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摘 要：城市黑臭水体的治理是当前国家水环境治理的重要内容，水十条中明确规定了目标要求。黑臭水体产生的根本原因是水体中的污染物被微生物消耗，产生了厌氧环境，造成"黑"和"臭"的物质，曝气可以直接恢复水体中的溶解氧，有助于解决黑臭水体问题，曝气技术在黑臭水体中的应用越来越受到关注。
关键词：曝气；黑臭水体；微生物
黑臭水体是目前城市水体污染的首要问题，生态环境部联合住房城乡建设部启动了2108年城市黑臭水体整治环境专项行动，生态环境部有关负责人表示，整治黑臭水体是贯彻党中央决策部署的必然要求，是改善城市水环境质量的客观需要，也是人民群众的殷切期盼。2015年国务院正式发布《水污染防治行动计划》，其中就有关于黑臭水体治理的指标要求：到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。国家的一系列举措显示，解决黑臭水体问题是当前水污染治理工作中的重要内容，切任务十分艰巨。
1 黑臭水体的定义
2015年由生态环境部和住房城乡建设部联合印发了《城市黑臭水体整治工作指南》，其中明确规定了城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体的统称。
2 城市河道黑臭产生的原因
2.1 外部污染物大量进入水体
2.1.1 生活污染源
随着城镇化率不断提高，城市人口不断增多，河道两岸居民的生活污水排放量不断增加，在污水收集及处理等基础设施不完备的区域，居民生活污水直接排入河道内，生活污水中含有大量的有机物、无机盐类等，其中氮、磷和硫的旱含量较高，在厌氧菌的作用下，极易生成恶臭物质。
2.1.2 工业污染源
虽然国家对于工业废水的排放执行了严格的监管制度，但依然有部分企业违法偷排，工业污水往往成分复杂，污染物浓度高，极易造成河道水体的污染。
2.1.3 城市管网配套不合理
很多城市在建设发展初期由于雨污合流制工程量相对较小、节约投资、易于施工、见效快、可操作性强，曾得到广泛应用，但随着城市的高速发展，雨污合流制主要面临两个方面的问题：一方面致使大量污水流入河道水体，造成水环境的不断恶化；另一方面，在雨天大量雨水进入污水管网，致使污水管网、污水处理厂运行压力增大。至今仍有许多城市存在直排式合流制以及排水系统不健全等问题，导致雨、污水直接排入河流，严重污染水体及周围环境质量[1]。
2.2 水底淤泥的内源污染
目前河道底泥淤积是普遍现象，有机质碎屑、有毒难降解物质、重金属等大量在水体底泥中沉积。在点源污染和面源污染较严重时，底泥对这些污染物起到富集作用而当点源污染和面源污染得到控制后，这些沉积于底泥中的污染物在物理、化学和生物的作用下，在底泥中发生复杂的变化，继而向水体释放污染物，对水生生态系统构成威胁乃至破坏[2]。
3 “黑”和“臭”从何而来
大量有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态，致使厌氧细菌大量繁殖，导致有机物腐敗、分解、发酵，转化为氨氮、腐殖质、硫化氢、甲烷和硫醇等发臭物质。此过程引起水体中耗氧速率大于复氧速率，造成缺氧环境，产生的有臭气体逸出水面进入大气，水中铁、锰等重金属被还原，与水中的硫形成硫化亚铁等化合物，形成大量吸附了Fe S、Mn S的带负电胶体的悬浮颗粒，使水体变黑、变臭[3]。
4 曝气给黑臭水体带来的变化
黑臭水体产生的根源是缺氧的环境，通过曝气可以对症下药，直接改变水体中的溶氧状态，很多黑臭水体中的还原性物质在溶解氧的作用下发生化学反应，尤其是发臭物质，通过曝气通常可以快速改善水体发臭的情况。
5 曝气技术在黑臭水体中的发展
作为黑臭水体原位处理的一种方式，曝气技术应用较早，随着科技的发展，曝气技术也在不但的更新。
5.1 微气泡曝气
微气泡曝气是一种新型的高效曝气技术，已经在污水处理领域得到了较多的应用。微气泡是指直径小于50 um 的气泡，其具有比表面积大、内部压力高、上浮速度慢等特点，与普通曝气方式相比，采用微气泡曝气可以显著提高气体传质速率和持气率。通过实验可知[4]，与普通曝气方式相比，微气泡曝气可以显著降低该模拟黑臭水体的藻细胞浓度和浊度，从而提高透明度。在结束曝气处理后，虽然水中仍有营养物质存在，但微气泡系统内水质可以保持一段时间，而普通曝气系统内水质会迅速恶化。试验末期观察到微气泡曝气系统内出现了大量浮游生物，表明微气泡曝气可以改善水体生态系统。
