河道黑臭水體成因與治理關鍵技術探析,防洪工程論文摘要：水質影響著地區的經濟發展和人們的生活，消除黑臭現象對環境保衛具有重要意義。論文分析了河道黑臭水體產生的原因，從物理、化學、生物3個方面總結了常用的治理措施，并結合項目列舉了除黑除臭技術措施的工程應用。本文關鍵詞語：河道黑臭水體治理;技術措施;工程實際應用;Abstract：Waterqualityaffectsregionaleconomicdevelopmentandpeopleslives.Eliminatingblackodorisofgreatsignificancetoenvironmentalprotection.Thispaperanalyzesthecausesoftheblackandsmellywaterinriver,summarizesthecommonlyusedtreatmentmeasuresfromphysical,chemicalandbiologicalaspects,andliststheengineeringapplicationoftheblackandsmellytechnologymeasuresincombinationwiththeproject.Keyword：treatmentofblackandsmellywaterofriver;technicalmeasures;engineeringapplication;1、引言近年來，尤其是的十九大以后，社會各界愈加關注生態文明建設，過去的以犧牲環境換取生產發展的形式已經被徹底淘汰。作為一個地區生態系統的重要組成部分的河道水體，不僅直接影響該地區的自然環境，還在很大程度上影響著該地區居民的身心健康，其受污染與否及受污染程度得到了極大的關注。當某一地區的水體內垃圾沉淀物含量超過水體的自凈能力后，會使本來清澈的水體產生不同程度的黑臭現象。2021年2月，住房和城鄉建設部聯合生態環境部發布了我們國家第一輪各大城市黑臭水體排查情況，介入排查的295座地級及以上城市中，僅有79座城市沒有發現黑臭水體，其余216座城市排查出黑臭水體1861個，結果觸目驚心。因而，探究城市黑臭水具體表現出象的成因并提出有針對性的改善水體質量的措施，具有重要的現實意義。本文結合近年來的污水處理經歷體驗，在具體分析河道黑臭水體成因的基礎上，總結了當前國內常見的黑臭水體治理技術，結合工程經歷體驗列舉了某河道黑臭水體治理的工程措施，以期為國內同類工程治理項目提供理論和經歷體驗的參考。2、河道黑臭水體成因探究黑臭水體源于水質污染，一般指水體中污染物排放過量導致含氧量低于2.0mg/L，引發水體含氧量減少導致透明度降低變黑、硫酸性物質被硫酸鹽復原菌復原成硫化氫進而發臭的現象[1]；或者，當某一地區的水質低于地表水環境質量標準V級時，可以歸為該類水體。2.1、根本原因黑臭水體產生的根本原因在于水中微生物和藻類殘體分解有機物、氨氮化合物的速度加快，使水體含氧量減少、硫酸氫含量增加，最終導致河道內水體變黑變臭。這一現象受水體溫度影響較為顯著，水溫升高后，微生物活性加強，無論是耗氧量還是硫化氫轉化量都大量增加，易使水體變黑發臭。因而，夏季水體黑臭現象會比冬季明顯。研究表示清楚，水溫到達25℃時，水體的黑臭現象最為嚴重。這一現象也使污染物沉積、復氧能力衰退，進而更容易變黑、發臭。2.2、直接原因黑臭水體產生的一個直接原因在于環境污染。詳細來講，各類污水排放是罪魁禍首，如生活污水、工業廢水等，固然會經過污水處理站的處理，但是常有處理不到位或不達標而蓄意偷排現象，有些地區排水管網設計不合理，管道存在堵塞、變形、破損等缺陷，加之排污系統與雨水利用系統混接、亂接、錯接，污水處理廠事故排放等，導致污水與地下水甚至河道水雙向滲漏，進而導致各類污物進入河道水體，產生黑臭現象。