黑臭水體底泥原位治理技術(shù)研究

水處理網(wǎng)訊:摘要：在我國(guó)現(xiàn)階段的城市中，污染非常嚴(yán)重，經(jīng)常會(huì)有黑臭水體出現(xiàn)。隨著外源污染逐步得到有效控制，治理底泥內(nèi)源污染已成為改善黑臭水體水質(zhì)的關(guān)鍵，直接影響河道治理效果。為了從根本上治理黑臭水體，必須控制河道底泥污染，防止水體返黑、水質(zhì)反復(fù)惡化。異地處理技術(shù)（如疏浚底泥）應(yīng)用較廣，但存在工程量大、治理費(fèi)用較高、處置過(guò)程中存在二次污染、底泥后續(xù)處理困難等問(wèn)題，而底泥原位治理技術(shù)具有治理費(fèi)用低，對(duì)河道水體二次污染和河道治理效果好等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注，并逐漸成為底泥污染治理的研究熱點(diǎn)。針對(duì)城市黑臭水體處理現(xiàn)狀，介紹了原位覆蓋處理、化學(xué)處理以及生物修復(fù)3種黑臭水體底泥原位治理方法的機(jī)理和修復(fù)效果，以期為治理城市黑臭水體提供借鑒。

引言

黑臭水體不僅嚴(yán)重影響了城市的水景觀，給人帶來(lái)不愉悅的觀感；喪失水體功能性，抑制了人們的親水和取水需求，同時(shí)還影響周?chē)用竦纳眢w健康，對(duì)人們的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)都有不良影響。因此，解決城市河流的污染問(wèn)題、恢復(fù)河流的生態(tài)和社會(huì)功能不僅關(guān)乎城市整體形象的提升，更是與居民健康和生活息息相關(guān)，是十分必要且迫切的。

1城市黑臭水體危害分析

在探討城市黑臭水體治理問(wèn)題和相關(guān)技術(shù)前，我們首先需要明確黑臭水體的來(lái)源、構(gòu)成，并且分析其造成的極大危害。城市黑臭水體之所以會(huì)產(chǎn)生，其根源在于大量城市生活污水和工業(yè)廢水被肆意排放，未經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理。這些水體中存在過(guò)量污染物質(zhì)，而微生物在這些污染物中肆意繁殖，消耗大量氧氣，水體逐漸呈現(xiàn)缺氧狀態(tài)。在這種條件下會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致各種厭氧微生物的繁殖，這會(huì)使得水體中有機(jī)物迅速腐爛隨之發(fā)酵，這就會(huì)產(chǎn)生很多氨氣，硫化氫及甲烷等具備惡臭的有毒有害氣體，這也是水體臭味的來(lái)源。而水體中的金屬離子又會(huì)進(jìn)一步和水體中存在的硫離子發(fā)生反應(yīng)，生成FeS或MnS這些黑色物質(zhì)，這便是我們看到水體呈黑色的造成原因。城市黑臭水體無(wú)論是對(duì)自然環(huán)境還是人們的生活環(huán)境都具備極大危害。首先，黑臭水體的存在會(huì)嚴(yán)重影響自然生態(tài)環(huán)境，在污染空氣，破壞市容的同時(shí)也會(huì)對(duì)于其他生物的生存構(gòu)成惡劣影響。另一方面，城市黑臭水體中會(huì)產(chǎn)生大量揮發(fā)性有毒氣體，比如硫化氫就是其中一種。這種氣體對(duì)于人體有嚴(yán)重毒害作用，達(dá)到一定劑量后甚至?xí)兄旅ｋU(xiǎn)。因此，城市黑臭水體必須得到盡快治理，并且要得到積極有效治理，這才會(huì)營(yíng)造良好的社會(huì)環(huán)境和城市生活環(huán)境，才不會(huì)影響到城市居民的生活質(zhì)量。

2黑臭水體治理技術(shù)

2.1原位覆蓋技術(shù)的應(yīng)用

目前，原位覆蓋技術(shù)的施工方式主要有以下幾種：機(jī)械設(shè)備表層傾倒法、移動(dòng)駁船表層撒布法、水力噴射表層覆蓋法、駁船管道水下覆蓋法。國(guó)外運(yùn)用覆蓋技術(shù)進(jìn)行底泥污染釋放的控制工程很多。此技術(shù)在我國(guó)研究開(kāi)展較晚，應(yīng)用并不廣泛，大多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，存在巨大前景。目前，我國(guó)已有學(xué)者在研究新的覆蓋材料，如李楊等將蘆竹莖、蘆葦莖、花生殼及玉米芯利用限氧升溫炭化法燒制成的生物炭可以提高底泥的硝化作用強(qiáng)度，對(duì)底泥NH4+-N、COD及PO34--P的釋放有削減作用，具有應(yīng)用到污染水體底泥修復(fù)的潛力。

