浅析生态修复技术治理黑臭水体

胡宝伽

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2103-5042-2530

摘  要：随着我国工业化水平的逐渐提升，人们的生活逐渐迎来了较大变化，但是在享受便利的同时，一定不能忽视各类工业发展带来的负面影响。水体黑臭现象就是其中相对典型的一种表现，不但会对市容产生影响，而且还会影响城市居民的身心健康。基于此，对于黑臭水体的治理就成了一项不容忽视的任务。该文将结合黑臭水体出现的原因，从各个技术入手讨论黑臭水体治理对策。

关键词：黑臭水体  出现原因  生态修复技术  治理对策

中图分类号：X522                            文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（b）-0056-03

Analysis on the Treatment of Black and Odorous Water by Ecological Restoration Technology

HU Baoga

（China Gezhouba Group Eco-Environmental Engineering Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430000  China）

Abstract： With the gradual improvement of industrialization level in China， people's life has been ushered in great changes， but at the same time， it is not possible to nurse the negative impact of various industrial development while enjoying convenience. The black odor phenomenon of water body is a typical one， which not only affects the city appearance， but also affects the physical and mental health of urban residents. Based on this， the treatment of black and smelly water has become a task that can not be ignored. This paper will discuss the Countermeasures of the black odor water treatment from the aspects of the technology combined with the reasons of the occurrence of the black odor water.

Key Words： Black and odorous water; Causes; Ecological restoration technology; Treatment measures

1  黑臭水體出现的原因

1.1 城市环境角度

我国在改革开放之后，加快了工业建设的步伐，但是由于传统工业发展管理制度的不成熟，在污水排放的管理上过于粗放，导致水污染现象屡禁不止，长此以往，很多水体发黑发臭，产生了影响环境的黑臭水体。究其原因，主要是因为生活废水未经妥善处理，就盲目排向市政管网或周边河流，水体中废物的集聚，会使水体呈现严重的富营养化，进而污染河道。除了人为原因，城市降雨同样也是携带污染物的重要原因，很多城市附近的耕地土壤，内部都含有数量不少的化肥和农药，雨水径流会成为化肥和农药传播的重要途径，导致化肥和农药向河道中排放，进而污染河道水体。另外，很多工业发达的城市，每天都会生成大量废液，其中不但包含应用于工业生产各项环节的原材料，也包含各类副产品。当河道中废液含量增加，就会增加水体中固态漂浮物、化学物质和有机需氧物质含量，同样是黑臭水体产生的重要原因[1]。

1.2 生态系统角度

1.2.1 底泥释放污染

尽管底泥并不是产生黑臭水体的单一元素，抑或不是最重要原因，但是同样对形成黑臭水体的形成起到了推波助澜的作用。究其原因，一方面是水体被污染，长久积聚，颗粒物会被大量吸附，在沉降作用下，逐渐积聚于水体底泥中，进而释放出底泥中的氨氮化合物以及各类污染物，底泥上浮，同样会对水质产生严重污染。另一方面，底泥会对水中藻类植物的生长发育构成直接威胁，营造厌氧环境，增加底泥中硫酸盐含量，使水体黑臭现象愈演愈烈。

1.2.2 有机物大量消耗水中氧气

前文提到过，城市的兴起建设和工业的发展水平紧密相关，而工厂排放的大量工业废水，增加了水体好氧物质含量，加快了水体中溶解氧的消耗速度，水体补充溶解氧的速度远远赶不上消耗的速度，自然影响到了好氧细菌的生存，进一步加剧了厌氧细菌的滋生。厌氧菌会分解有机物，通过化学反应生成诸如硫化氢、氨气、沼气等有毒有害或气味难闻的气体，成为水体发臭的罪魁祸首。这种情况下，水体中的锰元素、铁元素如果缺氧，会逐渐还原，生成硫化锰、硫化铁之类的金属化合物，在水体表面漂浮，引起水体进一步变黑[2]。

