孙立朋 高力军 郑 贺 王 斌 贺 武
中邦汇泽园林环境建设有限公司
近年来,人类生存和生存环境日益恶化,自然生态环境遭到严重破坏。特别是在城市建设中,水黑臭现象越来越普遍,如何尽快处理好这一问题,直接关系到群众生活环境的质量。黑臭水体的形成会破坏水资源的质量,它阻碍了水资源正常供应的有序发展。为了改善这种状况,要重视黑臭水体的污染,认真分析原因,然后运用合理的处理技术进行治理,掌握未来发展趋势。因此,有必要对黑臭水体治理技术及发展方向进行系统的思考和分析,具有一定的研究意义和实用价值。
对于城市水体而言,引发其黑臭情况的重要因素就是大量的外源性污染物的流入,主要污染物包括磷化合物、有机污染物和重金属。(1)水体中溶解氧会被大量的有机污染物消耗,此时,水体复氧率明显低于耗氧率,使水体缺氧甚至厌氧。(2)厌氧菌等微生物可对有机污染物进行有效分解,出现黑臭物质,导致水体出现黑臭。
酸性及厌氧下,水中将大量释放沉积物中的磷、氨氮、有机污染物等,且而底泥中不溶于水的物质如甲烷、硫化氢等物质上升中会向水相中带入污泥,造成水体黑乎乎、有异味发臭,此过程中,通常还有沉积物中的重金属离子会向水中释放。
在城市中,水体大都是停留或缓流状态,水动力不足,且水循环不畅,进而使水复氧率远低于耗氧率,且局部水域严重缺氧,从而削弱了水体的自净力,最终导致水体黑臭情况严重,且水温也会让水体出现季节性的黑臭,随着水温的逐渐提升,因水体中藻类生长速度不断提升,从而释放有机物、氨氮,氧耗加速溶解,最后使水体黑臭加快。
目前,物理法为治理黑臭河道应用的主要方式,这些措施涵盖了人工曝气、引水冲淤、底泥疏浚等,表层底泥中的大量有机污染物和氨氮可通过底泥疏浚有效清除,并让水体的有效容量增加,通常黑臭河道的会应用这类有效地预处理方式。然而,此法无形中会产生体积大且数量多的污泥,进而使后期的处置与处理较为麻烦。比如,南京市秦淮区计划用三汊河清洁水替代或稀释多天黑臭河水,利用这种方式将水体黑臭污染度降低,然而,本项目只是通过稀释来降低污染物的含量,实际上也并未彻底且有效地去除掉污染物,且会应用巨大数量的洁净水,这就说明了不适合长时间应用这个方案。谌伟等据研究得出,利用人工曝气复氧方式治理黑臭河道,有助于水中氨氮、COD 的减少,进而能够成功缓解河道中黑臭清情况的发生。
当前阶段,黑臭水体使用化学法治理时,主要通过添加如混凝剂沉淀剂、除磷剂、除藻剂等化学药剂。对于化学修复技术来说,其突出的优势是初始投资和运行成本都不高,但缺点也需要被重视:穗重若长时间添加化学物质,会影响底栖生物的生物活性,且也会使水环境指标被改变,与如今水生态的可持续发展不相符。鉴于此,传统单一的化学修复技术只适合在短期或紧急底泥修复工程中应用,也就是说,当前紧要的化学研究重点任务就是寻找和开发对水环境和底栖生物影响小的化学品和合理的投加方法。徐等研究了将氧化钙加入黑臭水体中,能有效缓解水体的黑臭现象,并在水体中释放固化的内源磷。
生物生态学方法是通过生物(包括动植物、微生物、植物)恢复水体自净能力,重建水生态系统的一种方法,具有经济可行性和长效治理水体黑臭方法。具体方式涵盖了:生态案带修复技术、植物净化技术、生物膜技术、微生物技术。
3.3.1 微生物技术
微生物技术是通过生物促进剂、微生物制剂来对水体自净力进行恢复,从而消除水中的黑臭。现如今,生物促生剂Bio-Energi-zer、EM菌剂、CBS菌剂、Clear-Flo系列菌剂为常用的微生物菌剂,据国内相关研究可知,微生物技术的优点是:投资少、速度快且容易操作。
3.3.2 生物膜技术
