黑臭水体的微生物处置研究论文

河水污染治理措施论文

导语： 随着我国工业化进程的不断加快，河流污染现象越来越严重。当前我国的河流污染形势非常严峻。在国内水资源形势日益严峻的背景下，加强对河流的保护显得非常重要。当前我国对河流污染的治理还处于起步阶段，但是随着人们环保意识的觉醒，河流污染的环境保护措施将得到深入研究。本文将重点探讨河流污染的治理措施。

[ 关键词] 河流污染 环保 治理措施

中图分类号： 文献标识码：U 文章编号：1009914X（2013）34012701

当前我国的河流污染形势日益严峻。河流污染严重影响到了人们的生命财产安全，给人们的生产生活带来危险。“一些企业肆意排污导致河流污染加剧，对人民的正常生活、身体健康等都造成了严重的危害”。[1]在可持续发展理念深入人心的背景下，河流污染治理问题逐渐深入人心，被越来越多的人所重视。

绿色环保是当前经济社会的发展的必然趋势。而要想实现这个目的，就必须要高度重视河流污染问题。无论是从发达国家的发展经验来看还是从过去我国粗放式发展的理念来看，河流污染的治理都已成为当务之急。在这样的背景下加强河流环保措施的研究就显得非常重要。

一、河流污染形式

河流污染基本上可以分为两种形式：一种形式是点污染；另一种形式就是面污染。所谓点污染主要指的是工业废水以及城镇生活污水造成的各种污染。面污染主要指的是大范围内污染物由于降雨等造成的污染。这两种形式的污染都会对人们的生产生活造成影响，严重情况下还会对居民的人身健康造成影响。在这样的背景下加强对河流污染原因的研究就显的非常必要。

二、河流污染的原因

经过对河流污染进行深入调查，我们就会发现河流污染基本上是由三个原因造成的：一是水土流失严重。我国农田土壤在过去几十年的发展中大量应用化肥农药，虽然在一定程度上实现了增产目的，但是也造成严重的水土流失。水土流失现象的家居，是造成河流污染的主要原因。二是废污水得不到有效处理。当前人们虽然对工厂废污水的处理保持一定程度重视，但是在实际操作过程中仍然存在一系列问题，废污水得不到有效处理就被排到河里，这是导致河流污染的根本原因。三是人们的环境保护意识淡薄。当前国家虽然制定了一些环境保护的法律体系，但是在实践过程中往往存在有法不依，执法不严的现象。这是河流污染的关键。

三、物理方法

针对河流污染的治理，我们主要采用的物理方法主要是四种措施：一是调水，二是机械除藻；三是曝气复暖；四是底泥疏竣。所谓调水主要指的是通过加入大量的清洁水来改善污染水质。通常这种方式主要是通过水利设施调动附近清洁水源来进行清洁。

所谓机械除藻主要指的是通过专门机械来去除水中的蓝藻以降低河流污染。在河流中经常会产生大量的水华蓝藻。这些蓝藻的出现会严重影响到河流水质。去除水华蓝藻能够有效地降低河内磷、内源氮的负荷，这对于提升河流水体质量很有帮助。

曝气复暖。通常意义上河流污染主要是由于河内溶解氧降低造成的。我们对河流的保护就可以从提升河内溶解氧的这个角度来进行考察。曝气复暖就主要是通过这种形式来保护水体的。曝气复暖技术通过向河道充入氧气，来提高水体的溶氧水平，增加水体好氧生物的活力，最终达到提升水体水质的目的。当前主要是通过移动式充氧平台和规定式充氧平台实现这种技术。

底泥疏浚。在被污染的河流中有许多污染物都淤积在河底泥土中。为了有效提升河水水质，人们可以通过底泥疏浚的方法来治理。把底泥挖出来就可以有效的减少河里的污染物，从而减少河流污染。

四、生物方法

所谓生物方法主要指的是生物促成法，生物强化法和生态修复法。接下来我们就来详细分析这三种技术。所谓生物促成技术主要指的是通过把解毒剂，降解污染物，常量元素，维生素，微量元素等投入到河流中以降低污染的技术。生物促成技术的应用能够有效地降低河流污染，应用这种方法能够起到有效降低土著微生物的目的，从而能够强化污染环境的自净能力，最终有效缓解河流污染。

生物强化法。生物强化技术主要指的.是通过往受污染的水体中接种污染降解菌，通过污染降解菌来激活水中微生物并使他们迅速繁殖，继而来抵制有害微生物的生长。通过生物强化法可以有效解决水体污染问题。这种方法对于消除受污染水体中的黑臭和硝化底泥很有帮助。

