陽離子聚丙烯酰胺CPAM探討城市黑臭水體處理技術

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　　一、城市水體污染現狀綜述

　　我國水資源缺乏且開發較困難，現如今許多城市水體流量逐漸流失，水體自凈能力下降，水資源耗損嚴重。同時，城市人口過快增長、大力發展經濟加速生產也帶來了大量的污染，生活、商業、工業等產生大量的污廢水。

　　目前，污水收集系統還不完善，同時缺少科學的排污治污手段及設備，污水大量排入水體，垃圾隨意堆放在河道邊，嚴重污染了城市水體。

　　此外，由于水處理知識還不普及，生活生產中產生的污廢水沒有及時的被收集與處理，污水直排水體導致水體發黑發臭，造成了水資源的破壞和浪費。

　　現在很多的城市已經開始進行黑臭水體整治，效果卻不是很理想，主要原因是缺乏科學、系統的治理思路和治理技術，有些污染治理并未從源頭出發，僅暫時緩解污染并沒有根治，即未恢復水體生態系統及自凈能力，一段時間過后水體水質惡化，水體污染依然存在。

　　二、黑臭水體形成機理及形成條件

　　形成機理

　　基于目前國內外研究結果，水體致黑機理大致分為3類：

　　(1)缺氧條件下水體中的Fe、Mn元素與水中的硫化物反應產生FeS、MnS等帶負電膠體，沉于池底或吸附在懸浮顆粒上使水體發黑;

　　(2)有機物尤其是含硫有機物負荷達到了一定水平就對水體有致黑作用，7～13d就能導致變黑;

　　(3)水體中的不溶性物質和溶于水的帶色有機化合物(主要是腐殖類物質)也是造成水體顏色加深的重要因素。

　　水體中的致臭物質主要有5類：

　　(1)硫化氫、氨、硫醇等發臭物質：在厭氧菌作用下由有機物分解產生;

　　(2)土臭素和異茨醇：由厭氧放線菌在厭氧條件下分泌產生;

　　(3)游離氨、硫醚類物質：腐殖酸、富里酸的水解產物在細菌分解作用下或在水體中脫氨基、脫羧酸產生;

　　(4)喬司脒和2-二甲基異莰醇：由藍藻、硅藻等產生，低濃度就能導致水體發臭;

　　(5)二甲基三硫醚(DMTS)：死亡藻類在缺氧腐敗過程中與底泥釋放的硫化氫作用產生。

　　形成條件

　　目前城市河道黑臭形成條件主要有5類：

　　(1)城市排水體制、市政工程不完善，地區污水排放不合理，排污口直排河流;

　　(2)水體中以溶解態和懸浮態形式存在的有機污染物在被微生物分解的過程中消耗大量氧，釋放硫化氫、氨、胺等臭味氣體，引起水質惡化和黑臭;

　　(3)水動力學理論和熱力學理論的影響，黑臭水體流通性不強，水體生態功能衰退;同時水體在溫室效應的影響下，水溫升高水中溶解氧含量降低，使有機物的呼吸強度加強，加劇水體黑臭;

　　(4)底泥等內源污染物的影響，在一系列物理、化學、生物作用下吸附在底泥上的污染物釋放回水體，對水體造成二次污染;同時底泥也是微生物繁殖的溫床，其中藍藻和放線菌能通過代謝作用使底泥甲烷化、反硝化，產生DMTS導致底泥上浮及水體黑臭;底泥也增加了水體表層的硫化物和Fe2+的濃度，使得水體發黑;

　　(5)徑污比，即徑流量與排入河流中污水量的比值，徑污比越大稀釋能力越強，河流受到污染的程度就越小，當徑污比小于8∶1時，河水易受到嚴重污染，發生黑臭。

　　三、黑臭水體治理的必要性及應遵循的準則

　　黑臭水體治理的必要性

　　現階段城市水體黑臭現象已成為環境問題中較為嚴重的問題，城市黑臭水體不僅消減了水體對區域的經濟、文化及生態發展可創造的效益，制約城市發展，甚至會對人們的生活品質與身心健康造成不良影響。在新時期積極構建生態文明社會的當下，黑臭水體治理是不可或缺的環節。需要從本質著手積極開展黑臭治理工作，采取有效的方式消除水體黑臭、恢復自凈其能力，如此才能真正恢復水體生境保證水質。

