王鮮鮮，周立波，白獻(xiàn)宇，秦 江

［北控技術(shù)服務(wù)（廣東）有限公司，廣東 廣州 510308］

0 引言

在我國快速建設(shè)發(fā)展過程中，生活污水、工業(yè)廢水等污染水體的排放量逐漸增加，加之早期對污染治理力度不足的遺留問題，使各地出現(xiàn)了不同程度的污染狀況，黑臭水體治理已經(jīng)成為促進(jìn)社會(huì)建設(shè)發(fā)展的重要課題。

1 黑臭水體治理存在的問題

黑臭水體治理存在的問題較為復(fù)雜，引發(fā)水體污染的原因眾多，但并不是所有污染都會(huì)產(chǎn)生黑臭水體，只有在一些條件下，才會(huì)逐漸形成黑臭水體。以海口市水環(huán)境為例，?？谑兴等狈B通、水體流動(dòng)性弱、自凈能力差，水體循環(huán)不佳的情況下很容易發(fā)生內(nèi)源污染。而且?？谑袧竦丨h(huán)境容易受到外界干擾，在工農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)過程中，水污染源不斷增多，建筑垃圾、工業(yè)廢水、生活污水都會(huì)使水體和濕地受到污染，從而導(dǎo)致黑臭水體形成。如圖1 所示就是典型的淺灘駁岸在水污染狀態(tài)下逐漸變黑、淤積。

圖1 典型黑臭水體

黑臭水體治理的難點(diǎn)在于水體功能較為單一，特別是在城市中，水體大多被硬質(zhì)駁岸圍困在河道之中，除了運(yùn)輸水流、單一景觀外沒有任何作用，原本的自然水系逐漸變?yōu)楣δ軉我坏呐潘髑?，這使得水體的自凈能力不斷變差，在早期治理過后，很快會(huì)又出現(xiàn)黑臭狀況復(fù)發(fā)的現(xiàn)象，造成治理資源的浪費(fèi)。另外，目前水體周圍綠化程度不足，很難形成完整的生態(tài)環(huán)境體系。

2 黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 技術(shù)研究

黑臭水體治理是一項(xiàng)綜合性問題，集合了水利、污染治理、景觀、市政等多個(gè)專業(yè)，在水體治理過程中需要考慮周邊環(huán)境的實(shí)際需求，兼顧與地區(qū)的發(fā)展關(guān)系，還需平衡水利與景觀方面的功能，并非只是將黑臭水體清除，還需進(jìn)一步提質(zhì)增效。在《城市黑臭水體整治工作指南》中已經(jīng)明確定義“黑”和“臭”，主要以水體通透度低、水體散發(fā)出令人難受的氣味為判斷依據(jù)，一般會(huì)根據(jù)周邊居民的感官感受作為最低判斷標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)階段，黑臭水體治理主要有3 類方法，即物理法、化學(xué)法和生態(tài)修復(fù)法。物理法包括截污納管、底泥疏浚、人工曝氣、原位覆蓋等，是防止大部分黑臭水體產(chǎn)生的最佳方式，也是黑臭水體治理的第一步?；瘜W(xué)法包括絮凝沉淀、添加化學(xué)藥劑、超磁分離凈化等方法，化學(xué)法能夠有效處理水體中的污染成分，將大量污染物質(zhì)去除。不過化學(xué)法在應(yīng)用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定生態(tài)影響，需要多加注意。生態(tài)修復(fù)法是利用水生動(dòng)物、水生植物、微生物或生物膜技術(shù)使生態(tài)系統(tǒng)快速恢復(fù)，生態(tài)修復(fù)需要水體水質(zhì)恢復(fù)到一定程度后才能使用，一般在提質(zhì)增效階段或黑臭水體治理最后一步來使用。3 類方法各有利弊，需要根據(jù)黑臭水體的具體情況來選擇適宜的方法或組合運(yùn)用形式，如圖2 所示，即為人工濕地+生態(tài)浮島的生態(tài)治理維護(hù)方式，不僅有效改善水質(zhì)，遏制水體黑臭現(xiàn)象，而且可美化環(huán)境，增強(qiáng)景觀效果[1]。

圖2 人工濕地和生態(tài)浮島

2.2 總體設(shè)計(jì)

《城市黑臭水體整治工作指南》將黑臭水體分為輕度和重度兩級，水質(zhì)檢測結(jié)果將作為黑臭水體治理設(shè)計(jì)與治理效果評估的重要依據(jù)。黑臭水體分級標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 城市黑臭水體污染程度分級