2.2清淤疏浚

底泥是影響水體水質(zhì)的一大污染源，進(jìn)入水體的污染物通過(guò)物理化學(xué)和生物等作用富集在水體底泥中，長(zhǎng)期富集于底泥的污染物還會(huì)再次釋放出來(lái)，對(duì)水體造成二次污染。對(duì)底泥的處理方法一般可分為異位處置和原位處理。異位處置是清淤疏浚，包括排干清淤、水下清淤和環(huán)保清淤等方式。排干清淤又可分為直接挖除和水力沖挖；水下清淤方法包括抓斗式清淤、泵吸式清淤、普通絞吸式清淤和斗輪式疏浚等；環(huán)保清淤包括環(huán)保絞吸式清淤。

環(huán)保清淤與工程清淤的差異在于清淤的底泥厚度較薄，盡可能降低對(duì)水體環(huán)境的影響。故環(huán)保清淤對(duì)設(shè)備本身的定位、操作系統(tǒng)的精度要求和操作人員的施工要求較高。

2.3原位化學(xué)處理概念

原位化學(xué)處理是指通過(guò)向底泥中加入化學(xué)藥劑與底泥，通過(guò)吸附、沉淀等物理化學(xué)作用來(lái)穩(wěn)定底泥中的營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)物和重金屬，防止向上層覆水中釋放，達(dá)到有效截?cái)鄡?nèi)源污染的作用?；瘜W(xué)制劑根據(jù)其去除對(duì)象的不同分為營(yíng)養(yǎng)鹽固定化制劑、重金屬固定化制劑、除藻劑等。

2.4內(nèi)部污染控制

當(dāng)我們對(duì)外部污染河道水體的物質(zhì)進(jìn)行有效的控制后，還需要對(duì)已經(jīng)進(jìn)入到河道水體內(nèi)的污染物進(jìn)行及時(shí)的清理，而這時(shí)清理過(guò)程需要我們主要控制河道底泥中的漂浮物、懸浮物等垃圾。并且這些污染物質(zhì)進(jìn)入河道水體后，在長(zhǎng)期的積累下，水體中的大部分污染物沉積在水底，所以對(duì)河道的底泥清淤疏浚工作也是治理黑臭水體的一個(gè)重要方法。目前，我們經(jīng)常采用的河道清淤方式主要有：絞吸挖泥船、氣力泵、不排水機(jī)械、水力沖挖等方法。此外，我們?cè)谌コ拥赖啄嗤猓€需要不斷加強(qiáng)對(duì)河道的管理工作，定期對(duì)河道進(jìn)行垃圾清理，保證河面上的清潔。

2.5原位生物修復(fù)概念

底泥原位生物修復(fù)可分為微生物修復(fù)與植物修復(fù)。微生物修復(fù)是研究最多、應(yīng)用也最為廣泛的一種生物修復(fù)方法，是利用微生物的代謝潛力降解有機(jī)污染物。主要是根據(jù)污染環(huán)境不同，向底泥中培育和接種特定微生物，并提供其適宜的繁殖條件，來(lái)調(diào)控水體中微生物群體的組成和數(shù)量，提高生物可利用性，優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)，提高水體中有自凈能力的微生物對(duì)污染物的去除效率，使底泥污染物就地降解，使河水最大程度恢復(fù)其原有的自凈能力。在針對(duì)黑臭河道治理過(guò)程中使用水生植物進(jìn)行凈化及修復(fù)，主要是指利用較為常見(jiàn)的改善水質(zhì)效果較好的植物。植物修復(fù)機(jī)制包括生物物理和生化過(guò)程，如吸附、運(yùn)輸和易位，以及植物酶的轉(zhuǎn)化和礦化。通過(guò)這些方式吸收底泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，固化底泥，抑制底泥中營(yíng)養(yǎng)鹽及重金屬的釋放。其根部特有的微環(huán)境將重金屬離子吸收、絡(luò)合形成配位體，并達(dá)到固定或改變重金屬價(jià)態(tài)的作用。植物的根系也能為微生物提供了良好的棲息地，還能分泌促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的有機(jī)質(zhì)，從而改善水體的生態(tài)環(huán)境。在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中最為常見(jiàn)的植物分別為沉水、挺水、漂浮及浮葉植物等，具體的包括浮萍、香蒲、蘆葦、金魚(yú)藻、蔣菜、狐尾藻、鳳眼蓮及睡蓮等。沉水植物修復(fù)、人工濕地、生態(tài)浮島等均屬于治理的主要形式，現(xiàn)階段最為常見(jiàn)的技術(shù)及最具有前景的技術(shù)為培育植物新品種，并對(duì)其進(jìn)行組合、凈化等；方便在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中能夠根據(jù)實(shí)際的黑臭河道具體情況實(shí)施針對(duì)性的修復(fù)凈化方式，提高修復(fù)凈化的效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前，我國(guó)在城市黑臭水體整治工作正在如火如荼地開(kāi)展，隨著外源污染逐步得到有效控制，治理底泥內(nèi)源污染已成為改善黑臭水體水質(zhì)的關(guān)鍵。在選擇治理技術(shù)時(shí)，根據(jù)水體受污的實(shí)際情況，遵循黑臭水體治理“系統(tǒng)性、長(zhǎng)效性”的原則，根據(jù)河道自身污染特性情況，要綜合考慮各種治理技術(shù)的組合，以發(fā)揮最佳效用。

原標(biāo)題:黑臭水體底泥原位治理技術(shù)研究