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城市黑臭水体产生机理及治理方法探讨

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发表于 2017-4-26 14:50:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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城市黑臭水体产生机理及治理方法探讨
喻文昊
(广西大学 环境学院,广西 南宁530004)
摘要:现阶段随着城市工业发展的加速,以及城市人口的快速增长,污水排放量急剧增加,城市的河流黑臭已经成为我国许多大、中城市共同存在的污染问题。本文在分析探讨黑臭水体产生机理的基础上,总结国内外目前的黑臭水体处理方法,并提出可用于实际操作的可行性建议。
关键词:黑臭水体;产生机理;治理方法
Review of Mechanism andControl methods of Black and Stink in Urban Rivers
Yu Wen hao
(College of Environment,Guangxi University,Nanning 530004)
Abstract: At the present stage,with theacceleration of urban-industrial development, as well as the rapid growth ofurban population. The quantity of wastewater effluent increased dramatically. Blackand stink of urban river has become an important pollution problem in manylarge or medium-sized cities of China. Based on theanalysis of the mechanism of producing the black smelly water,this article summarizes the domestic and foreigncurrent black smelly water treatment methods, and puts forward the feasible suggestionsthat can be used for practical operation
Key words: Blackand stink water ; Mechanism of production; Control methods
前言:目前我国的城市地表水污染现状非常严峻,据最新的2010年中国环境状况公报显示,七大水系的409个地表水国控监测断面中,符合Ⅰ-Ⅲ类水质,Ⅳ-Ⅴ类水质和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为59.9%,27.3%和16.4%。特别是城市河流黑臭问题突出。如上海的苏州河,宁波的内河,南京的秦淮河常州的大通河等等。[1]
黑臭水体的处理方法大致分为物理,化学以及生物法。物理法和化学法对于处理黑臭水体存在费用高,并且化学法会存在二次污染的危害。但是目前国外的一些应用表明物理化学方法在一些处理实例中仍然效果良好,对于某些只采用生物法处理效果不达标的污水有较好作用。

1 黑臭水体产生机理
黑臭水体是水体有机物污染的一种极端表现,大部分水体黑臭机理基本一样,它是由于水体缺氧,有机物腐败而造成的。当大量的有机污染物进入水体,在好氧微生物的生化作用下,消耗了水体中大量的氧气,使水体转化成缺氧状态,致使厌氧细菌大量繁殖,有机物腐败、分解、发酵使水体变黑、变臭。
于玉斌,黄勇在2010年对水体黑臭的机理展开的总结表明对水体水体黑臭机理的研究可分为两部分。[2]
1.1 致黑机理
①以固态或吸附于悬浮颗粒上的形式存在于水体中的不溶性物质,②是溶于水的带色有机化合物(主要是腐殖质类有机物)。在不同厌氧微生物的参与下会发生反应产生FeS等黑色沉积物,并且被水中的微小悬浮物质吸附,部分沉积于水底的也会在水底厌氧反应产生的气泡的托浮作用下重现进入水体。
1.2 致臭机理
发黑水体产生臭味途径有多种,以三种比较突出① 大量有机物在厌氧菌作用下发生分解, 其中间产物和最终产物中有一系列的硫化氢、氨、硫醇等发臭物质产生,引起水体发臭。②通过对腐殖物质的分析,从腐殖酸、富里酸的酸水解产物中得到的近20 种氨基酸和大量游离氨,这些氨基酸在水体中以脱氨基作用、脱羧酸作用以及某些细菌如变形杆菌分解含硫氨基酸等3 种分解方式, 产生了大量的游离氨臭气和具有相当臭味的胺类、硫化氢以及具有特殊恶臭的硫醇类物质[3]。③ 厌氧条件下由厌氧放线菌分泌产生的土臭素和异茨醇。这类发臭物质的嗅阈值为0.05 ~ 0.1 μg/L,极低浓度就容易引起强烈的臭味效应[4]。
2  黑臭水体的一些国内外处理方法
2.1 物理修复
目前主要的物理处理方法包括截污、调水、清淤等水利工程,以及机械除藻、引水稀释、人工造流等.[5]
2.1.1 污泥疏浚
其中疏浚既清淤能较好的处理水底污泥,对污泥进行再利用。并且随着轻质疏浚材料的发展,以及科学的疏浚方法。疏浚对水体产生的二次环境影响越来越小。其中Shepsis Vladimir等人采用轻质疏浚材料,将淤泥吸到轻质软管中,能有效防止疏浚过程中对底泥的扰动而造成的二次污染。[6]
2.1.2 河道曝气
河道曝气生态净化系统以水生生物为主体, 辅以适当地人工曝气,建立人工模拟生态处理系统,以高效降解水体中的污染负荷,改善或净化水质,是人工净化与生态净化相结合的工艺。[7]
2.2 化学修复
化学修复方法, 如化学絮凝处理技术、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等, 虽然见效快、效率高, 但是易造成二次污染。[8]
2.3 生物修复
生物修复是目前最为受欢迎的黑臭水体修复方式。其具有很多优点,包括节约成本,处理效果好,不耗能或者耗能少,另外这种技术不会向水体投放药剂,避免了二次污染。
现阶段的生物修复技术比较繁多,大致可分为植物修复,动物修复,微生物修复。其中微生物修复技术近几年来发展迅速,己经成为一种经济效益和环境效益俱佳的、解决复杂环境污染问题的有效手段。[9]下面着重介绍几种比较流行的处理方式。
2.3.1  光合细菌法处理黑臭污水(PSB)
曾 宇,秦 松于1997 年3- 4 月在滇池草海及其流域的鱼塘和大观河进行试验。实验结果显示用光合细菌净水剂处理污水对各主要污染物去除率分别为:BOD5: 81. 4% - 87. 8%、CODcr: 76% - 78. 9%、TN:63% - 65. 3% 、TP: 36. 7% - 52. 5% 、SS: 72. 6% -93. 3%。结果证明光合细菌对于污水特别是高浓度有机物污水处理有很好的效果。[10]
2.3.2  生物复合酶处理黑臭污水
汪红军,胡菊香等在2006年利用美国引进的一种生物复合酶(Bacto- Zyme)在最适条件下对在水利部中国科学院水工程生态研究所试验基地所模拟的城市河道的处理显示。从第5 天开始, 各指标明显下降, 随着时间的推移, 效果更加显著。20 d后, 水体由严重黑臭变为淡绿无臭。结果表明生物复合酶处理黑臭水体, 改善水环境具有显著效果。[1]
2.3.3 微生物群
最为常见的有日本琉球大学比嘉照夫教授研制的EM。包含了10属80多种微生物,其中具有代表性的有光合细菌类、放线菌类、酵母菌类和乳酸菌类。
另外在大多数实际生物修复工程中都会应用的土著微生物,其原因一方面是由于土著微生物降解污染物的潜力巨大,另一方面也是因为接种的微生物在环境中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到较严格的限制。