在對黑臭水體完成分級后，需要分析黑臭水體的污染來源。黑臭水體的形成主要有3 種原因：①大量污染物質(zhì)進(jìn)入水體，超過水體自凈上限后就會(huì)發(fā)生黑臭現(xiàn)象，污染物質(zhì)主要是灰塵、未經(jīng)處理排入水體的污水、沿河岸堆放的垃圾。②水體內(nèi)部環(huán)境催化黑臭水體形成，死亡的生物會(huì)累積形成具有污染性質(zhì)的有機(jī)物，逐漸形成內(nèi)源污染物質(zhì)并沉積在水底的底泥之中，之后便會(huì)不斷釋放污染物污染水體，特別是在水體溫度上升的情況下，會(huì)使水體中微生物和藻類加快污染物的擴(kuò)散速度，導(dǎo)致溶解氧含量降低，從而產(chǎn)生黑臭水體。③水體流動(dòng)性不足，水體自身的水循環(huán)不通暢，復(fù)氧能力降低，水體具有的污染物質(zhì)就會(huì)逐漸沉積，進(jìn)而影響水體自凈能力，這也是當(dāng)前大多數(shù)黑臭水體產(chǎn)生的主要原因。黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)應(yīng)用的大體思路和流程如圖3 所示，其中技術(shù)手段應(yīng)用需要根據(jù)黑臭水體實(shí)際情況來決定，圖中只是簡單列舉出常用的幾種方式作為參考。

圖3 黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)應(yīng)用流程

黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)是將黑臭水體治理與景觀設(shè)計(jì)相互結(jié)合，建立起長效的水體保護(hù)措施，減少來自外部的污染，增強(qiáng)內(nèi)部水體自凈能力，綜合運(yùn)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，將水體打造成一個(gè)完善的自然系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)改善生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)需要遵循3 項(xiàng)基本原則：①可行性，不同水體產(chǎn)生黑臭的原因不同，地域環(huán)境也會(huì)影響黑臭水體治理的效果，在具體治理技術(shù)應(yīng)用時(shí)必須結(jié)合水體的污染程度和原因，有針對性地選擇合適的技術(shù)方法。②經(jīng)濟(jì)性原則，特別是市政治理工程的經(jīng)費(fèi)主要由政府承擔(dān)，在選擇整治方案上要爭取盡可能高的性價(jià)比。③長效性，黑臭水體的產(chǎn)生具有一定的季節(jié)性特征，治理除了要在短時(shí)間內(nèi)消除水體的黑臭狀況，還需長期維持水質(zhì)，通過長久維護(hù)來使水體環(huán)境保持穩(wěn)定[2]。

3 黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)應(yīng)用措施

3.1 內(nèi)源污染治理

面對黑臭水體的治理，現(xiàn)階段主要是加強(qiáng)污染源的控制與治理，充分考量工業(yè)廢水、養(yǎng)殖場污水、生活污水等關(guān)鍵污染源的具體技術(shù)應(yīng)用。重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)排污口、生活源排污口、垃圾臨河丟棄等問題，在治理過程中規(guī)范排污口治理和垃圾清運(yùn)工作，從源頭上減少水體污染，避免一邊治理一邊污染的情況發(fā)生。

內(nèi)源污染治理的第一步是將帶有大量污染物的底部淤泥進(jìn)行處理，否則即便截?cái)嗤馕廴驹?，依然不?huì)改變水體本身的質(zhì)量。在水深、水寬滿足條件的情況下可以使用清淤船進(jìn)行水下清淤工作。若無法使用清淤船，可選擇干河清淤或結(jié)合渠道清淤的方式。如果淤泥量較大，且運(yùn)輸處置較為困難，可就地脫水干化焚燒處理。

內(nèi)源污染治理的第二步是加強(qiáng)生態(tài)補(bǔ)水和水體動(dòng)力調(diào)控，一般是針對水循環(huán)動(dòng)力較差的水體來進(jìn)行。對現(xiàn)狀水體提供一定量的生態(tài)用水，增加河道水流量、營造水流活力，豐富水體生態(tài)，通過活水暢流來保障水質(zhì)優(yōu)良。

內(nèi)源污染治理的第三步是修整水體邊坡、堤岸，可以與水體調(diào)控同時(shí)進(jìn)行，其主要目的是為后續(xù)生態(tài)景觀、生態(tài)環(huán)境構(gòu)建提供基礎(chǔ)，對堤岸、邊坡進(jìn)行填充、護(hù)底、鋪設(shè)草坪等工作。

