[摘要]:截至目前,全国295个地级市及以上城市中,黑臭水体总共认定2869个,大部分黑臭水体分布在我国南方城市,例如湖北、广东等,北方城市主要包括山东等地区。当前,我国城市黑臭水体治理工作正有序进行中,累计有2313个城市黑臭水体完成治理工程,约占总数的80.6%;正在治理中的黑臭水体有556个,约占总数的19.4%。按照《水污染防治行动计划》,地级及以上城市的城市黑臭水体在2020年需要将其数量控制在10%以内,到2030年,城市黑臭水体总体要得到消除。在未来10年,我国的城市黑臭水体治理工作仍需要投入大量资金和人力资源,黑臭水体治理及控制工作将面临巨大市场机遇。
[关键词]:黑臭水体;治理技术;发展趋势
引言
随着城市工业发展的加速和城市人口的快速增长,污水排放量急剧增加,城市河流黑臭问题已经成为我国许多大中城市共同面临的困境。城市黑臭水体不仅给人们带来了极差的感官体验,也直接影响了人们的健康生活。
1黑臭水体形成原因
黑臭水体的形成原因如下:1)农村地区生活污水直接排放,工业污水处理不达标就直接排放,就给水体带来金属元素和有机物质,这些有机物质氧化了水中的氧气,厌氧微生物迅速分解有机物质,从而使水体产生异味。2)水体缺氧,水中铁、锰元素与水中的硫元素发生氧化还原反应,形成悬浮的颗粒物,使得水体发黑。3)直接排放的水体温度较高,为微生物提高良好的生长环境,微生物迅速增长繁殖。4)河道堵塞,水流流速较小,导致水体停留时间较长,导致黑臭水。
2城市黑臭水体治理技术研究现状
2.1物理法
目前常用的物理治理法包括清淤、引水补水和曝气等方法。清淤是将黑臭水体里的污染物清理出去,能从本质上降低底泥对上覆水质的影响.但是,从实际情况来看,截污清淤不能解决污染问题。一方面,受条件限制,河道里的污泥无法完全清除,因此清淤后极易发生复黑臭现象;另一方面,清淤过程会带走大量土著微生物,破坏原有的生态平衡,除此之外,清淤成本高和清理出来底泥的处理处置都是需要解决的难题。引水补水是一种可以在一定时间内降低水体污染物浓度的黑臭水体治理方法。该方法通过将附近清洁的水源引入受污染的河流中来减缓藻类繁殖,恢复水体自净能力,补充水体中DO含量,适合用于流动性小、流动缓慢的小型景观水体通过模拟河道反应器的实验发现,曝气充氧能够明显改善河道的水质状况,增加水体自净能力且不带来二次污染。物理法对黑臭水体的修复成效较高,但只能起到暂时性修复的效果,适宜作为黑臭水体治理的辅助手段在局部使用,不适宜大范围应用.
