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黑臭河道治理技术研究进展

时间:2016-07-01来源: 作者: 点击: 131次



摘要:介绍了城市黑臭河道水体污染的特点,阐述了黑臭水体形成原因以及危害,分析了目前我国大部分城市黑臭水体治理中应用的物理、化学、生物技术,并预测了黑臭河道治理的发展方向。

关键词:黑臭河道;水生态;研究进展

中图分类号:X703     文献标识码:A           文章编号:

Research progress in the treatment technology of black-odor River

ZHOU Yue

Group of Limited by Share Ltd 210000

Abstract: this article introduced character of water pollution in black-odor River, expounded the formation cause and harming of black-odor River, analyzed the physical, chemical and biological technologies used in the treatment of black odor water in most cities of our country, and forecasted the development direction of the treatment of black odor river.

Keywordblack-odor RiverWater ecologyResearch progress


引言

城市河道具有污染源广、流动性差、生态容量低等特点,但是城市发展过程中带来的居民生活污水排入河道导致其NP总量超标,河流中有机物浓度大,进而溶解氧含量低,形成水体黑臭现象。城市黑臭河道整治关注民生和生态环境影响,已经成为国家环境治理和海绵城市建设的重要环节。本文对国内黑臭河道治理技术进行了评价,为今后的黑臭河道哦治理提供了参考依据。

 

1黑臭河道产生原因及其治理技术

城市河道净化能力差,过量的有机污染物进入河道后引起河道水体溶解氧降低,并且形成的H2S导致水体发臭;河道水体在缺氧环境下易氨化反应、硫化反应产生大量的氨氮,同时亚硫离子和铁、锰离子结合形成黑色物质导致了水体发黑[1]。居民生活废水是导致水体NP超标的主要来源,同时工业污染源难以实现稳定达标排放、城市生活污水处理率低导致其进入河道也会导致河道黑臭。城市黑臭河道对城市居民的健康和城市生态安全构成了严重的威胁,河流水质净化与生态修复日益成为人民关注的焦点和热点。目前国内外采用的黑臭河道水体治理技术主要可分为物理、化学和生物-生态法三类方法。

1.1物理法

黑臭河道治理的物理方法包括人工曝气、底泥疏浚和调水等。水体供氧和耗氧失衡是引起水体发生黑臭的主要原因之一,曝气复氧被认为是治理河道污染的一种有效措施,可以提高水体中的溶解氧含量,强化水体的自净功能,促进水体生态系统的恢复[2]。底泥是河道中污染物的“汇”与“源”,常用的底泥疏浚主要有清挖、船载抓斗清挖和水力冲挖等方式,目的在于较大程度地控制内源污染、增加河道槽蓄量、提高水体泄洪和自净功能[3]。调水是通过水利设施(如闸门、泵站)的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源以改善河流的水动力学条件,增强水中污染物的扩散、净化和输出,但不能实现黑臭河道水质的长期稳定改善[4]

1.2化学法

黑臭河道治理的化学方法主要包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀等。所使用的化学药剂主要有铁盐和铝盐等混凝剂、双氧水等氧化剂和生石灰等沉淀剂,目的在于去除水中目标污染物(悬浮物、溶解态磷和氮等),提高水体透明度。2003年上海苏州河治理过程中,采用改性硅藻土为混凝剂治理黑臭河道,修复结果表明当CODcr<80mg/L时,处理后水体达到V类水质指标,当CODcr>80mg/L时,水体修复效果不佳[5]

1.3生态修复

黑臭河道水生态恢复是重现河道“水清草茂”自然本色的必经之路,也是长效和稳定改善水环境质量的重要手段。黑臭河道治理的生物-生态方法可以从根本上恢复河流系统的生态功能,是国内外近年来发展很快的一种技术。主要包括微生物强化技术、生物膜技术、植物净化技术和生物-生态净化技术。它利用培育的植物或培养、接种的微生物的代谢活动,对水体中的污染物进行转移、转化和降解,改善河流水质,同时构建具有完整营养级结构的水生态系统,从根本上恢复河流系统的健康。目前应用于黑臭河道治理的微生物菌及主要包括美国的Clear-Flo系列菌剂、LIMO生物活性液,日本的有效微生物菌落、光和细菌、硝化细菌,赵志萍等[6]将富集液和复合菌投加到黑臭河道中进行降解,取得了一定的治理效果。湖北科亮生物工程有限公司颜值的“科利尔”活菌净水剂有很强的黑臭河道水体治理效果[7]。生物-生态法应用于黑臭河道的治理,具有稳定有效、安全持久、工程造价较低、及景观改善相结合等特点,但其处理效果易受水文和气候等外部条件的影响,同时系统地有效后续管理维护是生物-生态法应用过程中急需解决的重要问题。

