城市黑臭水體現狀

我國自“九五”期間開始啟動重點流域水污染防治規劃，經過近20年的治理，在大江大河水質改善的同時，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尚未好轉，部分城市出現多條黑臭水體，甚至城市區域內的主干線河流也出現黑臭現象。

水體黑臭是大部分國家工業化發展階段產生的環境產物。國外發達國家在工業化、城市化發展進程中，也出現過城市水體黑臭、水體污染的現象，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區工業污水的排入，水體發生黑臭現象。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化和工業化進程的發展速度加快，但城市基礎設施建設不足，使得一些城市水體尤其是中小城鎮水體直接成為工業、農業及生活廢水的主要排放通道和場所，導致城市水體大面積污染，引起水體富營養化，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，南方地區有1197個，占64.3%;北方地區有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、經濟相對發達地區。

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，國務院發布《水污染防治行動計劃》，其中對黑臭水體治理和水體水質提出的明確要求：到2020年，我國地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內，重點流域水質優良比例總體達到70%以上; 到2030年，城市建成區黑臭水體總體得到消除，重點流域水質優良比例總體達到75%以上，城市集中式飲用水水源水質達到或優于Ⅲ類比例總體為95%左右。

2015年8月，住建部、環保部發布《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、原則、工作流程等均作出了明確規定，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的選擇和效果評估、政策機制保障提出了明確的要求。根據《指南》，到2015年年底前，地級及以上城市建成區應完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責任人及達標期限(已基本完成);2017年年底前，地級及以上城市建成區應實現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，使水體轉化成缺氧狀態，致使厭氧細菌大量繁殖，導致有機物腐敗、分解、發酵，轉化為氨氮、腐殖質、硫化氫、甲烷和硫醇等發臭物質。此過程引起水體中耗氧速率大于復氧速率，造成缺氧環境，產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發展使得排入城市水體的污染物超過水體環境承受能力和自凈能力，使水體污染，DO下降，水體發生厭氧現象，從而發生黑臭。水體污染影響水體生態，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，生態系統結構嚴重失衡，水體自凈功能嚴重退化甚至喪失，從而導致水體黑臭速度加快。水體發生黑臭后，水體自凈功能基本喪失，在污染物不停排入的情況下，水體愈發的顯現黑臭，進入惡性循環階段。

《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內，呈現令人不悅的顏色和(或)散發令人不適氣味的水體的統稱。黑臭水體具有幾個特點：1.水體有機污染較嚴重，富營養化較為明顯;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包括透明度、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)和氨氮(NH3-N)。分級標準見表1。

黑臭水體治理理念及技術體系

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

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遵循“外源控制+內源控制+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;內源控制則是內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，恢復水體生態系統自凈能力，恢復河道景觀。在此基礎上，要加強綜合管理，建立完善的監測系統。治理黑臭水體截是基礎，治是關鍵，保是根本。截是切斷進入水體污染源;治是采用技術使現有水體變清;保是恢復水體生態和自凈能力，永保水清。

城市黑臭水體治理目標：1.感官目標：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：達到國家水質標準，滿足生產用水(農業類)。3.生態目標： 在保證水體水質的前提下，努力營造人與自然和諧共處的生態美景。

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

除了生物修復之外，物理修復和化學修復也是治理河道時經常采用的重要方法。這些方法不但能彌補生物修復的不足，而且有些還被當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，調水、換水和循環過濾等方法適用于總水量不大的小河道治理;化學法具有反應迅速、見效快的特點，特別適用于水質和水量經常發生變化的河道。近年來根據實際需要，還發展了網格柵、超聲波降解、新型催化劑、化學除藻劑等多項環境友好新技術，應用潛力巨大。

