摘 要：城市黑臭水體的治理是當(dāng)前國(guó)家水環(huán)境治理的重要內(nèi)容，水十條中明確規(guī)定了目標(biāo)要求。黑臭水體產(chǎn)生的根本原因是水體中的污染物被微生物消耗，產(chǎn)生了厭氧環(huán)境，造成"黑"和"臭"的物質(zhì)，曝氣可以直接恢復(fù)水體中的溶解氧，有助于解決黑臭水體問(wèn)題，曝氣技術(shù)在黑臭水體中的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注。

關(guān)鍵詞：曝氣；黑臭水體；微生物

黑臭水體是目前城市水體污染的首要問(wèn)題，生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合住房城鄉(xiāng)建設(shè)部啟動(dòng)了2108年城市黑臭水體整治環(huán)境專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)，生態(tài)環(huán)境部有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，整治黑臭水體是貫徹黨中央決策部署的必然要求，是改善城市水環(huán)境質(zhì)量的客觀需要，也是人民群眾的殷切期盼。2015年國(guó)務(wù)院正式發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，其中就有關(guān)于黑臭水體治理的指標(biāo)要求：到2020年，地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以?xún)?nèi)，到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。國(guó)家的一系列舉措顯示，解決黑臭水體問(wèn)題是當(dāng)前水污染治理工作中的重要內(nèi)容，切任務(wù)十分艱巨。

1 黑臭水體的定義

2015年由生態(tài)環(huán)境部和住房城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)了《城市黑臭水體整治工作指南》，其中明確規(guī)定了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(chēng)。

2 城市河道黑臭產(chǎn)生的原因

2.1 外部污染物大量進(jìn)入水體

2.1.1 生活污染源

隨著城鎮(zhèn)化率不斷提高，城市人口不斷增多，河道兩岸居民的生活污水排放量不斷增加，在污水收集及處理等基礎(chǔ)設(shè)施不完備的區(qū)域，居民生活污水直接排入河道內(nèi)，生活污水中含有大量的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)等，其中氮、磷和硫的旱含量較高，在厭氧菌的作用下，極易生成惡臭物質(zhì)。

2.1.2 工業(yè)污染源

雖然國(guó)家對(duì)于工業(yè)廢水的排放執(zhí)行了嚴(yán)格的監(jiān)管制度，但依然有部分企業(yè)違法偷排，工業(yè)污水往往成分復(fù)雜，污染物濃度高，極易造成河道水體的污染。

2.1.3 城市管網(wǎng)配套不合理

很多城市在建設(shè)發(fā)展初期由于雨污合流制工程量相對(duì)較小、節(jié)約投資、易于施工、見(jiàn)效快、可操作性強(qiáng)，曾得到廣泛應(yīng)用，但隨著城市的高速發(fā)展，雨污合流制主要面臨兩個(gè)方面的問(wèn)題：一方面致使大量污水流入河道水體，造成水環(huán)境的不斷惡化；另一方面，在雨天大量雨水進(jìn)入污水管網(wǎng)，致使污水管網(wǎng)、污水處理廠運(yùn)行壓力增大。至今仍有許多城市存在直排式合流制以及排水系統(tǒng)不健全等問(wèn)題，導(dǎo)致雨、污水直接排入河流，嚴(yán)重污染水體及周?chē)h(huán)境質(zhì)量[1]。

2.2 水底淤泥的內(nèi)源污染

目前河道底泥淤積是普遍現(xiàn)象，有機(jī)質(zhì)碎屑、有毒難降解物質(zhì)、重金屬等大量在水體底泥中沉積。在點(diǎn)源污染和面源污染較嚴(yán)重時(shí)，底泥對(duì)這些污染物起到富集作用而當(dāng)點(diǎn)源污染和面源污染得到控制后，這些沉積于底泥中的污染物在物理、化學(xué)和生物的作用下，在底泥中發(fā)生復(fù)雜的變化，繼而向水體釋放污染物，對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅乃至破壞[2]。

3 “黑”和“臭”從何而來(lái)

大量有機(jī)污染物進(jìn)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(xì)菌大量繁殖，導(dǎo)致有機(jī)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(guò)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(jìn)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Fe S、Mn S的帶負(fù)電膠體的懸浮顆粒，使水體變黑、變臭[3]。

