城市黑臭水體現(xiàn)狀

我國自“九五”期間開始啟動重點流域水污染防治規(guī)劃，經(jīng)過近20年的治理，在大江大河水質(zhì)改善的同時，城市中自然或人工形成的河流、河道和小型湖泊等水體，老百姓周邊的毛細血管河流水質(zhì)尚未好轉(zhuǎn)，部分城市出現(xiàn)多條黑臭水體，甚至城市區(qū)域內(nèi)的主干線河流也出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。

水體黑臭是大部分國家工業(yè)化發(fā)展階段產(chǎn)生的環(huán)境產(chǎn)物。國外發(fā)達國家在工業(yè)化、城市化發(fā)展進程中，也出現(xiàn)過城市水體黑臭、水體污染的現(xiàn)象，最早可追溯至20世紀中期的英國晤士河。20世紀70年代，德國的萊茵河由于重工業(yè)區(qū)工業(yè)污水的排入，水體發(fā)生黑臭現(xiàn)象。同期，美國的芝加哥河、特拉華河等，也曾污染嚴重而常年黑臭。

我國由于近幾十年來城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程的發(fā)展速度加快，但城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，使得一些城市水體尤其是中小城鎮(zhèn)水體直接成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活廢水的主要排放通道和場所，導(dǎo)致城市水體大面積污染，引起水體富營養(yǎng)化，形成黑臭水體。截至2016年2月，我國已排查出黑臭水體1861個。其中，河流1595條，占85.7%;湖、塘266個，占14.3%。從黑臭水體地域分布來看，南方地區(qū)有1197個，占64.3%;北方地區(qū)有664個，占35.7%，總體呈南多北少的趨勢;從省份來看，60%的黑臭水體分布在廣東、安徽、山東、湖南、湖北、河南、江蘇等東南沿海、經(jīng)濟相對發(fā)達地區(qū)。

十二五”以來，我國對解決和治理城市黑臭水體十分重視。2015年4月，國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動計劃》，其中對黑臭水體治理和水體水質(zhì)提出的明確要求：到2020年，我國地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，重點流域水質(zhì)優(yōu)良比例總體達到70%以上; 到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除，重點流域水質(zhì)優(yōu)良比例總體達到75%以上，城市集中式飲用水水源水質(zhì)達到或優(yōu)于Ⅲ類比例總體為95%左右。

2015年8月，住建部、環(huán)保部發(fā)布《城市黑臭水體整治工作指南》，對城市黑臭水體整治工作的目標(biāo)、原則、工作流程等均作出了明確規(guī)定，并對城市黑臭水體的識別、分級、整治方案編制方法以及整治技術(shù)的選擇和效果評估、政策機制保障提出了明確的要求。根據(jù)《指南》，到2015年年底前，地級及以上城市建成區(qū)應(yīng)完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責(zé)任人及達標(biāo)期限(已基本完成);2017年年底前，地級及以上城市建成區(qū)應(yīng)實現(xiàn)河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口;直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體。

黑臭水體成因和分級

黑臭水體是由于水體缺氧，有機物腐敗而造成的，是有機污染的一種極端現(xiàn)象。水體黑臭是由于大量有機污染物進入水體，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水體中大量的氧氣，使水體轉(zhuǎn)化成缺氧狀態(tài)，致使厭氧細菌大量繁殖，導(dǎo)致有機物腐敗、分解、發(fā)酵，轉(zhuǎn)化為氨氮、腐殖質(zhì)、硫化氫、甲烷和硫醇等發(fā)臭物質(zhì)。此過程引起水體中耗氧速率大于復(fù)氧速率，造成缺氧環(huán)境，產(chǎn)生的有臭氣體逸出水面進入大氣，水中鐵、錳等重金屬被還原，與水中的硫形成硫化亞鐵等化合物，形成大量吸附了FeS、MnS的帶負電膠體的懸浮顆粒，使水體變黑、變臭(見圖1)。


城市人口增加和工業(yè)發(fā)展使得排入城市水體的污染物超過水體環(huán)境承受能力和自凈能力，使水體污染，DO下降，水體發(fā)生厭氧現(xiàn)象，從而發(fā)生黑臭。水體污染影響水體生態(tài)，影響水中生物生存，使水生植被退化甚至滅絕，浮游植物、浮游動物、底棲動物大量消失，只有少量耐污種類存在。水體中食物鏈斷裂，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)嚴重失衡，水體自凈功能嚴重退化甚至喪失，從而導(dǎo)致水體黑臭速度加快。水體發(fā)生黑臭后，水體自凈功能基本喪失，在污染物不停排入的情況下，水體愈發(fā)的顯現(xiàn)黑臭，進入惡性循環(huán)階段。