生态修复技术。生态修复主要是通过利用浮岛技术，人工湿地，生物膜法，水生植物等形式来降低河水污染。生态技术是“利用生态平衡、物质循环的原理和技术方法，对受污染或受破坏、胁迫的水体生物生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现”[2]浮岛技术，是通过在受污染区域搭建辅导，在水面上种植植物最终形成生物链来进行水体恢复，运用浮岛技术可以有效提升水体质量。人工湿地。人工湿地是在模仿自然湿地的基础上形成的一种具有很强渗透性能的物质。通过使用人工湿地可以有效实现污水的净化。人工湿地一般可以分为垂直湿地，潜流湿地，表面湿地三种形式。当前“国内外在人工湿地的应用方面积累了丰富的理论及实践经验”[3]生物膜法是通过天然河中的生物膜来起到净化与过滤的技术，生物膜一般是由人通过填充填料来供细菌絮凝生长，最后生成的。生物膜具有表面大，附着微生物多等特点，应用人工湿地可以使得河流的自净能力显著增长。在今后的河流污染治理中我们应该加强对这种技术的研究。“在上海的应用有生态浮床技术、沉水植物修复技术、植生生态混凝土技术等。

五、化学方法

化学治理方法主要指的是通过往受污染的水体里放入各种化学剂，例如铁盐，化学药剂杀藻等化学物质来改善水质。一般意义上化学方法主要有化学除藻以及絮凝沉淀两种方法。化学除藻是一种能够有效控制藻类生长的方法，对于解决严重富营养化的河流的污染问题具有重要意义。但是在使用这种方式来治理和水污染的时候，我们也要注意这种方法要适度应用，过度使用就会造成动植物的再次污染。絮凝沉淀是通过投入混凝剂来缓解污染的。这种方法主要应用在污染非常严重的地表水体中。采用这种方法可以有效控制源磷负荷。

当前随着经济社会的发展河流污染形势日益严峻，在这样的背景下加强河流污染治理显得非常重要。本文详细分析了当前环境污染的形式以及产生原因，而后深入论述了河流污染治理的措施。我们在今后的河流污染治理中必须要结合河流自身的特点来进行治理。“多个城市治污实践证实。河长制”确实是推动我国水污染治理的一项有效措施”[5]要慎重科学地选择治理措施，这是有效缓解治理污染的有效手段。

参考文献

[1]丁社教.治理河流污染的制度激励悖论分析[J].中国行政管理，2008（2）.

[2]张乾铄.生物-生态措施修复治理河流污染综述[J].现代农业科技，2009（6）.

[3]房立新.小新河人工湿地水质净化作用探讨[J].科技信息，2012（29）.

[4]王翔.城市河流污染问题浅探[J].城镇供水，2010（5）.

[5]李瑞生，段龙飞，王新星.天津市河流污染现状及治理建议[J].海河水利，2012（2）.

河流黑臭产生的原因

城市河道黑臭主要是过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡的结果，水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等臭恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质。生活污水是导致城市河道黑臭的最普遍和最主要的污染源。其他污染源还有：生活垃圾、有机工业废水、合流制管网溢流污水、污水厂尾水、畜禽养殖场粪便污水等。

消除城市河道黑臭、改善城市水环境质量，对保障城市人居健康、促进社会和谐与经济持续发展具有极其重要的现实意义为了恢复河流的景观功能，对黑臭河流的治理大概包括物理法、化学法、生物法和新的组合工艺等  。

1、物理法

物理方法主要包括截污、调水、清淤等水利工程，以及机械除藻、引水稀释、人工造流等。经过物理法治理的河流因为河床加深，挖去严重污染的淤泥，会对减轻河流的臭味起到良好的作用，截弯取直会增强河流的冲污能力。但是物理法方法需要建造大型的构筑物，费用较高，也受到当地水利水文条件的限制，适应性比较差，而且物理法并不能够从根本上解决河水黑臭的问题。

2、河道曝气法

河道曝气生态净化系统以水生生物为主体，辅以适当地人工曝气，建立人工模拟生态处理系统，以高效降解水体中的污染负荷，改善或净化水质，是人工净化与生态净化相结合的工艺 [6-8] 。

同济大学的谌伟等以受污染河道的黑臭水体为研究对象，比较了三种曝气方式 ( 低强度连续曝气、间歇曝气和高强度连续曝气 ) 对水体的修复效果，分析了低强度曝气技术的可行性 。结果表明，对于流量较小的缓速滞流河道，长期采用低强度曝气可达到降低污染负荷、消除水体黑臭的效果；以氨氮去除率达 98 ％为控制指标，低强度曝气能耗仅为高强度连续曝气的 ％和间歇曝气的 ％，大大降低了曝气经济成本。

