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摘要：黑臭水体治理是一项复杂的系统性工程，需具备丰富的技术集成，制定合理的技术路线。本文分析了黑臭水体的成因；阐述了黑臭水体治理的路线；列举了成熟可靠的黑臭水体治理技术，并详细了各技术的特点、适用性，以期为我国城市黑臭水体科学系统的治理提供借鉴。
一、引言
我国城市排水体制相对落后，城市水体污染程度日益严重，多呈黑臭现象。黑臭水体破坏了健康的水生态系统，严重影响了市民的感官，不利于社会的可持续发展。
随着国务院《水污染防治行动计划》的颁布，黑臭水体治理PPP项目掀起热潮，席卷全国。根据全国城市黑臭水体整治监管平台发布的消息，全国共认定城市黑臭水体2100个，已完成治理1120个，治理中790个，方案制定中190个。
虽然目前黑臭水体治理技术较为成熟，但治理过程中普遍存在成效低、水质反复的问题，多数案例只注重水体治理不注重岸线截污，徒劳无功；或重建设，轻维护管理；还有一些案例注重单一技术，不分阶段系统治理【1】。本文分析了黑臭水体成因，详细介绍了目前成熟可靠的水环境修复技术，期望为后续黑臭水体治理工作提供借鉴。
二、黑臭水成因分析
黑臭水体形成的直接原因是过量污染物进入水体，污染负荷严重超出了水体自净能力。污染物被分解的过程中，消耗水中大量的溶解氧，而水体复氧供应不足，造成水体呈厌氧状态，由此厌氧微生物大量繁殖，厌氧分解水体中的有机污染物。和好氧分解不同，厌氧微生物并不能完全矿化有机污染为CO2，而是把水体中的大分子有机污染物分解成小分子污染物，并产生H2S、硫醇、氨、甲烷等物质，散发恶臭的气味。H2S还会和水体中的Fe2+、Mn2+等发生反应，产生FeS、MnS等黑色硫化物，使上覆水体和底泥呈黑色，由此造成黑臭现象【2】。
三、治理思路
水体治理的基本思路可以分为三步走，一是阻止岸上污染物继续进入水体，通过完善市政管网等工程措施截流污水，根治点源污染及面源污染；二是清理河道黑臭底泥，消除内源污染；三是进一步提高水体自净能力，降解上覆水体中的污染物，恢复河道自然生态系统，主要是通过曝气、投加微生物填料、微生物药剂、配置水生植物系统等方式实现。其中截污系统是核心，是黑臭水体治理的首要工作。
四、截污工程
截污工程是黑臭水体治理的核心措施，住建部2016年8月发布了《城市黑臭水体整治—排水口、管道及检查井治理技术指南》，详细指导截污工作。
城市水体污染源可分为点源和面源【3】。点源污染主要是由于雨污混接、污水直排及合流制管道溢流等原因，导致市政管网中的污水入河。控制点源污染最快的方式是通过排查排污口、实施截流工程，把排污口流出的污水输送到污水处理厂站处理后达标排放入河。面源污染主要是初期雨水污染，初期雨水溶解了空气中气溶胶及气体污染物，并冲刷地面及合流制管道等，将管道中沉积物冲刷入河。可通过沿河布置生态植草沟及建设调蓄池处理初期雨水。
五、清淤工程
黑臭水体底部淤积的大量黑臭底泥，污染物或动植物残骸进入水体后，通过聚集、沉淀等方式，沉积到水体底部，形成内源污染。黑臭底泥中污染物会不断迁移到上覆水体中。研究表明底泥中TN、TP等污染物质随着水温升高，释放量逐渐增大，而COD在20℃左右释放量最大。
目前常用机械清淤、水力清淤、绞吸船清淤等方式将淤泥清理上岸，脱水后进行堆肥、焚烧、填埋或用作种植用土。国内也有一些原位治理内源污染的案例，通过微生物制剂的投加，分解内源污染物，但治理周期长、成效低，一般只运用于轻度污染。