1.2.3 水体自净能力堪忧

城市对周边乡镇的虹吸效应，使城市人口数量急剧上升，生活污水和工业废水的排放，早已令水体自净能力不堪重负，进而出现了污染水体的现象，厌氧菌滋生。很多水生植物、底栖动物、浮游动物几乎绝迹，只有一些耐污程度较高的动植物苟延残喘。水生动植物的消失，同样也为食物链，以及区域内的生态系统，带来了灭顶之灾，缺少了动植物的水体净化能力，进一步形成恶性循环，使水体自净能力每况愈下。同时外部污染物的排放压力只增不减，如果没有人为干预，只会令水体自净能力被破坏殆尽[3]。

1.2.4 水体流动性较差，水温更高

我国的多数黑臭水体，都以滞留型水体为主，不具备较强水动力，这也进一步降低了水体负氧速率，使水体长期保持在缺氧状态下。很多浮游植物趁机繁殖，久而久之，形成“水华”现象，进一步恶化水体。除此之外，水温的升高，也变相提高了水体微生物分解速度，进一步消耗了更多的溶解氧，令水体黑臭现象长期得不到改善。

2  黑臭水体治理对策

2.1 内源控制技术

内源控制技术的对象就是水体底泥，通常使用的是底泥疏浚，能够短时间内完成对水质的有效改善，实现水体自净功能的提升，从而改变水体污染每况愈下的局面。但是需要注意的是，在清理淤泥会搅动底泥，可能会增加水体中活动的污染物含量，对水体生态系统稳定性产生负面影响。如果处理不妥当，很容易出现二次污染的现象，风险性不容忽视，因此不建议作为黑臭水体治理的首选方案[4]。

2.2 外源阻断技术

外源阻断重点是对污水排放环节进行严格控制。鉴于形成黑臭水体的重要原因，就是在排放工业和生活废水时管理不严，排放未经处理，且过于随意，因此欲加强黑臭水体的治理效果，就需要格外重视源头控制工作，只有把握源头处理，才能全面保证排放效果，否则便难以在长远角度，达到水体治理的相关要求。而面源污染在城市范围内出现较多，究其原因，和降水时雨水径流的污染物息息相关，控制技术应用的重点区域，应着重于城市和城市周边。技术主要包含生态护岸、初期雨水控制，以及低影响开发技术等。最后，由于城市水体主要受到各类污染物的影响，因此，在外源阻断方面，应将垃圾的清理作為工作中的重中之重，进而提高污染控制效果。

2.3 水质净化技术

2.3.1 化学技术

治理黑臭水体的化学技术，以化学絮凝处理技术为主。具体来说，可以在水体中掺入各类化学药剂（铝盐、钙盐、铁盐等），改变磷酸盐的状态，降低磷酸盐的溶解性，通过沉降作用，在底泥中积聚。这种方法在水层污染的治理上效果显著，可以起到改善水质的作用。但是实际应用却相对受限，主要是因为该方法投入成本较大，而且化学药物极容易对水体产生新的污染，破坏水体生态系统，因此应用之前，一定要进行系统评估，不能过于盲目[5]。

2.3.2 生态修复技术

（1） 加强水生生物的投放。

传统黑臭水体的治理，也会有生物处理系统的用武之地，在此基础上，可以基于微生物的特殊功能，进行针对性投放，使水体中微生物浓度呈上升状态，实现水体对有机物降解速率的提升，达到改善生物处理体系在有机物降解方面效果的目的。投放的微生物也可以和水体原有微生物形成生物竞争关系，间接提高原有微生物种群的生长能力，增强水体的降解能力，进一步提高水体含氧量，防止水体黑臭现象进一步恶化。

相应的，合理投放水生动物同样不失为一个好的方法。水生动物同样是水生态系统中的重要一环，可以起到重要的生态净化效果。通常投放对象可以选择鱼类（食肉、食草、杂食种类不限），或贝壳类软体动物（蚌、螺等），通过生物之间的关系，保证水生动植物的合理比例，促进生态净化系统的稳定，进一步改善水质。上海市黄浦江支流的治理便采用了这种方法，效果十分显著。