3、化学法

化学方法如化学试剂除藻，加入铁盐促进磷的沉淀，加入石灰脱氮等方法。但由于化学试剂的投加量大，成本较高，此种方法在黑臭河流治理的应用中并不多见。

4、生物法

生物方法在河流黑臭治理中的应用十分广泛，主要有人工湿地处理、水生植物恢复、生物修复等 。其中生物修复技术在国内外黑臭河流治理中的应用最为广泛。生物修复就是利用特定的生物 ( 包括土著或外源微生物以及植物等 ) 在一定的条件下进行消除或富集环境污染物，从而达到对被污染的环境进行恢复的生物过程。由于生物修复技术具有环境友好、生态节能的优点，是一种低投资、高效益、运行操作方便灵活的水体污染治理技术，因此生物修复是最具发展前景的黑臭河流主体修复技术 。

为了进一步探索华南地区高负荷污水流量和潮汐状况下的黑臭河涌生物治理技术，广州市白云区朝阳涌进行了黑臭水体生物修复试验，在预处理后，试验分三个阶段进行，分别包括底泥生物氧化，水体生物修复，河涌生态恢复 。通过生物治理，消除了上游预处理河段水体黑臭现象，使中下游自然潮汐状况下水体洁净好氧。

5、新型工艺

治理河流黑臭的新工艺如底泥的生物氧化、悬浮填料移动床、组合生物修复技术、生态浮床等。新技术其实是原有物理、化学和生物技术的发展、组合和延伸。这些方法各有利弊，要根据具体情况，特别是水体污染状况及污染物的种类加以选择利用，发挥各种方法的长处，才能取得较好效果 。

国内外河流黑臭现有研究成果

1、建立水质黑臭指数关系式

方宇翘和裘祖楠等通过对上海地区苏州河出现的黑臭现象进行研究应用嗅阔值和主要环境因素的相关分析，提出城市河流的黑臭是 COD 、 NH3-N 、 DO 与水温等多因素引起的 。应用多因子参数，建立的水质黑臭指数关系式，能判别城市河流中黄 ( 灰 ) 绿无臭、藏褐微臭、黑臭、深黑恶臭 4 个类型级别。应用建立的黑臭指数关系式，对上海地区河流进行了实测检验，正确率达 97% 。

2、影响生物修复的因素

（ 1 ）污染物的可利用性 污染环境中的污染物的种类、浓度、存在形式等都是影响微生物降解性能的重要因素。不同的污染物对微生物来说具有不同的可利用性，例如自然界中存在的绝大多数有机污染物都可以被微生物利用并降解，而大部分人工合成的大分子有机污染物不能够被微生物利用并降解。重金属在污染环境中往往以不同的形式存在，其不同的化学形态对微生物的转化和固定都会产生很大的影响  。

（ 2 ）环境因素 影响微生物降解性能的环境因素主要有营养物质和电子受体。在土壤和水体修复中，氮、磷是限制微生物活性的重要因素。因此，为了达到有机污染物的完全降解，适当添加营养盐，增加污染环境中微生物所需要的微量无素、维生素和有机酸等成分，可促使土著微生物迅速增长，同时还具有缓冲 pH 值的作用，可使污染环境修复过程缩短。

污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度是影响污染物降解的另一个重要因素。这些电子受体包括溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根，如硝酸根、硫酸根和碳酸根等。应用硝酸盐作为电子受体时，由于硝酸盐本身就是一种污染物质，因此，需要格外注意限制硝酸盐的浓度 。

3、预防水体黑臭的水质指标

南开大学的胡国臣和王忠等选择了与水体黑臭生化过程有关的一些参数，进行了现场和模拟试验测定研究，结果证明 DO 、 BOD5 、硫酸还原菌数等，与水体黑臭具有较好的相关性 。水体黑臭与不黑臭的临界指标为： CH= ， DO= ／ L ， N=2000 个／ ml ， BOD5=14mg ／ L 。

4、发展趋势和研究前景

曝气／微生物／人工湿地组合工艺处理黑臭河水

原位生态修复技术作为一种高效、经济、实用的治理方法近年来被广泛应用于受污染河流的治理。受污染河流的原位生态修复技术包括曝气充氧、微生物修复、原生动物修复、植物修复及人工湿地修复。单一修复技术的应用研究已经较为广泛和深入，但将这些修复技术综合起来用于受污染河流治理的研究尚不多见。