六、水质提升技术
截断外源污染、清理内源污染后，需进一步通过工程措施，净化水质，恢复水体自然生态系统。
6.1曝气工程
溶解氧可以氧化水体中的还原性物质，提高水体氧化还原电位，有利于好氧微生物的繁殖。好氧微生物以O2为电子受体，可以完全矿化分解有机污染物。O2从大气中向水体扩散的过程为复氧过程，复氧及水生植物光合作用是水体溶解氧的主要来源。水体污染严重时，还需需通过曝气来提高水体溶解氧含量。
目前主要有射流曝气、鼓风曝气、机械曝气三种方式【4】。鼓风曝气如微纳米曝氣技术产生的微小气泡与水的接触面积大，上浮速度慢，氧的传质效率高，但造价较高、布气孔易堵塞。射流曝气通过文丘里效应形成负压或通过风机引入空气，气体被高速流体冲击切割成极细小的气泡，形成富氧的气液混合体水平射出，并具有很好的推流效果，目前应用较广。机械曝气如提水式、表曝是指借助机械设备（如叶轮等）的旋转形成水跃，使液面不断更新与空气接触，来增加水中的溶解氧，其增氧效率较慢，但具有一定的景观效果。
6.2生物接触氧化技术
生物接触氧化技术是通过布置填料进行微生物挂膜，通过微生物的新陈代谢降解污染物。微生物是自然界中污染物的最终分解者，可在水环境中布置海绵毯、人工草等比表面积大的载体，有效的附着微生物，提高生物量。生物膜是一个微型生态系统，厌氧菌、好氧菌由内而外协同生长，生物膜不断吸附水中的有机污染物并降解，降解效率受污染物的传质效率影响。
6.3 微生物菌剂和微生物促生剂
黑臭水体治理初期，水体氧化还原电位低，生物量低、活性差，可通过投加微生物菌剂有效提高水体中高降解性能菌种的数量。微生物菌剂是从受污染水体分离、驯化的土著菌种或在实验室通过基因工程构建的高效菌株。
生物促生剂是由酶、矿物质、有机酸等混合制成的生物制剂，可有效地刺激有益土著微生物生长繁殖，提高其活性。
6.4水生植物修复
水生植物修复适用于水治理后期，通过沉水植物群落构建、水陆交错带系统构建，利用水生植物的代谢机能来净化水体中的污染物，其治理机理包括分泌化感物质、根际过滤和植物固化等。现阶段常用的水生植物修复技术包括生态浮床、生态浮岛和人工湿地等。水生植物选种尽量选用土著品种，新品种要进行中试试验，评价其成活率、净化效果及是否易于维护。
七、结语
黑臭水体治理是一项系统性工程，应坚持源头治理、系统治理、科学治理，在充分调查污染类型或成因的基础上，制定有针对性的系统治理方案，做到“综合诊断、对症下药”，避免陷入“污染源治理与生态治理不同步”“治标不标本”“重活水调度、轻源头治理”等误区。黑臭水体治理还须建管并重，重视运营维护工作，注重管网、排口检修。政府部门要通过建立机制，强化工作责任和管理责任落实，发挥社会监督作用，坚决打好黑臭水体整。
参考文献：
[1]张列宇，王浩，李国文，等. 城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J]. 环境保护，2017，45（5）：62-65.
[2]王旭，王永刚，孙长虹，等. 城市黑臭水体形成机理与评价方法研究进展[J]. 应用生态学报，2016，27（4）：1331-1340.
[3]胡洪营，孙艳，席劲瑛，等. 城市黑臭水体治理与水质长效改善保持技术分析[J]. 环境保护，2015，43（13）：24-26.
[4]梁益聪，胡湛波，涂玮灵，等. 碳素纤维生态基技术对城市黑臭水体的修复效果[J]. 环境工程学报，2015，9（2）：603-608.
