陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM探討城市黑臭水體處理技術(shù)

　　陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM探討城市黑臭水體處理技術(shù)

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　　一、城市水體污染現(xiàn)狀綜述

　　我國(guó)水資源缺乏且開(kāi)發(fā)較困難，現(xiàn)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(yán)重。同時(shí)，城市人口過(guò)快增長(zhǎng)、大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)加速生產(chǎn)也帶來(lái)了大量的污染，生活、商業(yè)、工業(yè)等產(chǎn)生大量的污廢水。

　　目前，污水收集系統(tǒng)還不完善，同時(shí)缺少科學(xué)的排污治污手段及設(shè)備，污水大量排入水體，垃圾隨意堆放在河道邊，嚴(yán)重污染了城市水體。

　　此外，由于水處理知識(shí)還不普及，生活生產(chǎn)中產(chǎn)生的污廢水沒(méi)有及時(shí)的被收集與處理，污水直排水體導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭，造成了水資源的破壞和浪費(fèi)。

　　現(xiàn)在很多的城市已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行黑臭水體整治，效果卻不是很理想，主要原因是缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的治理思路和治理技術(shù)，有些污染治理并未從源頭出發(fā)，僅暫時(shí)緩解污染并沒(méi)有根治，即未恢復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)及自凈能力，一段時(shí)間過(guò)后水體水質(zhì)惡化，水體污染依然存在。

　　二、黑臭水體形成機(jī)理及形成條件

　　形成機(jī)理

　　基于目前國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果，水體致黑機(jī)理大致分為3類(lèi)：

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

　　(2)有機(jī)物尤其是含硫有機(jī)物負(fù)荷達(dá)到了一定水平就對(duì)水體有致黑作用，7～13d就能導(dǎo)致變黑;

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

　　水體中的致臭物質(zhì)主要有5類(lèi)：

　　(1)硫化氫、氨、硫醇等發(fā)臭物質(zhì)：在厭氧菌作用下由有機(jī)物分解產(chǎn)生;

　　(2)土臭素和異茨醇：由厭氧放線菌在厭氧條件下分泌產(chǎn)生;

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

　　(4)喬司脒和2-二甲基異莰醇：由藍(lán)藻、硅藻等產(chǎn)生，低濃度就能導(dǎo)致水體發(fā)臭;

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

　　形成條件

　　目前城市河道黑臭形成條件主要有5類(lèi)：

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

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

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

　　(4)底泥等內(nèi)源污染物的影響，在一系列物理、化學(xué)、生物作用下吸附在底泥上的污染物釋放回水體，對(duì)水體造成二次污染;同時(shí)底泥也是微生物繁殖的溫床，其中藍(lán)藻和放線菌能通過(guò)代謝作用使底泥甲烷化、反硝化，產(chǎn)生DMTS導(dǎo)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(fā)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(qiáng)，河流受到污染的程度就越小，當(dāng)徑污比小于8∶1時(shí)，河水易受到嚴(yán)重污染，發(fā)生黑臭。

　　三、黑臭水體治理的必要性及應(yīng)遵循的準(zhǔn)則

　　黑臭水體治理的必要性

　　現(xiàn)階段城市水體黑臭現(xiàn)象已成為環(huán)境問(wèn)題中較為嚴(yán)重的問(wèn)題，城市黑臭水體不僅消減了水體對(duì)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、文化及生態(tài)發(fā)展可創(chuàng)造的效益，制約城市發(fā)展，甚至?xí)��?duì)人們的生活品質(zhì)與身心健康造成不良影響。在新時(shí)期積極構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)的當(dāng)下，黑臭水體治理是不可或缺的環(huán)節(jié)。需要從本質(zhì)著手積極開(kāi)展黑臭治理工作，采取有效的方式消除水體黑臭、恢復(fù)自凈其能力，如此才能真正恢復(fù)水體生境保證水質(zhì)。

　　黑臭水體治理需要遵循的準(zhǔn)則

　　國(guó)家相關(guān)部門(mén)針對(duì)黑臭水體治理已經(jīng)出臺(tái)了很多相關(guān)的政策及指南，治理黑臭要制定切實(shí)有效的行動(dòng)路線，即分析其產(chǎn)生原因，做好污染物核定及目標(biāo)控制，制定科學(xué)的治理方案等。在《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》針對(duì)黑臭水體問(wèn)題進(jìn)行了探究，對(duì)其治理模式進(jìn)行了規(guī)定。黑臭水體治理需考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際發(fā)展情況，采取分區(qū)管理策略，遵循一河一策的基本準(zhǔn)則。