李捍东、朱健等结合河北省东部某黑臭河流治理工程开展了原位生态修复中试研究，通过 2 个月的运行 (2008 年 7 月 10 日 —9 月 10 日 ) ，取得了组合工治理黑臭河流的翔实数据 ]。组合工艺对 COD 的去除效果稳定而良好，在稳定运行阶段进水 COD 变化很大 (396 ～ 610mg ／ L) ，但最终出水的 COD<40mg ／ L ，对 COD 的去除率约为 90 ％，曝气／微生物／人工湿地中试系统的出水 NH3 一 N<2mg ／ L ， TP< ／ L ，满足《地表水环境质量标准》中 V 类水质的要求。

组合生物技术对黑臭水体净化修复

目前，黑臭水体主要有物理修复技术 ( 如载污、疏浚、曝气充氧等 ) 、生物修复和生态恢复。物理修复技术可以为生物修复或生态恢复创造先决条件，而生物修复或生态重建时又往往以微生物及耐污型水生植物、底栖动物为先锋生物先行应用。金承祥、孙建军等在 2005 年通过将曝气充氧、功能性微生物菌剂和耐污型先锋水生植物及生物促生剂进行组合，应用于上海市中心城区典型黑臭水体净化与生态恢复小试实验 。

研究结果表明，组合技术对黑臭水体污染净化和生态修复的效果明显优于单一技术，最佳的组合方案为 “ 曝气充氧 + 投加功能性微生物菌剂 + 投加生物促生液 + 放养水生值物 ” ， 10d 后水体的主要污染物含量大大降低， COD 、 BOD 、 NH3-N 和 TP 的净化率分别可达 77% 、 91% 、 93% 和 76% 。同时，浮游藻类生物量降低而多样性指数显著升高，微生物生态向清洁水体型演替。在组合技术应用过程中，各种单项技术在发挥了各自功效的同时获得了协调、共生。曝气充氧可以快速地提高水体的溶解氧，水体中污染物的净化过程由厌氧发酵转化为好氧矿化，导致黑臭的二次污染物浓度随之降低，投加功能性微生物菌剂则使这一净化作用得到进一步强化。以上研究结果对工程化应用具有一定的实际指导意义。

生物净化槽在黑臭河流中的应用

高尚等人将人工湿地技术与生物接触氧化法相组合的生物净化槽应用于上海市中心城区黑臭河水净化 [14] 。试验结果表明，生物净化槽对系统中 BOD5 、 COD 、 NH3-N 和 TP 的平均去除率分别为 ％， ％， ％， ％，去除率高于单一的填料净化槽。

可以从这个角度来写，制作饮料时我们需植物的果实，植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，能分解纤维素的微生物就能分解果肉细胞的纤维素，从而提高果汁的产量。

黑臭水体的危害很多，比如影响居民生活，危害人体健康；破坏河流生态系统；损害城市景观。因此消除黑臭水体，改善感观，美化城市，已是城市河流治理中首要解决的问题。那么黑臭水体治理可以从下面四点着手：一、清游疏浚技术清游疏浚是清除内源、控制水体污染的有效措施之一。其方法主要有两种，一种是抽干湖河水后清法（干法），一种是湿法清淤。但常用的是干式清淤。干式清淤是指抽干城市黑臭水，使水体底泥裸露出来，使用水力冲挖的方式对淤泥进行清理。干式清淤具有清淤浓度高、清淤速度快、清淤较为彻底的优点，但也存在破坏水体原有生态，产生二次污染的不足。干式清淤一般使用在城市箱涵清淤、明渠清淤、小型湖泊清淤，设备操作简单，转运方便快捷，黑臭水体治理效果明显。而湿法清淤主要是通过水力清淤设备进行治理黑臭水体的，具有一定的生态风险性，国内外对此多持慎重态度。二、截污纳管技术截污纳管是从源头上消减污染物的排放量。通过建设和改造位于河道两侧污水产生单位内部的污水管道，并将其就近接入敷设在城镇道路下的污水管道系统中，并转输至城镇污水处理厂进行集中处理，阻止污水进入河流。三、曝气增氧技术缺氧是黑臭水体普遍特征。恢复水体耗氧复氧平衡、提高水体溶解氧浓度是水环境治理和水生态恢复的首要前提。曝气增氧是水体增氧的主要方法，能快速提高水体溶解氧，并兼有造流、净化抑藻和底泥修复作用。四、清水补水技术环境调水其目的在宁改善水体水质，提髙水资源的利用价值和水环境的承载力，主要应用宁纳污负荷高、水动力不足、环境容量低的城市河湖和水网。