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黑臭水体底泥原位治理技术研究

点击数:7694 发布时间:2019-7-9 来源:《基层建设》

摘要:在我国现阶段的城市中,污染非常严重,经常会有黑臭水体出现。随着外源污染逐步得到有效控制,治理底泥内源污染已成为改善黑臭水体水质的关键,直接影响河道治理效果。为了从根本上治理黑臭水体,必须控制河道....
摘要:在我国现阶段的城市中,污染非常严重,经常会有黑臭水体出现。随着外源污染逐步得到有效控制,治理底泥内源污染已成为改善黑臭水体水质的关键,直接影响河道治理效果。为了从根本上治理黑臭水体,必须控制河道底泥污染,防止水体返黑、水质反复恶化。异地处理技术(如疏浚底泥)应用较广,但存在工程量大、治理费用较高、处置过程中存在二次污染、底泥后续处理困难等问题,而底泥原位治理技术具有治理费用低,对河道水体二次污染和河道治理效果好等优点,受到广泛关注,并逐渐成为底泥污染治理的研究热点。针对城市黑臭水体处理现状,介绍了原位覆盖处理、化学处理以及生物修复3种黑臭水体底泥原位治理方法的机理和修复效果,以期为治理城市黑臭水体提供借鉴。

引言

黑臭水体不仅严重影响了城市的水景观,给人带来不愉悦的观感;丧失水体功能性,抑制了人们的亲水和取水需求,同时还影响周围居民的身体健康,对人们的呼吸系统、循环系统、消化系统都有不良影响。因此,解决城市河流的污染问题、恢复河流的生态和社会功能不仅关乎城市整体形象的提升,更是与居民健康和生活息息相关,是十分必要且迫切的。

1城市黑臭水体危害分析

在探讨城市黑臭水体治理问题和相关技术前,我们首先需要明确黑臭水体的来源、构成,并且分析其造成的极大危害。城市黑臭水体之所以会产生,其根源在于大量城市生活污水和工业废水被肆意排放,未经过相应处理。这些水体中存在过量污染物质,而微生物在这些污染物中肆意繁殖,消耗大量氧气,水体逐渐呈现缺氧状态。在这种条件下会进一步导致各种厌氧微生物的繁殖,这会使得水体中有机物迅速腐烂随之发酵,这就会产生很多氨气,硫化氢及甲烷等具备恶臭的有毒有害气体,这也是水体臭味的来源。而水体中的金属离子又会进一步和水体中存在的硫离子发生反应,生成FeS或MnS这些黑色物质,这便是我们看到水体呈黑色的造成原因。城市黑臭水体无论是对自然环境还是人们的生活环境都具备极大危害。首先,黑臭水体的存在会严重影响自然生态环境,在污染空气,破坏市容的同时也会对于其他生物的生存构成恶劣影响。另一方面,城市黑臭水体中会产生大量挥发性有毒气体,比如硫化氢就是其中一种。这种气体对于人体有严重毒害作用,达到一定剂量后甚至会有致命危险。因此,城市黑臭水体必须得到尽快治理,并且要得到积极有效治理,这才会营造良好的社会环境和城市生活环境,才不会影响到城市居民的生活质量。

2黑臭水体治理技术

2.1原位覆盖技术的应用

目前,原位覆盖技术的施工方式主要有以下几种:机械设备表层倾倒法、移动驳船表层撒布法、水力喷射表层覆盖法、驳船管道水下覆盖法。国外运用覆盖技术进行底泥污染释放的控制工程很多。此技术在我国研究开展较晚,应用并不广泛,大多停留在实验室阶段,存在巨大前景。目前,我国已有学者在研究新的覆盖材料,如李杨等将芦竹茎、芦苇茎、花生壳及玉米芯利用限氧升温炭化法烧制成的生物炭可以提高底泥的硝化作用强度,对底泥NH4+-N、COD及PO34--P的释放有削减作用,具有应用到污染水体底泥修复的潜力。