5.2 纳米气泡曝气
微纳米曝气技术是一种新型的水体曝气充氧技术，微纳米气泡技术有效解决了气泡在水体中的接触面积问题，其原因是由于微纳米气泡的表面积能有效增大，如0.1cm的大气泡分散成100nm微气泡，其表面积可增大10000倍，因此可以大大提高溶氧效率。根据试验测算，纳米曝气的氧利用率可以达到60～70%，是常规微孔曝气氧利用率的 4 倍。在河道原位修复中利用纳米曝气技术，可以节省大量的能耗[5]。
6 曝气技术与微生物技术结合
随着技术和理念的发展，黑臭水体的处理技术也在不断的转变。黑臭水体不能仅靠氧气，最终还是要结合微生物的作用，通过生化作用实现污染物的去除，目前比较成熟的是通过投加菌剂和生物促生剂等加速黑臭水体中微生物的生长，提高黑臭水体的处理效率，特别是对于底部淤泥的治理，有不错的效果，另外越来越多人关注河道中的土著微生物，运用相应的曝气技术激活河道中的土著微生物，比如德国的淘塞技术，运用淘塞管道对水体进行充氧，促进水体中微生物的繁殖，达到去除水体中的污染物的目的，微生物的繁殖可以消耗底泥中的有机物，从而达到底泥减量的目的。
近日，财政部，住建部、生态环境部联合发文，启动2018年城市黑臭水体治理示范城市申报工作，其中将河道内原位修复、投家药剂等方式为主要治理措施的，特别是采取调水冲污式的，视为方案不合格。寻求黑臭水体治理的合理方式依然是当前水处理的一个难题，作为对症下药的曝气技术必将会发挥更大的作用。
参考文献：
[1]宋宜嘉，梅凯，王先明.我国城市合流管网雨污分流改造的思考与对策[J].安全与环境工程，2013，20（1）：63-64
[2]卢丽君，孙远军，李小平.用生物促生剂修复受污染底泥[J].中南民族大学学报，2007，26（4）：27-30
[3]于玉彬，黄勇.城市河流黑臭原因及机理的研究进展[J].环境科技，2010，23（2）：111-113
[4]王越，程径雯，汪伯宁，等.微气泡曝气对模拟黑臭水体的治理效果[J].净水技术，2018，37（6）：108-112
[5]贾紫永，刘强，伍灵，等.微纳米曝气技术在黑臭河道治理中的应用研究[J].化工管理，2017（12）：106
作者简介：
迟峰 （1983年10月 ）男，籍贯：山东省诸城人，汉族，现职称：中级工程师，学历：硕士研究生，研究方向： 水污染治理。
关键词：曝气；黑臭水体；微生物
黑臭水体是目前城市水体污染的首要问题，生态环境部联合住房城乡建设部启动了2108年城市黑臭水体整治环境专项行动，生态环境部有关负责人表示，整治黑臭水体是贯彻党中央决策部署的必然要求，是改善城市水环境质量的客观需要，也是人民群众的殷切期盼。2015年国务院正式发布《水污染防治行动计划》，其中就有关于黑臭水体治理的指标要求：到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。国家的一系列举措显示，解决黑臭水体问题是当前水污染治理工作中的重要内容，切任务十分艰巨。
1 黑臭水体的定义
2015年由生态环境部和住房城乡建设部联合印发了《城市黑臭水体整治工作指南》，其中明确规定了城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体的统称。
2 城市河道黑臭产生的原因
2.1 外部污染物大量进入水体
2.1.1 生活污染源
随着城镇化率不断提高，城市人口不断增多，河道两岸居民的生活污水排放量不断增加，在污水收集及处理等基础设施不完备的区域，居民生活污水直接排入河道内，生活污水中含有大量的有机物、无机盐类等，其中氮、磷和硫的旱含量较高，在厌氧菌的作用下，极易生成恶臭物质。
2.1.2 工业污染源
虽然国家对于工业废水的排放执行了严格的监管制度，但依然有部分企业违法偷排，工业污水往往成分复杂，污染物浓度高，极易造成河道水体的污染。
2.1.3 城市管网配套不合理
很多城市在建设发展初期由于雨污合流制工程量相对较小、节约投资、易于施工、见效快、可操作性强，曾得到广泛应用，但随着城市的高速发展，雨污合流制主要面临两个方面的问题：一方面致使大量污水流入河道水体，造成水环境的不断恶化；另一方面，在雨天大量雨水进入污水管网，致使污水管网、污水处理厂运行压力增大。至今仍有许多城市存在直排式合流制以及排水系统不健全等问题，导致雨、污水直接排入河流，严重污染水体及周围环境质量[1]。