生物膜技术:污染物的降解、吸收和截留是通过微生物生长和成膜来实现的,黑臭水中的污染物可通过生物膜技术有效去除。董甜等人用枯草芽孢杆菌固定生物膜技术来对黑臭水体进行净化,从此项净化实验可知,利用枯草芽孢杆菌生成的生物膜,能良好净化黑臭水体,净化后的水质符合国际Ⅳ类水质标准。生物膜技术有很低的运行成本,不会再次污染水体,具有良好的处理效果,但严重污染且有很高的有机负荷时,通常会使生物膜发生坏死脱离情况,维护管理十分困难,所以说,在负荷低且污染不严重地中小河流中适合应用生物膜技术来进行净化。
3.3.3 植物净化技术
植物净化技术是河流治理中另个常用的生态环保技术,通过水生植物根系截留并吸收污染物,然后经微生物生态系统对有机污染物进行降解,浮萍、芦苇、灯芯草等为常见的水生植物,人工湿地、生态浮岛是水生植物净化技术成功应用的主要体现,作为一类原位修复技术,生态浮岛,一直处在水流顺畅河流中,载体或基质上无土栽培植物的漂浮体,不但是绿化景观,又可成为生物的栖息地。作为异位生态处理法,人工湿地能够通过生物降解、植物吸收和基质截留吸附等对水体进行净化。植物净化技术尽管有很多的优势特点然后也有很多问题存在:温度也会影响到植物净化效果,也会对水体回复速度形成影响,在冬季通常水温会较低,影响植物生长,其净化效果就不会理想,价值植物修复技术有一定的局限性存在,为此,想要达到最理想的应用效果则最好与其他物理法结合应用。
3.3.4 生态岸带修复技术
生态修复技术:是一种应用多学科知识的综合治理技术,其目的是恢复原有的生态河岸,并能有效地维持水土资源的交换,生态河岸修复技术适合应用在城市污水的长期治理中,将植被科学种植在河岸两侧,可对径流进行有效缓解,拦截污染物,减少入河污染物量,实现了对水环境的改善。在海绵城市建设中,生态护岸可维持水循环,提高入渗率,为生物提供栖息地,保证物种多样性,还有助于溪水与河流小气候的调节,所以其有良好的改善生态环境和降污效果,可以被广泛地进行推广与应用,最终实现对环境的更好保护。
针对黑臭水体治理工作来说,绿色生态化防治模式可谓未来的发展方向。通过从防治技术改革,逐渐达到生态化治理的效果。目前,生态化防治工艺已经获取了相应的成绩,不过其中的微生物自身的生长周期很久,同时在适应性方面受到一定的限制,并且有关植物会被天气与季节等不同的因素干扰,控制起来难度非常大。因此,在未来的很长一段时间内,绿色生态化防治技术依然需要不断改进和优化,实现对生物的有效管控,合理净化复合酶,以便最终完成防治黑臭水体的工作任务。由此可见,在未来治理黑臭水体的过程当中可以运用绿色生态化防治模式,能够获得良好的治理效果。
从未来的发展势头来看,通过不断提高污染源管控技术的利用率,可以达到有效治理黑臭水体的目的。以现阶段的情况而言,大部分运用构建管网的方式进行科学管控相应的污染源,其周围的农田与空气内的尘粒可能受到雨水的作用影响进到水体当中,在未来,需要进一步提高对污染源技术的利用率,才能实现有效治理黑臭水体的目标。
从当前的情况来看,任何针对黑臭水体的防治技术均无法在短时间中获得良好成效。为了延长治理的效果,未来针对黑臭水体的治理工作会致力于使水体的自净水平日益提升,以便获得良好的成效。通常情况之下,水体的自净化能力与水体流动的影响因素是密切关联的,当水动力充足的时候,能够提高对相应污染物地冲散效果,降低污染物集聚情况的发生概率。
最近一些年,随着社会经济的飞速发展,环境污染不断加重,城市黑臭水趋势越发严重,在治理城市黑臭水中广泛地应用这多类处理技术如生物法、化学法以及物理法等。当通过相关实验得出,单一的处理工艺存在诸多缺陷。典型底泥疏浚的物理处理会严重浪费大量的财力和人力资源,不能治本;化学法潜藏着二次污染的风险;生物法没有较高的处理效率且需要很长的修复时间,对水体环境有敏感的要求,纵观整体,通常黑臭河道通过单一方式修复达不到理想的效果。而想要对城市黑臭水体进行有效治理,则需要立足构建与恢复生物多样性的生态系统结构,并充分利用各种技术优势,将其整合为“化学+物理吸附+生物修复”的综合技术,并随着发展持续进行完善。