2.2清淤疏浚

底泥是影响水体水质的一大污染源,进入水体的污染物通过物理化学和生物等作用富集在水体底泥中,长期富集于底泥的污染物还会再次释放出来,对水体造成二次污染。对底泥的处理方法一般可分为异位处置和原位处理。异位处置是清淤疏浚,包括排干清淤、水下清淤和环保清淤等方式。排干清淤又可分为直接挖除和水力冲挖;水下清淤方法包括抓斗式清淤、吸式清淤、普通绞吸式清淤和斗轮式疏浚等;环保清淤包括环保绞吸式清淤。

环保清淤与工程清淤的差异在于清淤的底泥厚度较薄,尽可能降低对水体环境的影响。故环保清淤对设备本身的定位、操作系统的精度要求和操作人员的施工要求较高。

2.3原位化学处理概念

原位化学处理是指通过向底泥中加入化学药剂与底泥,通过吸附、沉淀等物理化学作用来稳定底泥中的营养盐、有机物和重金属,防止向上层覆水中释放,达到有效截断内源污染的作用。化学制剂根据其去除对象的不同分为营养盐固定化制剂、重金属固定化制剂、除藻剂等。

2.4内部污染控制

当我们对外部污染河道水体的物质进行有效的控制后,还需要对已经进入到河道水体内的污染物进行及时的清理,而这时清理过程需要我们主要控制河道底泥中的漂浮物、悬浮物等垃圾。并且这些污染物质进入河道水体后,在长期的积累下,水体中的大部分污染物沉积在水底,所以对河道的底泥清淤疏浚工作也是治理黑臭水体的一个重要方法。目前,我们经常采用的河道清淤方式主要有:绞吸挖泥船、气力泵、不排水机械、水力冲挖等方法。此外,我们在去除河道底泥外,还需要不断加强对河道的管理工作,定期对河道进行垃圾清理,保证河面上的清洁。

2.5原位生物修复概念

底泥原位生物修复可分为微生物修复与植物修复。微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法,是利用微生物的代谢潜力降解有机污染物。主要是根据污染环境不同,向底泥中培育和接种特定微生物,并提供其适宜的繁殖条件,来调控水体中微生物群体的组成和数量,提高生物可利用性,优化群落结构,提高水体中有自净能力的微生物对污染物的去除效率,使底泥污染物就地降解,使河水最大程度恢复其原有的自净能力。在针对黑臭河道治理过程中使用水生植物进行净化及修复,主要是指利用较为常见的改善水质效果较好的植物。植物修复机制包括生物物理和生化过程,如吸附、运输和易位,以及植物酶的转化和矿化。通过这些方式吸收底泥中的营养物质,固化底泥,抑制底泥中营养盐及重金属的释放。其根部特有的微环境将重金属离子吸收、络合形成配位体,并达到固定或改变重金属价态的作用。植物的根系也能为微生物提供了良好的栖息地,还能分泌促进微生物生长的有机质,从而改善水体的生态环境。在实际的运用过程中最为常见的植物分别为沉水、挺水、漂浮及浮叶植物等,具体的包括浮萍、香蒲、芦苇、金鱼藻、蒋菜、狐尾藻、凤眼莲及睡莲等。沉水植物修复、人工湿地、生态浮岛等均属于治理的主要形式,现阶段最为常见的技术及最具有前景的技术为培育植物新品种,并对其进行组合、净化等;方便在实际的运用过程中能够根据实际的黑臭河道具体情况实施针对性的修复净化方式,提高修复净化的效果。

结语

综上所述,目前,我国在城市黑臭水体整治工作正在如火如荼地开展,随着外源污染逐步得到有效控制,治理底泥内源污染已成为改善黑臭水体水质的关键。在选择治理技术时,根据水体受污的实际情况,遵循黑臭水体治理“系统性、长效性”的原则,根据河道自身污染特性情况,要综合考虑各种治理技术的组合,以发挥最佳效用。

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