2.2 水底淤泥的内源污染
目前河道底泥淤积是普遍现象，有机质碎屑、有毒难降解物质、重金属等大量在水体底泥中沉积。在点源污染和面源污染较严重时，底泥对这些污染物起到富集作用而当点源污染和面源污染得到控制后，这些沉积于底泥中的污染物在物理、化学和生物的作用下，在底泥中发生复杂的变化，继而向水体释放污染物，对水生生态系统构成威胁乃至破坏[2]。
3 “黑”和“臭”从何而来
大量有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态，致使厌氧细菌大量繁殖，导致有机物腐敗、分解、发酵，转化为氨氮、腐殖质、硫化氢、甲烷和硫醇等发臭物质。此过程引起水体中耗氧速率大于复氧速率，造成缺氧环境，产生的有臭气体逸出水面进入大气，水中铁、锰等重金属被还原，与水中的硫形成硫化亚铁等化合物，形成大量吸附了Fe S、Mn S的带负电胶体的悬浮颗粒，使水体变黑、变臭[3]。
4 曝气给黑臭水体带来的变化
黑臭水体产生的根源是缺氧的环境，通过曝气可以对症下药，直接改变水体中的溶氧状态，很多黑臭水体中的还原性物质在溶解氧的作用下发生化学反应，尤其是发臭物质，通过曝气通常可以快速改善水体发臭的情况。
5 曝气技术在黑臭水体中的发展
作为黑臭水体原位处理的一种方式，曝气技术应用较早，随着科技的发展，曝气技术也在不但的更新。
5.1 微气泡曝气
微气泡曝气是一种新型的高效曝气技术，已经在污水处理领域得到了较多的应用。微气泡是指直径小于50 um 的气泡，其具有比表面积大、内部压力高、上浮速度慢等特点，与普通曝气方式相比，采用微气泡曝气可以显著提高气体传质速率和持气率。通过实验可知[4]，与普通曝气方式相比，微气泡曝气可以显著降低该模拟黑臭水体的藻细胞浓度和浊度，从而提高透明度。在结束曝气处理后，虽然水中仍有营养物质存在，但微气泡系统内水质可以保持一段时间，而普通曝气系统内水质会迅速恶化。试验末期观察到微气泡曝气系统内出现了大量浮游生物，表明微气泡曝气可以改善水体生态系统。
5.2 纳米气泡曝气
微纳米曝气技术是一种新型的水体曝气充氧技术，微纳米气泡技术有效解决了气泡在水体中的接触面积问题，其原因是由于微纳米气泡的表面积能有效增大，如0.1cm的大气泡分散成100nm微气泡，其表面积可增大10000倍，因此可以大大提高溶氧效率。根据试验测算，纳米曝气的氧利用率可以达到60～70%，是常规微孔曝气氧利用率的 4 倍。在河道原位修复中利用纳米曝气技术，可以节省大量的能耗[5]。
6 曝气技术与微生物技术结合
随着技术和理念的发展，黑臭水体的处理技术也在不断的转变。黑臭水体不能仅靠氧气，最终还是要结合微生物的作用，通过生化作用实现污染物的去除，目前比较成熟的是通过投加菌剂和生物促生剂等加速黑臭水体中微生物的生长，提高黑臭水体的处理效率，特别是对于底部淤泥的治理，有不错的效果，另外越来越多人关注河道中的土著微生物，运用相应的曝气技术激活河道中的土著微生物，比如德国的淘塞技术，运用淘塞管道对水体进行充氧，促进水体中微生物的繁殖，达到去除水体中的污染物的目的，微生物的繁殖可以消耗底泥中的有机物，从而达到底泥减量的目的。
近日，财政部，住建部、生态环境部联合发文，启动2018年城市黑臭水体治理示范城市申报工作，其中将河道内原位修复、投家药剂等方式为主要治理措施的，特别是采取调水冲污式的，视为方案不合格。寻求黑臭水体治理的合理方式依然是当前水处理的一个难题，作为对症下药的曝气技术必将会发挥更大的作用。
参考文献：
[1]宋宜嘉，梅凯，王先明.我国城市合流管网雨污分流改造的思考与对策[J].安全与环境工程，2013，20（1）：63-64
[2]卢丽君，孙远军，李小平.用生物促生剂修复受污染底泥[J].中南民族大学学报，2007，26（4）：27-30
[3]于玉彬，黄勇.城市河流黑臭原因及机理的研究进展[J].环境科技，2010，23（2）：111-113
[4]王越，程径雯，汪伯宁，等.微气泡曝气对模拟黑臭水体的治理效果[J].净水技术，2018，37（6）：108-112
[5]贾紫永，刘强，伍灵，等.微纳米曝气技术在黑臭河道治理中的应用研究[J].化工管理，2017（12）：106
作者简介：
迟峰 （1983年10月 ）男，籍贯：山东省诸城人，汉族，现职称：中级工程师，学历：硕士研究生，研究方向： 水污染治理。