作者简介：
潘世昌，1991年出生，男，汉族，硕士，籍贯安徽马鞍石，从事流域水环境项目设计管理工作。
一、引言
我国城市排水体制相对落后，城市水体污染程度日益严重，多呈黑臭现象。黑臭水体破坏了健康的水生态系统，严重影响了市民的感官，不利于社会的可持续发展。
随着国务院《水污染防治行动计划》的颁布，黑臭水体治理PPP项目掀起热潮，席卷全国。根据全国城市黑臭水体整治监管平台发布的消息，全国共认定城市黑臭水体2100个，已完成治理1120个，治理中790个，方案制定中190个。
虽然目前黑臭水体治理技术较为成熟，但治理过程中普遍存在成效低、水质反复的问题，多数案例只注重水体治理不注重岸线截污，徒劳无功；或重建设，轻维护管理；还有一些案例注重单一技术，不分阶段系统治理【1】。本文分析了黑臭水体成因，详细介绍了目前成熟可靠的水环境修复技术，期望为后续黑臭水体治理工作提供借鉴。
二、黑臭水成因分析
黑臭水体形成的直接原因是过量污染物进入水体，污染负荷严重超出了水体自净能力。污染物被分解的过程中，消耗水中大量的溶解氧，而水体复氧供应不足，造成水体呈厌氧状态，由此厌氧微生物大量繁殖，厌氧分解水体中的有机污染物。和好氧分解不同，厌氧微生物并不能完全矿化有机污染为CO2，而是把水体中的大分子有机污染物分解成小分子污染物，并产生H2S、硫醇、氨、甲烷等物质，散发恶臭的气味。H2S还会和水体中的Fe2+、Mn2+等发生反应，产生FeS、MnS等黑色硫化物，使上覆水体和底泥呈黑色，由此造成黑臭现象【2】。
三、治理思路
水体治理的基本思路可以分为三步走，一是阻止岸上污染物继续进入水体，通过完善市政管网等工程措施截流污水，根治点源污染及面源污染；二是清理河道黑臭底泥，消除内源污染；三是进一步提高水体自净能力，降解上覆水体中的污染物，恢复河道自然生态系统，主要是通过曝气、投加微生物填料、微生物药剂、配置水生植物系统等方式实现。其中截污系统是核心，是黑臭水体治理的首要工作。
四、截污工程
截污工程是黑臭水体治理的核心措施，住建部2016年8月发布了《城市黑臭水体整治—排水口、管道及检查井治理技术指南》，详细指导截污工作。
城市水体污染源可分为点源和面源【3】。点源污染主要是由于雨污混接、污水直排及合流制管道溢流等原因，导致市政管网中的污水入河。控制点源污染最快的方式是通过排查排污口、实施截流工程，把排污口流出的污水输送到污水处理厂站处理后达标排放入河。面源污染主要是初期雨水污染，初期雨水溶解了空气中气溶胶及气体污染物，并冲刷地面及合流制管道等，将管道中沉积物冲刷入河。可通过沿河布置生态植草沟及建设调蓄池处理初期雨水。
五、清淤工程
黑臭水体底部淤积的大量黑臭底泥，污染物或动植物残骸进入水体后，通过聚集、沉淀等方式，沉积到水体底部，形成内源污染。黑臭底泥中污染物会不断迁移到上覆水体中。研究表明底泥中TN、TP等污染物质随着水温升高，释放量逐渐增大，而COD在20℃左右释放量最大。
目前常用机械清淤、水力清淤、绞吸船清淤等方式将淤泥清理上岸，脱水后进行堆肥、焚烧、填埋或用作种植用土。国内也有一些原位治理内源污染的案例，通过微生物制剂的投加，分解内源污染物，但治理周期长、成效低，一般只运用于轻度污染。
六、水质提升技术
截断外源污染、清理内源污染后，需进一步通过工程措施，净化水质，恢复水体自然生态系统。
6.1曝气工程