合流制溢流污染也是產生黑臭水體的一個重要因素，固然合流制排水系統當前已改為截流式合流制，但受資金及施工技術的限制，很多合流制的截流系數并不高，甚至有部分工程降到了零點，一旦遭遇雨水沖襲，會連帶引發管道沉積物、地表徑流污染等進入河道，產生黑臭現象。黑臭水體產生的另一個直接原因在于水體自凈能力的下降，又稱為內源污染。水體內各類生物代謝產物及死亡后尸體的腐敗積累會構成有機物污染，長期沉積的淤泥、污物遭到擾動再次懸浮會產生大量顆粒懸浮物，都會很大程度上降低河道水體的自凈能力，長期這樣會引發水體黑臭現象。3、河道黑臭水體治理的關鍵技術措施各類河道黑臭水體治理的根本原則能夠概括為截污控源、減少污染，活水循環、清水補給，水質凈化、生態修復[2]，在這里基礎上，結合當地河道的地形地質特點、自然環境和生態特征，系統分析引起黑臭的原因后因地制宜確定科學合理的水體整治和長效保持的技術措施。當前，針對河道黑臭水體的治理，能夠劃分為物理疏浚法、化學降解法以及生物修復法3類，每類方式方法都有獨特的優缺點和使用范圍，在實際中能夠考慮綜合使用。3.1、物理疏浚法物理疏浚法主要是通過各種機械、人力等手段清理水中的污染物，或者降低污染物含量，進而消除黑臭現象。華而不實，最簡單的措施是利用各種機械裝置或引入活水沖擊，定期清理、沖刷水體中沉積的生物殘體、動植物漂浮物、淤泥等，并及時去除河道沿岸的各類垃圾。在清污、清淤之前，要對水體的污染和水生植物的生長情況進行具體的調查，根據調查結果制定施行方案，并結合季節、氣候等因素明確疏浚的范圍及深度，布置好污物、污泥的運輸與處置，避免二次污染。這種措施一方面需要投入大量的資金和人力作保障，另一方面需要各類行政部門加強管理和監督。為了到達減少污染物排放的目的，還能夠采用截污納管技術。詳細來講，能夠沿著河道走向鋪設排污管和節流管，在適當位置修建污水處理站或提升泵房，提高污水收集和處理的效率；能夠對雨水污水合流管網進行改造，在資金允許的情況下重新鋪設管道、實現兩類管道的分離，在排污與排水量不大的情況下，能夠通過增設止回閥減少雨水倒灌的風險。這類方式方法一次投資大，但是能夠長期使用，并且需要從市政發展和長遠發展的角度進行科學合理的規劃，對設計與施工水平要求較高，但是，輔助以各類高科技水體、水質傳感分析儀器，能夠到達事半功倍的效果。為了提高水體自凈能力，能夠在河道適當位置對水體進行人工曝氣充氧。詳細來講，即利用噴泉、跌水、射流等曝氣形式對水體注入氧氣，提升水體中溶解氧的含量，進而加強水體中微生物的活性，提高對各類污物的分解凈化能力。該技術能夠提高河水的可生化性，在較短時間內快速促進有機質的氧化降解，在初期建設成本低、見效快，但是并不利于懸浮物沉積，需要與其他方式方法聯合使用，以獲得最佳效果。3.2、化學降解法化學降解法主要是向河道中黑臭水體區域投放化學藥劑，利用藥劑與污染物發生的凝聚、分解或沉淀作用，使污染物從水中分離，或降解成無毒、無味的物質，或沉積到河道底部降低黑臭現象。常用的化學藥劑主要有石灰、氫氧化鈣〔Ca(OH)2〕、過氧化鈣〔CaO2〕等。化學降解法對黑臭水體中的有機污染物、重金屬離子〔如As5+、Fe2+、Mn2+等〕具有較好的處理效果，在短時間內快速降低水體中污染物含量方面有較好的效果，但是不易于保持水體水質的長期活性穩定性，容易造成黑臭現象反彈，同時，化學物質反響后可能會對水環境造成二次生態污染，不能從根本上保障污染治理的效果。3.3、生物治理法生物治理法是通過增加水體中的微生物、活性酶制劑的含量或水生植物的數量，利用這些生物體的新陳代謝作用對水體中過量的污染物進行降解或轉化，進而改善水質，同時，構建具有完好營養構造的水生生態系統，從根本上改良或恢復水體的凈化功能。需要講明的是，投入水體中的水生植物應選擇以水中污染物作為營養物質的物種，這樣在降解或消除污染物的同時還能夠促進本身繁衍，實現良性循環。這是近年來一門新興技術，具有條件溫和、安全高效、穩定持久、綠化環境、改善景觀的特點，但是有些生物體生長較慢、反響時間長、受水溫和外來菌體影響大，很難起到立竿見影的治理效果。