城市黑臭水体处理技术方案分析

谢玉霞

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，广东 深圳 518034）

1 引言

水资源是一个城市的“灵魂”，人类发展至今，城市大都建设在水资源丰富的区域，水资源的功能有很多，可以利用水资源进行水力发电，为城市提供电力资源，也可以作为城市排泄洪水的主要通道，保障城市安全，还可以用于渔业活动和调节气候等。但近年来，我国工业化和城市化建设，在一定程度上也破坏了城市水资源，造成水体环境恶化，发展成为黑臭水体。通过本文对城市黑臭水体处理技术分析，希望改善城市周边水环境。

2 城市黑臭水体治理现状

截至2018 年，据统计我国大约有2 100 个黑臭水体，其中，广东省黑臭水体数目最多，为243 个，安徽省217 个，江苏、海南、山东、湖北和河南等地的黑臭水体数量均在100 个以上，这些黑臭水体不仅给群众带来极差的感官，同时也影响着生态城市建设。为此，国务院正式发布《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17 号），提出了治水的目标与策略，明确城市人民政府是治理黑臭水体的责任主体，将城市黑臭水体的治理控制目标第一次写入国家治水方略。截至目前，在国家相关机构的监督和引导下，我国黑臭水体治理已经取得明显成效，已有1 745 个黑臭水体得到治理，正在治理中的黑臭水体为264 个，而正在制定方案的黑臭水体树木为91 个。图1、图2分别表示我国各省市黑臭水体数量和黑臭水体的治理情况。

图1 中国各省市黑臭水体数量

图2 黑臭水体治理情况

3 城市黑臭水体产生原因

3.1 外源污染

外源污染主要是指大量污染物进入水体，一方面是生活污水、工业污水的不合理排放，另一方面是雨水冲刷下，地面上的污染物会沿着河道和管线进入水体，部分城区雨污分流管道建设还不完善，使得污水直接流入水体中，造成水体中污染物浓度超标【1】。污染物进入水体中会消耗水中的溶解氧，在水中溶解氧含量过低的条件下，大量有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其他带异味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味。同时，厌氧条件下，沉积物中产生的甲烷、氮气、硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中携带污泥进入水相，使水体发黑。

3.2 内源污染

内源污染同样也是导致水体黑臭的主要原因，城市河道中有大量营养物质，导致水体富氧化程度高，藻类过量繁殖，这些藻类在生长初期给水体补充氧气，在死亡后分解矿化形成耗氧有机物和氨氮，导致季节性水体黑臭现象并产生极其强烈的腥臭味道。

3.3 其他原因

部分水体流动性降低或完全消失，直接导致水体复氧能力衰退，水体自净能力降低，污染物长期堆积，导致水体环境恶化。此外，水温的升高将加快水体中的微生物和藻类残体分解有机物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加剧水体黑臭。

4 城市黑臭水体处理技术

4.1 控源、截污

控源是从源头上解决黑臭水问题，控制农业面源和污染排放源，是黑臭水处理方案中最直接也是最有效的方式。该技术的主要内容是对城市现有污水处理管道进行完善，避免面源污水进入河道【2】。主要是对生活污水管道中合理设置污水截流管道，以及通过在河道两岸布置截污管网，做好雨污分流。

4.2 物理治理技术

物理治理黑臭水体的本质就是将水体环境中存在的淤泥、垃圾物等清理干净，方式主要有清淤疏浚、爆气充氧和活水循环等【3】。清淤疏浚主要是通过人工或机械的方式将淤泥、水生植物残体、有毒化学品等表面沉积物质去除，这种方式虽然能够快速地改善水质，但会影响生态系统的稳定，因此，不适宜当作长效治理措施；爆气充氧是通过人工向水体中充氧，使水中有机物氧化、降解，但该方法对氮、磷等元素的去除效果不佳，常常需要与其他处理技术结合处理；活水循环是通过引入清洁的地表水，稀释城市黑臭水体，迅速降低水中污染物浓度，该方法一般适用于环流河道水体的污染治理，而且需要设置泵站与管道，虽然可随意在短时间修复水体，但总体来说，效率较低，而且很可能会使水中污染物发生转移，污染其他地区水体。

4.3 化学治理

化学治理技术是向水体中投加化学药剂，使水体中的污染物发生沉淀反应与水体分离或降解成无毒害物质【4】。例如，向黑臭水体中添加过氧化钙，过氧化钙作为催化剂能够促进生物降解、强化化学沉降，有效去除水体中的氮、磷等元素，而且还能使硫离子氧化成二氧化硫离子，减少了臭味化合物的合成，这种黑臭水治理的方式，虽然工艺简单，见效快，但本质上并没有去除污染物，很容易造成黑臭问题反弹，而且外来化学物质也很可能会对水体造成二次污染。为此，该治理技术常常作为应急处理或是黑臭问题严重的小型封闭水体。

4.4 生物治理

生物治理技术是通过构建完整生态结构的水生态系统，利用生物吸收、转移、转化、清除或降解环境污染物来改善水质，是目前最常用的黑臭水体治理方法。与物理治理、化学治理方法不同，该方法能够从根本上改善水体环境，修复水体系统的生态功能。常见的生物治理手段有水生植物净化技术、生物膜技术与微生物技术。

水生植物净化技术主要是通过水生植物自身的新陈代谢，即吸附、吸收、过滤、降解等作用，去除水中污染物，同时水生植物还能增加水体中的溶解氧，可以有效减轻水体的富氧化程度。

目前，常见的水生植物净化技术有人工湿地、生态浮岛和氧化塘等。其中，人工湿地是将黑臭水体引入人工建造的湿地上，湿地中大多是人为种植的植物；生态浮岛是利用水生物种间的共生关系和营养生态位的原则，建立高效的人工生态系统，以减轻水体污染负荷；氧化塘是利用微生物与藻类植物的作用，通过微生物降解、重力沉淀和水生动物吸收净化水体。

生物膜技术是将附着微生物的薄膜放入黑臭水体中，既可以为微生物提供适宜的生长环境，同时也能保持生物多样性和完整性，增加了水环境微生物浓度和与污染物的接触面积，提高了微生物吸附、降解污染物的效率，是一种附着生长型污水处理方式。

微生物技术是利用微生物降解实现水体净化的技术，目前主要有2 种实现方式，一是向黑臭水体中投加多种促进微生物生长的维生素、微量元素、有机酸等生物激活制剂；二是向黑臭水体中投加微生物制剂或酶制剂。该方法操作简单，过程温和，治理见效快、范围广，有利于维持水体生态系统稳定。但该方法易受环境因素的影响，在使用时，常常和其他治理方法组合使用。

5 结语

总而言之，城市黑臭水体治理对我国国民用水安全和改善生态环境都有着重大意义。相关部门和治理单位在城市黑臭水体治理期间一定要做好调查工作，根据黑臭水体成因，因地制宜制定科学、系统的整治方案，采取经济、可靠、有效的方式修复水体生态系统，同时建立科学的管理机制，实现城市水体的长治久清。