（2） 生物膜技术。

生物膜技术的载体为纤维之类的合成材料，以及卵石之类的天然材料，在载体表面会产生一层生物膜。该生物膜具备较大表面，可以成为微生物的活动表面，可以实现微生物降解功能的提升。生物膜基本反应过程如下：首先，在生物膜表面扩散基质，进入生物膜之后，在其内部进一步扩散;其次，微生物会促进自身酵素的分泌，酵素会与人工投放的催化剂发生化学反应;最后，生物膜成为一条渠道，排出化学反应的代谢生成物。生物膜技术曾在日本江户川河流净化中大显身手，工作人员主要应用卵石接触的方式，通过氧化分解作用，达到了净化支流污染水体的目的，在改善水质方面成效不容忽视[6]。

（3）人工湿地技术。

人工湿地技术，主要聚焦于去除水体中的营养盐，技术主体的各项基质主要包含微生物、植物以及土壤等。首先，在具备一定地面坡度、长宽比合适的洼地上，将填料和土壤充分混合，形成填料床，令污水即使在缝隙中，也能维持基本流动能力。与此同时，在床体表面终止一定水生植物，水生植物类型的选择，需保证具备较长生长周期和较高成活率，以及较强抗水性，同时符合周边环境的审美要求，如蒲草、芦苇等，提高水体动植物生态系统的独立性。

在技术原理方面，人工湿地技术包含物理、化学、生物等不同方面的作用，可以通过物理的沉淀、吸附作用，化学的氧化还原反应，以及生物的微生物分解、水生植物吸收作用，达到净化黑臭水体的效果。相关研究资料显示，如果进水浓度不高，人工湿地技术可以达到90%的BOD5去除率，上下误差不超过5%;也可以达到超过80%的COD去除率。该技术不但成效显著，而且不会产生较大技术成本投入，实际操作也相对简单，湿地水生植物的种植，也能起到改善环境的作用，因此在黑臭水体的治理中，应用潜力较大。

（4） 生态浮床技术。

生态浮床在修复污染水体方面，同样包含物理、化学、生物等方面的原理。相关行业的主流意见认为，生态浮床技术对水体的修复原理，是依靠水生植物根系接触水体，产生过滤层，达到吸收、降解污染物的目的。与此同时，植物根系可以通过有机酸的分泌，进一步分解水体污染物，提高P、N的生物利用率。另外，植物根系还能作为微生物的附着位置，促进微生物加快自身新陈代谢，进一步净化水质。该技术可以规避较大技术成本投入，同时也能避免类似化学技术带来的二次污染问题。

但是需要注意的是，在筛选植物类型方面，植物种类的细微差异，可能会导致最终水体净化效果千差万别。除了应考虑水生植物的净化作用，还应当考虑气候因素。如果污染河流在北方，则需要考虑冬季的低气温，选择耐寒能力较好的水生植物。

3  结语

综上所述，生态修复技术对黑臭水体的治理，主要可以从内源控制和外源阻断等角度入手，通过化学技术以及以水生植物投放、生物膜技术、人工湿地技术和生态浮床技术为代表的生态修复技术，在黑臭水体的治理方面，可以取得较好成效。各地在进行水体治理时，一定要在因地制宜的基础上，结合治理成本要求，避免水体二次污染，争取最大程度强化水体治疗效果。

参考文献

[1] 金亚楠，张柏发，郝韵，等.基于LOADEST模型和小波变换的河流氮磷污染动态分析[J].浙江农业学报，2020，32（9）：1692-1701.

[2] 石涵予，薛伟贤，蒋楠.后疫情时代生态空间与经济系统协调发展的挑战—— 基于耦合协调度模型的反事实分析[J].西安理工大学学报，2020，36（4）：447-455.

[3] 穆艳君，冯林峰，彭朝阳.基于韦伯模式的高考物理试卷与课程标准的一致性研究——以2019年全国Ⅰ卷为例[J].物理教学探讨，2021，39（1）：39-41.

[4] 姜建坚.生态水处理在景观工程中应用探讨——以安阳漳河峡谷国家湿地公园修建项目为例[J].绿色科技，2020（9）：85-87.

[5] 张晓娟，黄志红，彭昕.浅议水生态文明建设的内容与意义[J].文化创新比较研究，2019（2）：33-34.

[6] 唐剑津，水环境保护与生态修复措施研究.[J].科技创新导报，2020（2）：130-131.