《城市黑臭水體整治工作指南》中對于城市黑臭水體給出了明確定義：城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)令人不悅的顏色和(或)散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱。黑臭水體具有幾個特點：1.水體有機污染較嚴重，富營養(yǎng)化較為明顯;2.顏色呈黑色或泛黑色，具有極差的感官體驗;3.散發(fā)刺激的氣味，引起人們的不愉快或厭惡;4.水體中DO較低，透明度較差，氨氮較高。

《城市黑臭水體整治工作指南》中根據(jù)黑臭程度的不同，將黑臭水體細分為“輕度黑臭”和“重度黑臭”兩級。城市黑臭水體分級的評價指標(biāo)包括透明度、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)和氨氮(NH3-N)。分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

黑臭水體治理理念及技術(shù)體系

水體中的污染物來源包括外源污染和內(nèi)源污染;外源污染包括點源污染(工業(yè)污水、生活污水等)和面源污染(初期雨水徑流、空氣降塵、農(nóng)業(yè)廢棄物傾倒等);內(nèi)源污染則包括污泥和水體內(nèi)污染物的釋放。

水體黑臭的根本原因是污染量超過水體的自凈能力。在治理黑臭水體時應(yīng)遵循“外源控制+內(nèi)源控制+提升自凈能力+綜合管理”的理念。外源控制主要是截斷污染源，對點源污染、面源污染進行綜合治理;內(nèi)源控制則是內(nèi)源污染物的清除與固化(如河道清淤等);提升自凈能力是使水系連通，維持水體流動性，恢復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)自凈能力，恢復(fù)河道景觀。在此基礎(chǔ)上，要加強綜合管理，建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)。治理黑臭水體截是基礎(chǔ)，治是關(guān)鍵，保是根本。截是切斷進入水體污染源;治是采用技術(shù)使現(xiàn)有水體變清;保是恢復(fù)水體生態(tài)和自凈能力，永保水清。

城市黑臭水體治理目標(biāo)：1.感官目標(biāo)：達到水體清澈透亮，無特殊氣味，不滋生過量的水生浮游動物 。2.理化目標(biāo)：達到國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足生產(chǎn)用水(農(nóng)業(yè)類)。3.生態(tài)目標(biāo)： 在保證水體水質(zhì)的前提下，努力營造人與自然和諧共處的生態(tài)美景。

針對城市黑臭水體的治理技術(shù)主要包括生物修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)等。傳統(tǒng)的生物修復(fù)技術(shù)較多，主要包括生物穩(wěn)定塘、生物膜法、曝氣復(fù)氧、生物液促生等。此外，伴隨著生態(tài)修復(fù)理念而出現(xiàn)的生態(tài)浮床、旁路技術(shù)等新技術(shù)，也已開始被采納和應(yīng)用。隨著環(huán)保要求的不斷提高和生物技術(shù)的發(fā)展，生物修復(fù)凸顯出高效益、低成本、操作靈活的特點。美國和德國等西方國家已經(jīng)普遍采取近自然的修復(fù)工藝，采用生態(tài)護岸、保持河流自然形態(tài)等措施，達到恢復(fù)水生生物多樣性的目的。不過，生物修復(fù)的功能和范圍都是有限的，它還必須同其他方法有機結(jié)合起來。否則，會因為外源污染物的不斷注入或是生物修復(fù)本身的局限性而影響治理效果，甚至功虧一簣。

除了生物修復(fù)之外，物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)也是治理河道時經(jīng)常采用的重要方法。這些方法不但能彌補生物修復(fù)的不足，而且有些還被當(dāng)作必不可少的手段來使用。物理法主要用于黑臭水體的先期治理，如截污、清淤等，調(diào)水、換水和循環(huán)過濾等方法適用于總水量不大的小河道治理;化學(xué)法具有反應(yīng)迅速、見效快的特點，特別適用于水質(zhì)和水量經(jīng)常發(fā)生變化的河道。近年來根據(jù)實際需要，還發(fā)展了網(wǎng)格柵、超聲波降解、新型催化劑、化學(xué)除藻劑等多項環(huán)境友好新技術(shù)，應(yīng)用潛力巨大。