4、河道黑臭水體綜合治理工程應用舉例分析隨著我們國家地區經濟水平的快速發展和人口數量的增長，污水排放量持續增長，污水直接排入河道和溢流入河的現象仍時有發生，尤其是雨季持續時間增長，工農業生產產生的面源污染隨雨水匯入河流，導致部分河道河水水體變黑變臭，下面以某長度為8.7km的污染非常嚴重的河道為例進行分析。4.1、工程大概情況據調查統計，該河道的污染源既有生活污水，又有工業廢水，水質較差，在該河道黑臭現象最嚴重的A、B兩段進行實測，水質主要評判指標，如化學需氧量〔COD〕、氨氮、總磷〔TP〕、懸浮物〔SS〕的含量.針對以上河道黑臭水體情況，在A、B段分別擬設計A、B2座污水處理站，華而不實，A站污水處理能力為10000t/d,B站污水處理能力為30000t/d，經處理后出水水質透明度應有明顯提高，有效降低臭味，污染物排入量符合國家地表水功能區劃要求和監測斷面水質要求。本工程項目選取懸浮物〔SS〕、總磷〔TP〕、化學需氧量〔CODcr〕、氨氮含量指標〔NH3-N)4項指標作為主控指標。4.2、工程技術方案針對該河道現在狀況，本工程項目綜合使用物理、化學和生物方式方法，并引進新技術治理黑臭現象。詳細來講，本工程采用超磁分離處理技術和氣浮池去除河道黑臭水體中的顆粒性污染物，輔助以催化氧化設備利用羥基自由基的氧化作用去除水體中的溶解性污染物，進而到達水體凈化、消除黑臭的目的。4.2.1、磁分離裝置磁分離技術通過在水體中注入磁種，利用磁種增大污染物顆粒間的比外表積，增加其互相之間的碰撞概率，構成絮凝，進而快速沉降，有效去除水中的微粒污染物、微生物和重金屬污染物〔如COD、BOD、SS、TP〕等。超磁分離系統由混合系統、沉淀系統、磁回收系統、污泥系統及加藥系統組成。超磁分離系統通過泵站將河道黑臭水體輸送到混凝反響池中，與加藥機投加的絮凝劑、改性磁種和助凝劑進行反響；混合完全的污水進入澄清池進行高效的固液分離；改性磁種通過污泥回流和磁種回收系統進行循環利用；剩余污泥通過磁種回收系統的污泥排放系統，排至廠區污泥處理系統進一步處理。超磁分離系統組成框架和技術原理。4.2.2、氣浮裝置氣浮裝置是在水中通入或產生大量的微細氣泡，使空氣以高度分散的微小氣泡形式附著在懸浮物顆粒上，造成密度小于水的狀態，利用浮力原理使其浮在水面，進而實現固-液分離的水處理設備。氣浮法凈水是在高壓的情況下，使水溶入大量的氣體為工作液體，在突然減壓時，釋放出無數微細氣泡與經過混合反響后的水中雜質粘結在一起，使其比重小于1，而浮在液面上，構成泡沫〔氣、水顆粒〕混合體，進而使污染物從廢水中分離出來，到達凈化效果。氣浮裝置在分離水中雜質的同時，還伴隨著對水的曝氣、充氧，對微污染及臭味明顯的原水，更顯示出其特有的效果。與超磁分離設備相比，氣浮裝置不必投加磁種，能夠在一定程度上降低加藥成本，但由于增加了溶氣設備，需要增加少量的電費消耗。除此之外，超磁分離設備運行故障時，可能出現磁種泄露，反而對河道水體造成短時間的嚴重污染，氣浮池能夠很好地避免此現象發生。本工程項目所采用的氣浮裝置。4.2.3、催化氧化設備本工程輔助以高效羥基自由基發生器和高效納米催化反響裝置，強化水體除黑臭和自凈化效果。該設備具有強大的羥基自由基生產能力，由于羥基自由基氧化作用的無選擇性，既能夠氧化氨氮等物質，又能夠氧化COD等，進而進一步去除水中污染物，加強去污效果。4.3、工程處理效果該處河道采用以上技術措施進行處理，3個月之后進行現場勘測，能夠發現該河道水體透明度明顯提高，不再有可見垃圾及臭味，且不再有污染源排放入河道內；采用分析儀進行元素測量后，各項指標均在標準范圍之內，水質狀況改善明顯，基本消除了黑臭現象。5、結束語河道黑臭水體治理直接制約著當地社會和經濟的發展，直接影響著人們的生活水平，是一項集技術、資金于一體的復雜系統工程。引起河道水體黑臭現象的原因多種