城市黑臭水体治理技术探讨

谭红芳

杭州园林设计院股份有限公司 浙江 杭州 310030

引言

随着城市的快速发展，城市人口快速增长，城市工业废水与居民生活污水的排放量也逐渐增加，城市水体污染形势越发严峻。城市黑臭水体是城市水体污染的一种极端现象。

国务院2015年颁布实施的《水污染防治行动计划》明确提出到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除[1]。城市黑臭水体整治已经成为地方各级人民政府改善城市人居环境工作的重要内容。

城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体的统称[2]。黑臭水体主要针对感官性指标，老百姓不需要任何技术手段就能判断。但整治黑臭水体，不能光凭感觉。

《城市黑臭水体整治工作指南》于2015年9月11日，由住房和城乡建设部对外发布。指南中根据黑臭的程度的不同，可将其细分为“轻度黑臭”和“重度黑臭”两级，分级标准如下表所示：

表1

1 城市黑臭水体治理技术

国内外针对城市水体的黑臭治理均遵循“控源—净化—修复”的思路。依据黑臭水体治理技术路线，可将治理技术措施分为“控源截污技术、内源治理技术、水质净化技术、补水活水技术和生态修复技术”五大类。

1.1 控源截污技术

外源污染是城镇水体黑臭的主要成因。外源处理技术是阻止污染物进入河道水体最直接的方法，主要指截断进入城市水体的污染源，包括合流管的改造、减少初期雨水进入水体的可能性等。

控源截污技术主要有截污纳管和面源控制技术。

截污纳管可以从源头控制污水向城市水体排放，主要用于城市水体沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水排放口、合流制污水系统沿岸排放口等永久性工程治理。截污纳管是黑臭水体整治最直接有效的工程措施，也是采取其他技术措施的前提。

面源控制技术主要用于城市初期雨水、冰雪融水、地表固体废弃物等污染源的控制与治理。由于海绵城市与黑臭水体的整治技术在面源污染控制中有些许相似之处，因此可以将海绵城市“慢排缓释”和黑臭水体“源头控制”的整治概念相结合，把大部分的雨水污染留在源头[3]。在实际工程案例中，透水铺装、下凹式绿地、生态护岸和雨水花园等是使用最为广泛并且效果良好的措施。

1.2 内源治理技术

内源污染就是水体“内部”的污染物，主要可以通过垃圾清理、清淤疏浚和水生植物残留体清理达到减少和消除的目的。

城市水体沿岸垃圾清理是污染控制的重要措施，其中垃圾临时堆放点的清理属于一次性工程措施，应一次清理到位。

清淤疏浚是清除内源、控制水体污染的有效措施之一。其方法主要有两种，一种是抽干湖河水后清法（干法），另一种是直接从水中清除淤泥，常用的工具是挖泥船。清淤疏浚特别需要注意的是应安全运输和处理处置底泥，防止二次污染。

水生植物残留体清理是指对于水生植物、季节性落叶和水华藻类等残体进行打捞和清理，避免植物残体发生腐烂，进一步向水中释放污染物和消耗水体氧气。

1.3 水质净化技术

物理法、化学法以及生物法等都是水质净化常用的方法。

一般情况下，物理净化方法比较适合应用到流动性较差水体治理中，故在城市黑臭水体治理中使用最为广泛。人工曝气充氧是最为简单直接的处理技术，可以有效提高水体溶解氧浓度和氧化还原电位，缓解水体黑臭情况[4]。刘丽香等人的研究结果表明[5]，纯氧曝气复氧效率最高，达70%。叶轮吸气推流式机械曝气复氧效果可达50%～62.8%，而鼓风曝气复氧效果仅在6%～25%之间。单独曝气能有效地去除黑臭水体中的污染物，NH4+-N、CODCr，和BOD的去除率范围分别为3.2%～45.6%、19.5%～84.8%和 56.4%～88.2%，同等条件下，曝气与其他技术结合使得污染物去除率显著增加，综合治理后水中污染物去除率在46.8%～98.7%之间，底泥曝气下污染物的去除率比水曝气下污染物的去除率高20%以上。另外，曝气强度影响细菌的优势类群，曝气增加了氨氧化菌和反硝化菌的数量及组成。

化学净化方法主要是通过添加化学试剂引发污染物反应的方式，实现水体净化目标。使用的化学试剂包括氧化剂 H2O2、CaO2等、化学絮凝剂 Al盐、Fe盐等、化学沉淀剂CaO等。其中絮凝沉淀和化学除藻是最常用的。总的来说，化学处理技术可以在短时间中将水质的污染迅速降低，对感官感受有较大的改善，具有较明显的整治效果。但是此方法不能从根本上解决水体黑臭的问题，并且容易引发二次污染。

生物净化方法则常采取活性微生物方式，实现污染物质截留和吸收。微生物修复技术是根据微生物对污染物的生物代谢作用达到水体净化的目的。它操作简便、经济高效、修复时间短、没有二次污染且对周围环境影响小。但是对环境条件的要求相对较高，并且其处理效果容易被其他因素影响。姚舒欣研究表明[6]，微生物菌剂的投加可以快速有效的降解水体中NH4+-N等污染物，但随着反应时间的变化，底泥持续的向水体释放污染物，水体中的污染物浓度都会发生回升现象，若不进行底泥清除需要多次投加才能够实现水体的修复。

1.4 补水活水技术

补水活水技术主要有清水（或再生水）补给、水动力保持等措施。

补给水能快速提高水体溶解氧，并兼有造流、净化抑藻和修复底泥等作用。实际项目中运用非常广泛。

1.5 生态修复技术

主要采用人工湿地、生态浮岛、生物膜技术等生态修复技术，利用土壤-微生物-植物生态系统有效去除水体中的有机物、氮、磷等污染物；综合考虑水质净化、景观提升与植物的气候适应性，尽量采用净化效果好的本地物种，并关注其在水体中的空间布局与搭配。

人工湿地是通过在河道种植沉水、挺水、浮水植物等措施，利用基质-微生物-植物生态系统去除水体中污染物的一种技术。常用的沉水植物有：黑藻、狐尾藻、苦草、金鱼藻、马来眼子菜，菹草、茨藻等。常用的挺水植物有芦苇、香蒲、菖蒲和美人蕉等。常用的漂浮植物有水葫芦、水芹菜，浮萍等。

生态浮岛技术是以特殊高分子材料为载体构造人工浮岛，以水生植物为修复主体的修复技术，利用水生植物的水体净化功能对黑臭水体进行净化。

生物膜法是将纤维和卵石等材料作为微生物生长和繁殖的载体，通过微生物的生长代谢对水体中的污染物质进行降解。

2 结束语

水体治理是一项系统性的工作。健全的法律法规体系，完善的监督管理机制，精准科学制订黑臭水体攻坚战方案，持之以恒的水体治理和管理工作，是决定水体污染防治成败的最重要因素。