城市黑臭水體治理工作是一項系統(tǒng)的工作，依靠單一的處理技術(shù)與應(yīng)急的處理方案，盡管短時間內(nèi)可能能夠消除水體的黑臭，但并非是長治久安的治理措施。城市黑臭水體治理的技術(shù)體系應(yīng)根據(jù)“外源控制+內(nèi)源控制+提升自凈能力+綜合管理”的理念建立，應(yīng)包括外源控制技術(shù)、水體內(nèi)源控制技術(shù)、水體自凈能力恢復(fù)和建立技術(shù)、黑臭水體監(jiān)測和管理體系等。黑臭水體治理不僅涉及到污水治理技術(shù)、污水再生利用技術(shù)、水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)、景觀園林構(gòu)建技術(shù)、水資源平衡及利用技術(shù)等，是一個系統(tǒng)的黑臭水體環(huán)境綜合治理技術(shù)，還涉及到人文、地理、景觀、城市發(fā)展及居民生活質(zhì)量等，因此黑臭水體治理體系建立必須全方位地考慮，全方位地設(shè)計和全方位地治理。

《城市黑臭水體整治工作指南》中對黑臭水體的整治方案提出一整套比較完善的整治方案編制流程，針對我國城市建成區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)的黑臭水體問題進行了比較綜合的考量，針對具體的水體狀況應(yīng)選擇最為適用的整治方案。城市黑臭水體整治技術(shù)的選擇應(yīng)遵循“適用性、綜合性、經(jīng)濟性、長效型與安全性”等原則。

城市黑臭水體治理技術(shù)體系建立案例

城市黑臭水體治理過程中，切斷進入水體污染源是基礎(chǔ)，采用技術(shù)使現(xiàn)有水體變清是關(guān)鍵，恢復(fù)水體生態(tài)和自凈能力是根本。基于以上理念，北京首創(chuàng)清源科技有限公司建立了自己的城市黑臭水體治理技術(shù)體系，該技術(shù)體系包括外源和內(nèi)源同時控制技術(shù)、生態(tài)構(gòu)建技術(shù)、水體自凈能力恢復(fù)技術(shù)、水體監(jiān)測和管理技術(shù)等。

圖2給出北京首創(chuàng)清源環(huán)境科技有限公司城市黑臭水體技術(shù)體系構(gòu)建圖，根據(jù)城市河道湖泊水體污染的程度與污染類型，可以選擇多種組合方式，在穩(wěn)定有效的基礎(chǔ)上尋求最為經(jīng)濟適用的水質(zhì)處理處置方案。


首創(chuàng)清源的城市黑臭水體治理技術(shù)體系中包括的主要技術(shù)、技術(shù)特點和適應(yīng)范圍如下：

1.rCAA污泥減量化技術(shù)

rCAA污泥減量化技術(shù)適用于外源控制和內(nèi)源控制，具有以下優(yōu)勢：徹底的環(huán)保技術(shù)，污水處理效果穩(wěn)定;獨有的污泥減量化技術(shù);占地小，安裝方便，運行操作簡單，對微污染水體有著良好的應(yīng)用效果。

2.SSLE分散式污水處理技術(shù)

SSLE分散式污水處理技術(shù)的適用范圍包括：外源控制(農(nóng)村污水處理，分散式污染點源治理，河道排污口處理)和內(nèi)源控制(旁路處理)。其優(yōu)勢是：可地埋，地表綠化，景觀效果較好;結(jié)構(gòu)材質(zhì)多樣，使用壽命長;處理設(shè)備實現(xiàn)遠程觀察調(diào)控;運行降低人工成本。可以對分散式黑臭水體的排放入口進行靈活安置處理，是解決外源污染的好方法。

3.一體化移動式污水處理技術(shù)

一體化移動式污水處理技術(shù)適用于外源控制(排污口污水治理)，具有可移動，可用于應(yīng)急處理;操作維護簡便;方便、靈活、可靠的優(yōu)勢。

4.連續(xù)砂過濾深度處理技術(shù)

連續(xù)砂過濾深度處理技術(shù)對懸浮物(SS)有去除作用明顯;可去除水體中部分P，防止富營養(yǎng)化;既可用于外源污染治理(深度處理)，也可用于內(nèi)源污染控制(旁路處理系統(tǒng))。

5.底泥處理技術(shù)

消除底泥黑臭是修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的前提，首創(chuàng)清源的底泥曝氣及穩(wěn)定化技術(shù)可通過穩(wěn)定底泥重金屬及磷、抑制硫化物再生、促進生物降解、強化混凝沉淀等作用達到清除底泥黑臭的目的。