3.2 管網(wǎng)總體改造

水體管網(wǎng)是銜接污染源頭和水流末端泵站污水廠的基礎(chǔ)，管網(wǎng)系統(tǒng)對于黑臭水體的治理和完善有著重要作用。為了增強(qiáng)區(qū)域污水的治理效果，必須要配套建設(shè)相關(guān)污水管網(wǎng)，結(jié)合雨污分流減少合流制管網(wǎng)。

一方面要對存在結(jié)構(gòu)性、功能性問題的管網(wǎng)進(jìn)行更新改造，解決污水外滲、管道溢流、進(jìn)水濃度低等問題。需要注意，開挖換管會(huì)嚴(yán)重破壞管道結(jié)構(gòu)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工開挖，避免因改造管道而影響水環(huán)境。合流制管網(wǎng)在雨水季節(jié)特別容易發(fā)生溢流問題，也是水體在雨季發(fā)生黑臭的主要原因。在管網(wǎng)改造過程中還需修復(fù)污水系統(tǒng)，使污水系統(tǒng)能夠全覆蓋、全收集、全處理，降低合流制污染、雨水污染導(dǎo)致黑臭水體產(chǎn)生的概率。通常是對現(xiàn)有排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加調(diào)蓄池、處理設(shè)施等方式來完善排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

另一方面，水體中的易沉降物質(zhì)也會(huì)沉積在排水系統(tǒng)之中，形成管道污泥，如果不能及時(shí)疏通清除，這些沉積物就會(huì)被沖入水體，進(jìn)而沉積在水體底部，這是造成水體黑臭反復(fù)出現(xiàn)的重要原因之一，而且部分有機(jī)物質(zhì)被截留到管道內(nèi)部，會(huì)導(dǎo)致污水廠處理功效降低，致使更多污染物質(zhì)排放進(jìn)水體。現(xiàn)階段，主要采用高壓清洗車進(jìn)行疏通，再將吸取的污泥運(yùn)輸出去。或在污水處理廠直接采用排水管渠綜合處理污泥技術(shù)，通過篩分、洗滌、過濾等方法處理管道中的污泥，也可以減少污泥量。

3.3 末端綜合管理

黑臭水體治理后的提質(zhì)增效需要全面實(shí)行，在黑臭水體前中期治理完畢后，還需加強(qiáng)末端綜合管理，保障黑臭水體在自然條件下不會(huì)復(fù)發(fā)，減少人工處理次數(shù)。首先要檢查排水井和排水口，對水體徑流中的顆粒物、懸浮物進(jìn)行攔截及檢測，實(shí)時(shí)監(jiān)控水體污染情況。并根據(jù)污水處理廠和管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析污水處理系統(tǒng)的布局效果，保障處理廠、管網(wǎng)和水體能夠融為一體。在黑臭水體治理后期階段，可以采用生態(tài)修復(fù)法強(qiáng)化水體的生態(tài)能力和自凈能力，可以采用水生植物、微生物制劑等方式，投放進(jìn)黑臭水體之中，有效去除水體中的TP、COD、SS 等常見污染物，去除率可達(dá)到90%[3]。

在黑臭水體治理前后都需要通過高質(zhì)量的管理工作來維持黑臭水體治理與提質(zhì)增效得到的效果。首先要強(qiáng)化治理責(zé)任，加強(qiáng)對排污源頭的管理，明確黑臭水體整治的責(zé)任，確保企業(yè)和群眾能夠做到依法排水。其次要設(shè)計(jì)黑臭水體治理與提質(zhì)增效管理的全生命周期方案，水體污染現(xiàn)象在治理后很可能出現(xiàn)復(fù)發(fā)問題，需要相關(guān)部門發(fā)揮自身作用，綜合評估水體黑臭現(xiàn)象，加強(qiáng)對污水處理廠、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)督和檢查，嚴(yán)格處理其中存在為違法違規(guī)行為，從而保證水體管理的整體水平。最后要完善水質(zhì)監(jiān)測工作，在落實(shí)黑臭水體治理后，需要一套健全的水質(zhì)監(jiān)測體系來使工作人員充分掌握詳細(xì)的監(jiān)測信息，更好地落實(shí)黑臭水體治理與后期生態(tài)修復(fù)，將黑臭水體隱患扼殺在萌芽之中，長期保持水環(huán)境的質(zhì)量。