溶解氧可以氧化水体中的还原性物质，提高水体氧化还原电位，有利于好氧微生物的繁殖。好氧微生物以O2为电子受体，可以完全矿化分解有机污染物。O2从大气中向水体扩散的过程为复氧过程，复氧及水生植物光合作用是水体溶解氧的主要来源。水体污染严重时，还需需通过曝气来提高水体溶解氧含量。
目前主要有射流曝气、鼓风曝气、机械曝气三种方式【4】。鼓风曝气如微纳米曝氣技术产生的微小气泡与水的接触面积大，上浮速度慢，氧的传质效率高，但造价较高、布气孔易堵塞。射流曝气通过文丘里效应形成负压或通过风机引入空气，气体被高速流体冲击切割成极细小的气泡，形成富氧的气液混合体水平射出，并具有很好的推流效果，目前应用较广。机械曝气如提水式、表曝是指借助机械设备（如叶轮等）的旋转形成水跃，使液面不断更新与空气接触，来增加水中的溶解氧，其增氧效率较慢，但具有一定的景观效果。
6.2生物接触氧化技术
生物接触氧化技术是通过布置填料进行微生物挂膜，通过微生物的新陈代谢降解污染物。微生物是自然界中污染物的最终分解者，可在水环境中布置海绵毯、人工草等比表面积大的载体，有效的附着微生物，提高生物量。生物膜是一个微型生态系统，厌氧菌、好氧菌由内而外协同生长，生物膜不断吸附水中的有机污染物并降解，降解效率受污染物的传质效率影响。
6.3 微生物菌剂和微生物促生剂
黑臭水体治理初期，水体氧化还原电位低，生物量低、活性差，可通过投加微生物菌剂有效提高水体中高降解性能菌种的数量。微生物菌剂是从受污染水体分离、驯化的土著菌种或在实验室通过基因工程构建的高效菌株。
生物促生剂是由酶、矿物质、有机酸等混合制成的生物制剂，可有效地刺激有益土著微生物生长繁殖，提高其活性。
6.4水生植物修复
水生植物修复适用于水治理后期，通过沉水植物群落构建、水陆交错带系统构建，利用水生植物的代谢机能来净化水体中的污染物，其治理机理包括分泌化感物质、根际过滤和植物固化等。现阶段常用的水生植物修复技术包括生态浮床、生态浮岛和人工湿地等。水生植物选种尽量选用土著品种，新品种要进行中试试验，评价其成活率、净化效果及是否易于维护。
七、结语
黑臭水体治理是一项系统性工程，应坚持源头治理、系统治理、科学治理，在充分调查污染类型或成因的基础上，制定有针对性的系统治理方案，做到“综合诊断、对症下药”，避免陷入“污染源治理与生态治理不同步”“治标不标本”“重活水调度、轻源头治理”等误区。黑臭水体治理还须建管并重，重视运营维护工作，注重管网、排口检修。政府部门要通过建立机制，强化工作责任和管理责任落实，发挥社会监督作用，坚决打好黑臭水体整。
参考文献：
[1]张列宇，王浩，李国文，等. 城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J]. 环境保护，2017，45（5）：62-65.
[2]王旭，王永刚，孙长虹，等. 城市黑臭水体形成机理与评价方法研究进展[J]. 应用生态学报，2016，27（4）：1331-1340.
[3]胡洪营，孙艳，席劲瑛，等. 城市黑臭水体治理与水质长效改善保持技术分析[J]. 环境保护，2015，43（13）：24-26.
[4]梁益聪，胡湛波，涂玮灵，等. 碳素纤维生态基技术对城市黑臭水体的修复效果[J]. 环境工程学报，2015，9（2）：603-608.
作者简介：
潘世昌，1991年出生，男，汉族，硕士，籍贯安徽马鞍石，从事流域水环境项目设计管理工作。