　　黑臭水體治理需要遵循的準則

　　國家相關部門針對黑臭水體治理已經出臺了很多相關的政策及指南，治理黑臭要制定切實有效的行動路線，即分析其產生原因，做好污染物核定及目標控制，制定科學的治理方案等。在《水污染防治行動計劃》針對黑臭水體問題進行了探究，對其治理模式進行了規定。黑臭水體治理需考慮當地的實際發展情況，采取分區管理策略，遵循一河一策的基本準則。

　　在總體治理過程中采取任何一項治理技術均要遵循三個步驟：

　　一是控源截污、二是凈化水質、三是生態恢復。

　　只有嚴格按照三步走，將改善水質作為主要目標，才能真正實現治理與修復的相互整合，做好黑臭水體治理工作。

　　四、黑臭水體治理技術

　　物理方法

　　物理方法是治理黑臭的主要方法之一，包括環保疏浚、河道曝氣、控源截污、調水工程等技術。利用物理方法可以加深河床，減少河道中積存的污染物，增強河流沖刷能力，有效削減黑臭。

　　(1)環保疏浚

　　環保疏浚主要是清除懸浮在底泥表層的污染物，但保留原始生物種群基因庫，保證后續生物種群及河道生境恢復。清淤疏浚時，需對清淤的深度及精度加以控制，避免破壞下層底泥從而對生境產生影響。此外對疏浚底泥要進行妥善處理，避免對環境造成二次污染。

　　(2)水體曝氣復氧

　　曝氣可以提高水體中溶解氧含量，解決水體供氧耗氧失衡問題，有效減輕黑臭，這是目前被廣泛應用的措施之一。傳統情況下，對水體進行高強度連續曝氣的運行費用較高，研究表明，長時間低強度連續曝氣，不僅能有效去除水中氨氮等污染物，且能耗僅約為高強度連續曝氣的10%、間歇曝氣的20%。曝氣方式對水體修復也有影響，上覆水曝氣會對河道底泥產生擾動作用，促使底泥中污染物向水體遷移轉化。相較之下，底泥曝氣對加快底泥修復的效果更優。

　　(3)控源截污

　　控源截污是從源頭上對污染加以控制和削減，該方法直接有效但工程量大、工期長、投資大，需要同時對點源與面源污染進行控制，并統籌考慮城市規劃建設。點源控制主要的方式是截污納管，利用城市污水管道及沿河道敷設的污水截留管線將污水收集后進行集中處理;在對面源污染加以控制的時候需做到三點，一是實現源頭控制，二是對污染物的擴散途徑加以控制，三是做好終端治理。其中會受到多方面因素影響，所以需要綜合分析考慮，提高治理的有效性。目前城市滲濾系統、植被過濾帶等技術被廣泛使用。

　　化學方法

　　現階段較為常見的化學處理有強化絮凝、活性炭、藥劑殺藻等，其中利用絮凝沉淀的方式運用比較廣泛。可以向水體投加絮凝劑使得水中懸浮物絮凝沉淀，投加鐵鹽促進磷沉淀、加入石灰脫氮等。這種方式不會受到氣候條件影響，且在短期內見效快。但是該方法成本較高，還會形成諸多沉積物，部分藥劑具有毒性，往往會形成二次污染，因此化學方法的使用能否改善生態環境還需進一步研究與分析。

　　生物生態方法

　　改善河道水質恢復水體生境是黑臭河道治理的根本目的，使用生物生態方法治理黑臭能很好的實現這一目標。利用植物或微生物的代謝活動實現對水體污染物的轉移與轉化從而改善水質，水體態系統同時得以修復重建，從本質上治理黑臭。該方法成本低廉、易于后期管理維護，現階段較常用的技術包括生態浮床(島)、景觀濕地等，能一定程度降低水體污染負荷，兼具景觀功能。但在選擇植物種類時需多角度考慮，選擇生存能力強凈化能力強的本土物種，避免外來物種入侵導致更為嚴重的生態問題。

　　五、結 語

　　綜上所述，城市黑臭水體治理工作復雜且艱巨，涉及因素眾多，要根據不同地域和水體的地理水文情況具體分析采取措施。要做到因地制宜，制定科學完善的策略與方案，多途經削減污染，從根本治理黑臭，最終達到改善河道水質恢復水體生境的目的，從而保障人類的可持續發展。

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