　　在總體治理過(guò)程中采取任何一項(xiàng)治理技術(shù)均要遵循三個(gè)步驟：

　　一是控源截污、二是凈化水質(zhì)、三是生態(tài)恢復(fù)。

　　只有嚴(yán)格按照三步走，將改善水質(zhì)作為主要目標(biāo)，才能真正實(shí)現(xiàn)治理與修復(fù)的相互整合，做好黑臭水體治理工作。

　　四、黑臭水體治理技術(shù)

　　物理方法

　　物理方法是治理黑臭的主要方法之一，包括環(huán)保疏浚、河道曝氣、控源截污、調(diào)水工程等技術(shù)。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(qiáng)河流沖刷能力，有效削減黑臭。

　　(1)環(huán)保疏浚

　　環(huán)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(kù)，保證后續(xù)生物種群及河道生境恢復(fù)。清淤疏浚時(shí)，需對(duì)清淤的深度及精度加以控制，避免破壞下層底泥從而對(duì)生境產(chǎn)生影響。此外對(duì)疏浚底泥要進(jìn)行妥善處理，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。

　　(2)水體曝氣復(fù)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(wèn)題，有效減輕黑臭，這是目前被廣泛應(yīng)用的措施之一。傳統(tǒng)情況下，對(duì)水體進(jìn)行高強(qiáng)度連續(xù)曝氣的運(yùn)行費(fèi)用較高，研究表明，長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度連續(xù)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(qiáng)度連續(xù)曝氣的10%、間歇曝氣的20%。曝氣方式對(duì)水體修復(fù)也有影響，上覆水曝氣會(huì)對(duì)河道底泥產(chǎn)生擾動(dòng)作用，促使底泥中污染物向水體遷移轉(zhuǎn)化。相較之下，底泥曝氣對(duì)加快底泥修復(fù)的效果更優(yōu)。

　　(3)控源截污

　　控源截污是從源頭上對(duì)污染加以控制和削減，該方法直接有效但工程量大、工期長(zhǎng)、投資大，需要同時(shí)對(duì)點(diǎn)源與面源污染進(jìn)行控制，并統(tǒng)籌考慮城市規(guī)劃建設(shè)。點(diǎn)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(shè)的污水截留管線將污水收集后進(jìn)行集中處理;在對(duì)面源污染加以控制的時(shí)候需做到三點(diǎn)，一是實(shí)現(xiàn)源頭控制，二是對(duì)污染物的擴(kuò)散途徑加以控制，三是做好終端治理。其中會(huì)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(tǒng)、植被過(guò)濾帶等技術(shù)被廣泛使用。

　　化學(xué)方法

　　現(xiàn)階段較為常見(jiàn)的化學(xué)處理有強(qiáng)化絮凝、活性炭、藥劑殺藻等，其中利用絮凝沉淀的方式運(yùn)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(jìn)磷沉淀、加入石灰脫氮等。這種方式不會(huì)受到氣候條件影響，且在短期內(nèi)見(jiàn)效快。但是該方法成本較高，還會(huì)形成諸多沉積物，部分藥劑具有毒性，往往會(huì)形成二次污染，因此化學(xué)方法的使用能否改善生態(tài)環(huán)境還需進(jìn)一步研究與分析。

　　生物生態(tài)方法

　　改善河道水質(zhì)恢復(fù)水體生境是黑臭河道治理的根本目的，使用生物生態(tài)方法治理黑臭能很好的實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。利用植物或微生物的代謝活動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染物的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化從而改善水質(zhì)，水體態(tài)系統(tǒng)同時(shí)得以修復(fù)重建，從本質(zhì)上治理黑臭。該方法成本低廉、易于后期管理維護(hù)，現(xiàn)階段較常用的技術(shù)包括生態(tài)浮床(島)、景觀濕地等，能一定程度降低水體污染負(fù)荷，兼具景觀功能。但在選擇植物種類(lèi)時(shí)需多角度考慮，選擇生存能力強(qiáng)凈化能力強(qiáng)的本土物種，避免外來(lái)物種入侵導(dǎo)致更為嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題。

　　五、結(jié) 語(yǔ)

　　綜上所述，城市黑臭水體治理工作復(fù)雜且艱巨，涉及因素眾多，要根據(jù)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(xué)完善的策略與方案，多途經(jīng)削減污染，從根本治理黑臭，最終達(dá)到改善河道水質(zhì)恢復(fù)水體生境的目的，從而保障人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。

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