结语:综合以上国内外处理实例,可以看出,其中微生物处理方式以其的巨大优点,成为处理污水最为有效,实用的方式。但是,如果单一投加微生物处理,仍然有DO不足,氮磷效果去除不理想等各种缺点。所以以目前的各种实验综合来看,采用物理、化学和生物处理综合利用,是最为现实并且效果最为理想的方式。而对于某些特殊情况则可以根据处理要求以及经济条件进行适当调整,例如美国等有采用直接在污染底泥上放置覆盖物的方式阻止底泥的二次污染,效果也较为理想。
对于我国来说,污水处理工艺对比国外起步较晚,相对落后。因此可在学习国外工艺的基础上,结合所要处理的水体的实际情况,综合利用各种处理方式,自主研发合适的黑臭水体处理方式。

参考文献
[1] 汪红军,胡菊香,吴生桂,胡传林. 生物复合酶污水净化剂处理黑臭水体的研究.[J].水利渔业2007,27(1):68-70
[2]于玉斌,黄勇.城市河流黑臭原因及机理的研究进展.[J].环境科技,2010,23(增刊):113-114
[3]李相力,张鹏程,于洪存.沈阳市卫工河黑臭现象分析.[J].环境保护科学,2003,29(119):27-28
[4]叶常明,黄玉瑶,张景镛,等.水体有机污染的原理研究方法及应用[M].北京:海洋出版社,1990
[5]骆芳,秦雪娜,彭勃.黑臭河流治理技术的研究进展.[J].SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION.2011.(9).764-765
[6] 陈华林,陈英旭.污染底泥修复技术进展[J].农业环境保护,2002,21(2):180-181
[7] 熊万永,李玉林.人工曝气生态净化系统治理黑臭河流的原理及应用.[J].四川环境,2004,23(2):34-35
[8]杨小梦,张涛,邱潭生.深圳市大沙河底泥毒物污染特征及对策探讨[J].华中师范大学学报:自然科学版,2003,37(4):572-575.
[9]王建龙,现代微生物技术.[M] .北京:清华大学出版社,2005
[10]曾宇,秦松.光合细菌法在水处理中的应用.[J]. 城市环境与城市生态,2000,13(6):30-31




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