6.人工濕地處理技術(shù)

人工濕地處理技術(shù)具有特殊的結(jié)構(gòu)層構(gòu)建，處理效率高，既可用于外源污染治理，也可用于內(nèi)源控制，并且可作為旁路系統(tǒng)使用。

7.蒸發(fā)滲透模型技術(shù)

蒸發(fā)滲透模型技術(shù)用于確定蒸發(fā)量、滲透量，確保水體水量平衡，保證水系流動性。

8.應(yīng)急生物制劑技術(shù)

該技術(shù)用于應(yīng)急處理，具有如下優(yōu)勢：(1)固體、液體各有優(yōu)點。 固體制劑方便運輸，方便儲存，液體制劑使用方便，見效快。 (2)因地制宜、靈活配方。針對不同水體污染情況，采用不同的配方，配制不同功能的生物制劑。(3)見效較快。 生物制劑不僅含有菌株，更有多種生物酶，見效快，效果好號。

9.生態(tài)袋護坡凈化技術(shù)

生態(tài)袋護坡凈化技術(shù)適用于生態(tài)護坡構(gòu)建、面源污染控制，其優(yōu)勢包括：特殊的種植土配方，污染物去除效果好，采用專門的生態(tài)袋連接技術(shù)，對河堤具有加固作用。

10.生物浮床技術(shù)

生物浮床技術(shù)適用于總水量一定，水流速度平緩且適于搭建浮床的中小河道。其優(yōu)勢在于：既消除污染物又恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境;對COD、BOD5、TN、TP和SS的去除率較高;增加水體透明度;運行能耗低。其劣勢在于：浮床設(shè)施建設(shè)費用較高;工程完工后需撤走浮床。

11.水生植被重建技術(shù)

該技術(shù)適用于由水體富營養(yǎng)化引起黑臭的中小河道且流速極緩的河道。其優(yōu)勢在于：恢復(fù)水體生態(tài)，提高NH3-N、TN和TP的凈化能力，能抑制藍藻水花的爆發(fā)。

12.園林景觀構(gòu)建技術(shù)

該技術(shù)適用于水體景觀構(gòu)建、面源污染控制。其優(yōu)勢在于：生態(tài)與景觀完美結(jié)合，不僅給人們呈現(xiàn)了優(yōu)美的景觀，還創(chuàng)造了良好的生態(tài)效益;水污染治理與園林景觀有機結(jié)合，既可改善水體水質(zhì)又可創(chuàng)造人文的清水景觀;園林景觀與海綿城市建設(shè)結(jié)合，增加城市水資源可利用量，提高城市防內(nèi)澇能力。

13.水質(zhì)遠程監(jiān)控技術(shù)

該技術(shù)的適用范圍包括治理設(shè)施監(jiān)控管理，水體維護。該技術(shù)能根據(jù)不同條件，分別選擇重點監(jiān)控指標(biāo)，進行實時監(jiān)控，以保證水體水質(zhì)達標(biāo);根據(jù)不同的監(jiān)測污染物，選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測儀器，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;并且能實時監(jiān)測水質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況，遠程進行調(diào)控。

清淤、補水以及生物制劑等都是短期見效的速效治理方式，長期維持治理效果，必須從源頭做起，進行截污和污水處理，降低外源污染，同時構(gòu)建水體生態(tài)系統(tǒng)，提高水體凈化能力。當(dāng)污染量和水體凈化能力吻合時，水體才可實現(xiàn)穩(wěn)定保持潔凈的結(jié)果。

首創(chuàng)清源的黑臭水體治理技術(shù)體系具有以下的特點：(1)技術(shù)系統(tǒng)全面，先進可靠，“三維立體生態(tài)群落”的修復(fù)模式。(2)以自凈為主，微動力為輔;投資和運行養(yǎng)護費用低。(3)不僅可以短期見效，且兼顧遠期水體維護。(4)完美的景觀設(shè)計，豐富的人文情趣。(作者單位：北京首創(chuàng)清源環(huán)境科技有限公司)

城市黑臭水體治理工作是一項系統(tǒng)的工作，依靠單一的處理技術(shù)與應(yīng)急的處理方案，盡管短時間內(nèi)可能能夠消除水體的黑臭，但并非是長治久安的治理措施。城市黑臭水體治理的技術(shù)體系應(yīng)根據(jù)“外源控制+內(nèi)源控制+提升自凈能力+綜合管理”的理念建立。