3.4 后期生態(tài)修復(fù)

雖然通過黑臭水體治理與提質(zhì)增效技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)改善水體水質(zhì)，但是水體的進(jìn)一步凈化與長期維持還需要完整的生態(tài)系統(tǒng)來支持，通過人工生態(tài)修復(fù)可以加快生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)速度。生態(tài)修復(fù)可分為水體和水陸交錯(cuò)帶兩大類。

水體景觀是內(nèi)河、湖泊生態(tài)系統(tǒng)最為有效的恢復(fù)方法之一，其原理就是恢復(fù)水體中水生植物的生存環(huán)境，改變水系物質(zhì)的循環(huán)速率，從而改善水質(zhì)。不過水生植物或動(dòng)物在死后腐爛很容易造成水體的二次污染，必須通過加強(qiáng)管理的方式來進(jìn)行清理。水生植物分為三種，挺水植物、浮水植物和沉水植物。挺水植物可以增加水生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和多樣性，由于挺水植物根系發(fā)達(dá)，可以改善水體底泥的生物條件，減少氮磷及有機(jī)物的釋放?？梢赃x擇蘆葦、荷花、菖蒲等；浮水植物的水生性較強(qiáng)，一般在挺水植物群落的縫隙中生存，浮水植物可以增強(qiáng)水生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力，還因?yàn)槠涿烙^具有較高的觀賞價(jià)值。不過浮水植物對水深和水體流動(dòng)性有一定要求，需要設(shè)置在適宜的位置；沉水植物是水生態(tài)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)者，將其他水體植物產(chǎn)生的渾水狀態(tài)凈化至清水狀態(tài)，可以有效凈化水體中的污染物。除了水生植物外，也可投放一定量的水生動(dòng)物，使物質(zhì)循環(huán)更加順暢，比如螺類生物可以攝食底泥中的有機(jī)物或水生植物殘?bào)w，來降低底泥中有機(jī)物的含量。魚類的增加會(huì)帶來一定沉積物和營養(yǎng)鹽的釋放問題，如果投放魚類，則需要控制在合理的數(shù)量內(nèi)[4]。

水陸交錯(cuò)帶景觀包括駁岸、漫灘地和濕地三部分。駁岸是水體與陸地物質(zhì)交換的重要部分，也是保持水系岸線水土交換的基礎(chǔ)，需要根據(jù)水體段落的具體情況，采取不同的駁岸處理方法，因地制宜，塑造出生動(dòng)美觀的岸線風(fēng)景。主要有3 種形式：①自然緩坡駁岸如圖4 所示。在兩岸寬度較大的河段，應(yīng)盡量保持自然狀態(tài)，配合水體植物凈化，逐步恢復(fù)穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)。②臺(tái)階式駁岸。在兩岸寬度不夠的水體可以采用臺(tái)階分層處理的方式，既可以滿足人們親近水面的需求，也能根據(jù)不同高度的水位設(shè)置不同風(fēng)景。③垂直駁岸。在兩岸寬度緊張的河段只能修建垂直混凝土墻配合觀望平臺(tái)形成景觀效果。

圖4 自然緩坡駁岸

漫灘地是水體具有較為開闊的區(qū)域，可以建成蜿蜒曲折類型，設(shè)置適合魚類生存的靜水區(qū)域，適合種植挺水植物和沉水植物的深水區(qū)域。漫灘地可以通過種植草本植物來增強(qiáng)自然生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，促進(jìn)水環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展。

人工濕地應(yīng)采用復(fù)合型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)件，綜合水體表面徑流、管網(wǎng)徑流、生物多樣性等需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，部分區(qū)域可以采用跌水或景觀涌泉結(jié)合曝氣增氧系統(tǒng)，將濕地周圍打造成具有動(dòng)態(tài)美感的水體，再搭配周邊休憩景觀，使水系和自然更靈動(dòng)，更具觀賞價(jià)值。

4 結(jié)論

黑臭水體治理及提質(zhì)增效是水生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要技術(shù)舉措，通過分析黑臭水體治理存在的問題，結(jié)合實(shí)際情況對黑臭水體治理及提質(zhì)增效技術(shù)應(yīng)用做出總體設(shè)計(jì)和長期規(guī)劃。從內(nèi)源污染治理開始，完善管網(wǎng)系統(tǒng)改造修復(fù)，加強(qiáng)末端綜合管理，采取生態(tài)景觀建設(shè)，促使黑臭水體治理完成后能夠長期保持良好狀態(tài)。