-05-14宋子平

山西化工 2021年2期

宋子平

(山西省焦炭集团益达化工股份有限公司，山西介休 032000)

引言

某河流的水体总面积在2.4万m2左右，平均水深在3 m左右，水体总容量在72 000 m3左右。因为长时间受到周边工业和生活污水排放的影响，该河流的水质受到严重污染。通过监测数据分析发现，该河流的水质已经低于Ⅴ类水质指标，属于严重的黑臭水体。在该河流中，水体生态链也遭到了严重破坏，自净功能基本丧失，对周边生态环境和居民生活带来了严重的负面影响。为有效解决该河流的黑臭水体问题，当地环保部门在政府支持下通过复合生态污水处理技术来进行该河流的水体修复。本文就该处理技术的应用及其修复成效进行了分析。

1 复合生态污水处理技术的应用

1.1 微生物技术

在生态系统中，微生物是最重要的组成部分，其主要作用是分解动植物的尸体和残骸，对有害污染物进行转化和吸收，使其转变为无害物质或者是危害更小的物质。在污水处理中，玉壨垒微生物可以对河床低质内的有机碳源和其他营养物进行转化，使其成为菌体，以此来实现有机物含量的显著降低。其主要的应用原理是借助于硝化反应以及反硝化反应来实现氮氨的分解，再通过植物将硝态氮吸收，以此起到净化水质的作用。

1.2 生物栅技术

生物栅是给污染物净化中所参与的原生动物、微生物以及小型浮游生物等提供出的一个可以附着在上面的生长环境，具体应用中，将生物填料设置在固定支架上，让参与到污染物净化中的大量生物在此生长。因为生物附着在生物栅上生长，不容易被大型的鱼类或者是水生物吃掉，所以在单位体积的水体内，生物数量的增加将会呈现出几何级数形式，这样便可让水体实现净化能力的显著提升。

1.3 水体动物技术

通过在水体中进行水生动物的适当投放，也可以将其中的富余营养物质有效去除，对藻类生长起到有效的抑制作用，以此来达到良好的污水处理效果。比如，螺蛳这种底栖动物以固着藻类为食，同时能够分泌出一种促凝物质，让悬浮在水中的浮游物质絮凝，以此来达到净化水质的目的。

1.4 曝气复氧技术

因为本次所治理的河流水体并未受到严重的水流影响，溶氧情况分层现象比较明显，因藻类光合作用，其表层溶氧呈现出饱和甚至过饱和状态；下层由于耗氧明显，随着水深的增加，溶氧呈现出了逐渐减少的趋势，其底层的溶氧在1 mg/L以下，甚至趋近于零。在这样的情况下，通过曝气复氧技术的应用，借助于微孔形式的曝气机和水下射流机，可以让水层之间达到对流交换效果，以此来实现水体中好氧微生物活性的显著提升，让污染物中的有机质实现快速分解[1]。

1.5 生物浮床技术

在本次黑臭水质治理中，应用的浮岛属于一种人工浮体，其上部栽培的是一些芦苇类的水生植物，使其漂浮在河流的水面上，以此来实现富营养水质的有效净化。借助于生态工程学原理，有效降低水中的磷、氮和COD等。该技术的主要机能包括三个方面，第一是水质净化，第二是为水中生物创造栖息空间，第三是实现生态景观的改善。

1.6 水生植物恢复技术

该技术主要以生态学原理作为指导，借助于生态系统的结构及其功能来进行水质净化，并将水生植物系统和自然净化中的各种水生生物之间的相互作用加以科学利用，使其共同作用于水质净化[2]。具体应用中，可以将一些既具备观赏价值又具备净化功能的挺水植物和浮水植物适当布置在水体中，通过这样的方式，不仅可以达到良好的污水净化处理效果，同时也可以实现生态自然景观的良好改善。

2 具体治理过程分析

在通过污水处理技术进行某河流黑臭水体的治理过程中，从2019年11月到2020年8月，共花费了9个月的治理时间，在此过程中，除了通过上述的各种污水处理技术综合治理之外，也给河段中进行了很多个采样点的设置，以此来实现各项采样数据的实时准确获取，判断具体的治理效果。

3 处理结果及分析

3.1 CODcr变化情况分析

通过各个阶段的采样分析发现，在本次所治理的某河段中，各个采样点原来的水质呈现出的是不均匀污染情况，而在通过综合污水处理技术进行生态治理之后，各个采样点所获取到的CODcr值已经基本趋于均匀。表1是治理前、后CODcr具体的变化情况。

经检测发现，在本次黑臭水体治理之后，其污染水平已经达到了地表水水质的Ⅴ类标准。具体治理过程中发现，前3个月的治理效果很好，CODcr一直呈现出大幅度下降的趋势，但是在次年的二月份，随着温度的降低，CODcr平均值有时会出现回弹现象。通过分析可知，是因为该地区的民航路排污口并没有被截断，在进入冬季之后，随着温度的逐渐降低，植物以及微生物的生理活性也会随之降低，这样就使得很多点污染源以及内部有机物质不能被完全分解[3]。针对这样的情况，要想实现该河流黑臭水质的有效治理，就需要在冬季将民航路排污口彻底截断。

3.2 氨氮变化情况分析

在经过本次综合污水生态处理技术的治理之后，该河流内的氨氮得到了有效治理，满足地表水Ⅴ类标准的氨氮含量要求，表2是治理前、后的氨氮具体变化情况。

表2 治理前、后的氨氮具体变化情况

经检测发现，在前6个月的治理过程中，该河流水体内的氨氮浓度出现最大的反弹。通过分析可知，是因为有机氮在分解的过程中会产生大量氨氮，这样才导致了氨氮浓度在治理初期呈现出不断上升的趋势。在进入到冬季之后，随着温度的不断降低，植物和微生物活性也随之降低，不能够及时将新增氨氮硝化，所以有机氮总量会受到温度的影响[4]。但是在后期的治理过程中，因为植物吸收和微生物硝化等的作用，水体中的氨氮含量呈现出了大幅度降低的形式，后期治理效果非诚显著。

3.3 磷含量变化分析

在经过本次的治理之后，该河流水体内的磷含量也降低到了地表水Ⅴ类标准水平，表3是治理前、后的磷含量变化情况。

表3 治理前、后的磷含量变化情况

经检测发现，综合污水生态处理技术在本次某河流黑臭水质治理中的除磷效果十分显著，在开始治理的前3个月，水体中的磷含量呈现出了明显下降的趋势，但是在次年的二月份开始出现磷含量上升趋势。通过分析可知，是因为民航路排污口并未及时截断，随着温度的降低，植物和微生物活性也不断降低，所以污染源排放以及内源污染所释放出的磷并不能被完全吸收。针对这样的情况，要想实现该河流黑臭水质的有效治理，就需要在冬季将民航路排污口彻底截断。