4 曝氣給黑臭水體帶來(lái)的變化

黑臭水體產(chǎn)生的根源是缺氧的環(huán)境，通過(guò)曝氣可以對(duì)癥下藥，直接改變水體中的溶氧狀態(tài)，很多黑臭水體中的還原性物質(zhì)在溶解氧的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，尤其是發(fā)臭物質(zhì)，通過(guò)曝氣通?？梢钥焖俑纳扑w發(fā)臭的情況。

5 曝氣技術(shù)在黑臭水體中的發(fā)展

作為黑臭水體原位處理的一種方式，曝氣技術(shù)應(yīng)用較早，隨著科技的發(fā)展，曝氣技術(shù)也在不但的更新。

5.1 微氣泡曝氣

微氣泡曝氣是一種新型的高效曝氣技術(shù)，已經(jīng)在污水處理領(lǐng)域得到了較多的應(yīng)用。微氣泡是指直徑小于50 um 的氣泡，其具有比表面積大、內(nèi)部壓力高、上浮速度慢等特點(diǎn)，與普通曝氣方式相比，采用微氣泡曝氣可以顯著提高氣體傳質(zhì)速率和持氣率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知[4]，與普通曝氣方式相比，微氣泡曝氣可以顯著降低該模擬黑臭水體的藻細(xì)胞濃度和濁度，從而提高透明度。在結(jié)束曝氣處理后，雖然水中仍有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)存在，但微氣泡系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)可以保持一段時(shí)間，而普通曝氣系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)會(huì)迅速惡化。試驗(yàn)?zāi)┢谟^察到微氣泡曝氣系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)了大量浮游生物，表明微氣泡曝氣可以改善水體生態(tài)系統(tǒng)。

5.2 納米氣泡曝氣

微納米曝氣技術(shù)是一種新型的水體曝氣充氧技術(shù)，微納米氣泡技術(shù)有效解決了氣泡在水體中的接觸面積問(wèn)題，其原因是由于微納米氣泡的表面積能有效增大，如0.1cm的大氣泡分散成100nm微氣泡，其表面積可增大10000倍，因此可以大大提高溶氧效率。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)算，納米曝氣的氧利用率可以達(dá)到60～70%，是常規(guī)微孔曝氣氧利用率的 4 倍。在河道原位修復(fù)中利用納米曝氣技術(shù)，可以節(jié)省大量的能耗[5]。

6 曝氣技術(shù)與微生物技術(shù)結(jié)合

隨著技術(shù)和理念的發(fā)展，黑臭水體的處理技術(shù)也在不斷的轉(zhuǎn)變。黑臭水體不能僅靠氧氣，最終還是要結(jié)合微生物的作用，通過(guò)生化作用實(shí)現(xiàn)污染物的去除，目前比較成熟的是通過(guò)投加菌劑和生物促生劑等加速黑臭水體中微生物的生長(zhǎng)，提高黑臭水體的處理效率，特別是對(duì)于底部淤泥的治理，有不錯(cuò)的效果，另外越來(lái)越多人關(guān)注河道中的土著微生物，運(yùn)用相應(yīng)的曝氣技術(shù)激活河道中的土著微生物，比如德國(guó)的淘塞技術(shù)，運(yùn)用淘塞管道對(duì)水體進(jìn)行充氧，促進(jìn)水體中微生物的繁殖，達(dá)到去除水體中的污染物的目的，微生物的繁殖可以消耗底泥中的有機(jī)物，從而達(dá)到底泥減量的目的。

近日，財(cái)政部，住建部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)文，啟動(dòng)2018年城市黑臭水體治理示范城市申報(bào)工作，其中將河道內(nèi)原位修復(fù)、投家藥劑等方式為主要治理措施的，特別是采取調(diào)水沖污式的，視為方案不合格。尋求黑臭水體治理的合理方式依然是當(dāng)前水處理的一個(gè)難題，作為對(duì)癥下藥的曝氣技術(shù)必將會(huì)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[4]王越，程徑雯，汪伯寧，等.微氣泡曝氣對(duì)模擬黑臭水體的治理效果[J].凈水技術(shù)，2018，37（6）：108-112

[5]賈紫永，劉強(qiáng)，伍靈，等.微納米曝氣技術(shù)在黑臭河道治理中的應(yīng)用研究[J].化工管理，2017（12）：106

作者簡(jiǎn)介：

遲峰 （1983年10月 ）男，籍貫：山東省諸城人，漢族，現(xiàn)職稱(chēng)：中級(jí)工程師，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向： 水污染治理。