城市黑臭水體治理工作是一項系統的工作，依靠單一的處理技術與應急的處理方案，盡管短時間內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體系應根據“外源控制+內源控制+提升自凈能力+綜合管理”的理念建立，應包括外源控制技術、水體內源控制技術、水體自凈能力恢復和建立技術、黑臭水體監測和管理體系等。黑臭水體治理不僅涉及到污水治理技術、污水再生利用技術、水體生態系統恢復技術、景觀園林構建技術、水資源平衡及利用技術等，是一個系統的黑臭水體環境綜合治理技術，還涉及到人文、地理、景觀、城市發展及居民生活質量等，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內可能出現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選擇最為適用的整治方案。城市黑臭水體整治技術的選擇應遵循“適用性、綜合性、經濟性、長效型與安全性”等原則。

城市黑臭水體治理技術體系建立案例

城市黑臭水體治理過程中，切斷進入水體污染源是基礎，采用技術使現有水體變清是關鍵，恢復水體生態和自凈能力是根本。基于以上理念，北京首創清源科技有限公司建立了自己的城市黑臭水體治理技術體系，該技術體系包括外源和內源同時控制技術、生態構建技術、水體自凈能力恢復技術、水體監測和管理技術等。

圖2給出北京首創清源環境科技有限公司城市黑臭水體技術體系構建圖，根據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，在穩定有效的基礎上尋求最為經濟適用的水質處理處置方案。


首創清源的城市黑臭水體治理技術體系中包括的主要技術、技術特點和適應范圍如下：

1.rCAA污泥減量化技術

rCAA污泥減量化技術適用于外源控制和內源控制，具有以下優勢：徹底的環保技術，污水處理效果穩定;獨有的污泥減量化技術;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用效果。

2.SSLE分散式污水處理技術

SSLE分散式污水處理技術的適用范圍包括：外源控制(農村污水處理，分散式污染點源治理，河道排污口處理)和內源控制(旁路處理)。其優勢是：可地埋，地表綠化，景觀效果較好;結構材質多樣，使用壽命長;處理設備實現遠程觀察調控;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

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

4.連續砂過濾深度處理技術

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

5.底泥處理技術

消除底泥黑臭是修復河道生態系統的前提，首創清源的底泥曝氣及穩定化技術可通過穩定底泥重金屬及磷、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

人工濕地處理技術具有特殊的結構層構建，處理效率高，既可用于外源污染治理，也可用于內源控制，并且可作為旁路系統使用。

7.蒸發滲透模型技術

蒸發滲透模型技術用于確定蒸發量、滲透量，確保水體水量平衡，保證水系流動性。

8.應急生物制劑技術

該技術用于應急處理，具有如下優勢：(1)固體、液體各有優點。 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.生態袋護坡凈化技術

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

10.生物浮床技術

生物浮床技術適用于總水量一定，水流速度平緩且適于搭建浮床的中小河道。其優勢在于：既消除污染物又恢復水生態環境;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：浮床設施建設費用較高;工程完工后需撤走浮床。

11.水生植被重建技術

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

12.園林景觀構建技術

該技術適用于水體景觀構建、面源污染控制。其優勢在于：生態與景觀完美結合，不僅給人們呈現了優美的景觀，還創造了良好的生態效益;水污染治理與園林景觀有機結合，既可改善水體水質又可創造人文的清水景觀;園林景觀與海綿城市建設結合，增加城市水資源可利用量，提高城市防內澇能力。

13.水質遠程監控技術

該技術的適用范圍包括治理設施監控管理，水體維護。該技術能根據不同條件，分別選擇重點監控指標，進行實時監控，以保證水體水質達標;根據不同的監測污染物，選擇適當的監測儀器，以保證監測數據的準確性;并且能實時監測水質數據，根據實際情況，遠程進行調控。

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，同時構建水體生態系統，提高水體凈化能力。當污染量和水體凈化能力吻合時，水體才可實現穩定保持潔凈的結果。

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

城市黑臭水體治理工作是一項系統的工作，依靠單一的處理技術與應急的處理方案，盡管短時間內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體系應根據“外源控制+內源控制+提升自凈能力+綜合管理”的理念建立。