2国内外黑臭河道评价

2.1黑臭指标

水体的黑臭指标是研究水体黑臭产生过程及其演变的依据。其中单项黑臭指标包括感官指标(臭阈值TO、色阈值CH)、水质指标(水温、pH、溶解氧、氧化还原电位、化学耗氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、硫酸还原菌数等)[8];综合指标包括:有机污染指数A是考虑生化需氧量、化学耗氧量、氨氮和溶解氧四种因素对黑臭的影响[9];黑臭多因子加权指数W[10],它是通过实际观测试验、各种影响因素与水体黑臭相关性研究以及回归分析,在充分论证河流中耗氧污染物、溶解氧和水温对黑臭影响的定量关系的基础上确定的。

2.2黑臭评价方法

由于水体黑臭成因复杂,故迄今为止国内外关于水体黑臭尚无统一的评价方法和标准。胡国臣等[11]建立了水体黑臭的感官评价标准,将水色分为黄()绿无臭、灰褐微臭、黑臭、深黑恶臭4级;郝晓明等[12]将水质指标与对应的实际水体感官相结合,对南宁市竹排冲水体河道黑臭程度进行评价;尹海龙等[13]通过各种综合水质评价方法比较,发现水质标识指数法能对黑臭水体进行相对科学合理的评价;蒋火华等[14]对综合污染指数评价法和水质类别判定之间的相互关系、矛盾及总体的量化关系进行了分析,同时确定了我国河流水体黑臭的判别准则。

3黑臭河道研究方向

3.1曝气充氧-微生物降解-植物净化生态修复技术

黑臭河道治理的生物-生态方法可以从根本上恢复河流系统的生态功能,是国内外近年来发展很快的一种技术。曝气充氧-微生物讲解-职务净化修复技术,通过充氧在水体中形成富氧环境,使得投加的微生物强化污染物的讲解效率,同时,植物能够同化其中的NP元素,使得水体环境得到净化。

3.2组合生物修复技术

组合技术对黑臭水体污染净化和生态修复的效果明显优于单一技术,最佳的组合方案为“曝气充氧+投加功能性微生物菌剂+投加生物促生液+放养水生值物”,金承祥、孙建军等[15]2005年通过将曝气充氧、功能性微生物菌剂和耐污型先锋水生植物及生物促生剂进行组合, 10d后水体的主要污染物含量大大降低,CODBODNH3-N TP 的净化率分别可达77%91%93%76%

5结论

目前我国大部分城市地表水由于污染日趋严重已经演变成黑臭水体。采用组合技术和多种生物修复技术对黑臭河道进行治理,并且基于科学的评价指标和合理的评价方法有助于科学治理黑臭河道以及预防黑臭河道二次发生。

参考文献:

[1]李珍明,蒋国强,朱锡培。上海地区黑臭河道治理技术分析[J].净水技术.2010, 29(5):1-3

[2]胡湛波,刘成,周权能,等。曝气对生物促生剂修复城市黑臭河道水体的影响[J].环境工程学报.2012,6(12):4281-4288

[3]李继洲,吴海旭,姜万。南京城区黑臭河道底泥污染特征及生态风险评价[J].2015,24(11)1913-1919

[4]董怡隆,狄顺有。温州鹿城区丰门河水系治水方案[J].2015,27(4):17-20

[5]孙从军,王敏,程曦。硅藻土混凝剂在污染河水处理中的应用研究[J].上海环境科学, 2003, 22(4): 275-278.

[6]赵志萍,呼世斌,房发俐,等。EM的定向富集及处理黑臭河水的研究[J].西北农业学报, 2007, 16(2): 210- 213.

[7]吴光前,刘倩灵,周培国,等。固定化微生物技术净化黑臭水体和底泥技术[J].水处理技术, 2008,34(6):26-29.

[8]方宇翘,裘祖楠,张国莹。城市河流中黑臭现象的研究[J].中国环境科学,1993,13(4): 256-262.

[9]王华东,等。水环境污染概论北京:北京师范大学出版社,1984

[10]唐秀云。佛山汾江水体恶臭的化学因素特性研究[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2003,21(2):63-66.

[11]胡国臣,王忠,常晓青。预防水体黑臭的水质指标研究[J].上海环境学,1999,18(11):523-525.

[12]郝晓明,胡湛波,刘成等。南宁市竹排冲河道水体黑臭评价模型建立研究华东师范大学学报自然科学报,2011,1,163-171

[13]尹海龙,徐祖信。河流综合水质评价方法比较研究[J].长江流域资源与环境,2008,17(5):729-733

[14]蒋火华,朱建平,梁德华,等。综合污染指数评价与水质类别判定的关系[J].中国环境监测,1999(6):45-48

[15]金承翔,孙建军,黄民生,等.组合生物技术对黑臭水体净化修复研究[J].净水技术,2005,24(4):1-4

 

 

作者简介:周钺,男,1991年出生,本科,研究方向:水环境治理。

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