2.2化学法
黑臭水体治理的化学方法包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀等,主要是指向污染水体投加化学药剂,使之与水体中溶解态污染物反应形成固体,最终沉淀至底泥中的治理技术,其目的是去除水体中悬浮物、溶解态磷和氮等污染物。化学方法水处理工艺有着操作灵活、无需长期维护等优势,适用于由环境变化引起的水体突发性黑臭水体的应急治理。但也存在对黑臭水体的处理效果不持久,治理费用较高,可能会对河道环境产生二次污染等问题,因此对传统化学处理工艺进行改进具有极其重要的现实意义。
2.3生物法
在黑臭水体实际治理方案中,物理和化学技术均得到广泛运用,但都有其缺点所在。根据实际治理效果,物理和化学的黑臭水体治理方法都不能在治理水体污染的同时提高水体自身的自净能力,污染治理之后难以长期维持良好的水质环境,水体污染容易反复发生。生物治理技术是利用生物自身的代谢活动来降解与转化污染物的水体污染治理技术,具有节约成本、处理效果好、耗能少、避免二次污染等优点。生物治理技术是利用生物净化水体,恢复水体生态系统,是一种最具有发展前景的黑臭水体治理技术。现阶段的生物治理技术可分为微生物修复技术、植物修复技术及动物修复技术。
2.4建立水体生态系统
(1)沉水植物群落构建。依据水生植物会对氮素、磷素类营养的吸收作用以及对重金属离子的富集作用,结合河道的水质、水位以及地质等状况,应该在河道建起沉水植物群落,按照水质状况选用沉水能力强的植物和净水能力好,有一定景观效果的矮生耐寒苦草、刺苦草等。沉水植物建构采取群落间值的办法,用来提升净水综合效率,复原和建构事体食物链,加强水体污染物的分解与氮磷等营养盐的去除,提高水体免疫力和自净能力。沉水指标按照固定底泥,能够有效防范底牺动物对底泥的扰动,而使得底泥内的污染物重新恢复到覆水体内,导致水体的再次污染。
(2)大型挺水植物系统建构。按照河道的驳岸与水位状况,对河道中的水生植被加以复原。在河道自然护坡水路交接位置,设计大型挺水植被景观带,植物可选择的品种中美人焦、旱伞草等适合生长在旱地的挺水植物,确保植物存活率。在桥下观节点位置点缀部分浮叶植物,如睡莲,用来增加水生植物层次感,构成景观焦点。因为河道驳岸、水体参数以及水生植物的生长习惯也受到限制。另可以建立生态浮床,利用无土栽培原则,以能够漂浮在水面上并且能够承受一定体重的生态浮板为载体,使用水生植物深入水下的根系吸收截留作用,去消减发黑水体中的N、P等有机微生物。
(3)水生动物的恢复。水生动物在放养时,要考虑水生动物物种的分配结构,合理选择放样方式。因此,按照水体类型修建恢复类型以底牺动物为主,建构平衡稳定的生态系统,动物对环境要求很高,可以在水体水质达标后恢复。底牺生物的放养种类主要以滤食性的双壳类和刮食类螺类为主。底牺动物密度以20~40g/m2最佳,螺贝类最佳比为3:1,并根据河道面积计算。
3城市黑臭水体治理技术发展趋势
3.1联合修复及新型治理技术
城市黑臭水体成因复杂,如果盲目利用单一修复技术,可能造成修复资金浪费、效果不佳。未来需综合考虑各种修复技术联用,促进水系生态廊道建设。在生态修复方面,应研发应用原位水质改善及生物生态修复技术,如复合酶原位生态净化、高效复合微生物菌剂、土著微生物扩增及生物促生、生物操纵等技术,或者多种技术联动促进黑臭水体治理技术多样化发展。
3.2三维大数据云系统建设
新建城区需吸收老旧城市建设过程中的缺点,并减小后续基建对原有设施的扰动,利用当地云数据进行合理设计,建设地下工程三维大数据云系统,合理规划地下空间。
3.3污染源控制及智慧水务
控制污染源头,是黑臭水体治理的一项重要工作。当前对重点污染源进行控制,主要是应用建设管网的方式实现,后续在城市运营期间,需要增加面污染源的监测和控制,强化污染源控制。目前,智慧水务的管理及运行理念迫在眉睫,通过使用智能化管理手段,埋设检测设施,分段对城区雨水及污水管路进行检测,形成台账,当指标出现异常时,及时对该段管道进行具体排查,分段控制,精准施策。
结语
黑臭水体的治理是一个复杂工程,需要多部门合作,结合城市规划,依据不同河流的实际情况选择不同的治理技术,有针对性地对水体进行治理。在治理的过程中我们不仅消除黑臭,同时要实现岸绿、景美、水清、鱼跃的治理目标,只有这样才能最终实现水质的提升和水生态环境的改善。
参考文献
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