黑臭小微水体治理技术的研究现状与发展趋势

doi:10.11894/iwt.2020-0502

摘要/Abstract

摘要：

与人类生活密切相关的小微水体，不断地受到人类活动的干扰，使其黑臭现象日趋严重，已成为河湖库等水体的污染来源和死角。而现有的修复和治理技术存在着各自不同的技术弊端和技术瓶颈，使其处理效果不能持续，治标不治本，常规的市政污水处理工艺也难用于此。综述了黑臭小微水体的物理、化学和生物等技术和综合治理技术的研究现状，并对黑臭小微水体治理新技术及其发展趋势进行了展望，以期为各地正在开展的黑臭小微水体的综合整治提供有意义的参考。

关键词: 黑臭小微水体, 修复和治理技术, 综合治理技术

Abstract:

The small and micro-water bodies closely related to human life are constantly disturbed by human activities, which makes the black and odor phenomenon become increasingly serious. This has become the source and dead angle of polluted water bodies such as rivers, lakes, reservoirs, etc.. However, there are different technical disadvantages and technical bottlenecks in the existing remediation and treatment technologies, which make the treatment effect unsustainable, palliatives and the conventional municipal sewage treatment process is also difficult to use. In this paper, the research status of physical, chemical, biological governance technologies and comprehensive treatment technologies for black odor small and micro-water body, and the new technology and development trend of black odor small and micro-water body are prospected, which is in order to provide a meaningful reference for the comprehensive treatment of black odor small and micro-water bodies that is being carried out in various regions.

Key words: black odor small and micro-water body, repair and governance technology, comprehensive treatment technology

中图分类号:

X703

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https://www.iwt.cn/CN/Y2021/V41/I5/15

图/表 5

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方法	优点	缺点	适用范围
物理法	（1）设备简单，处理过程中不改变污染物性质；（2）能短时间迅速增加溶解氧含量，防止发黑发臭，提高水体透明度^〔2〕	（1）日常运转费用较高，容易破坏水中生态系统^〔2〕；（2）吸附材料达到吸附饱和后的处理再生和污染物重新释放等问题所需人力物力大，处理繁琐；（3）清淤所需的截留和辅助设备多，清理出的淤泥难以处理	一般用于前处理，去除一些不溶物质以及用于水体的供氧，例如曝气装置、格栅等
化学法	（1）设备占地面积小，操作简单，有针对性；（2）可以在相对短的时间内高效地去除污染物	（1）化学药剂可能存在副作用，易造成二次污染且投入成本高；（2）一般需与其他方法配合使用，例如物理法；（3）对水环境有要求，不适合大面积的景观水体和天然水体	一般用于难降解有机物的去除，例如Fenton氧化，或重金属的去除
生物法	（1）反应条件温和，运行要求低；（2）能有效持续地去除水体污染，增加水体中生物的多样性^〔2〕	（1）微生物驯化及代谢过程缓慢，易受外界条件干扰；（2）植物修复易受到季节影响，且有后续刈割或死亡腐烂问题；（3）仅限于生物可降解的污染物处理，不适合处理有毒有机物和重金属^〔27〕	一般用于去除可生物降解的有机物、氮和磷，例如活性污泥法生物滤^〔27〕
综合治理技术	（1）将物理、化学、生物方法结合，无二次污染，耗能低，操作简单，维护运行费用低；（2）改善生物栖息环境，对自然生态干扰少，适合各类污染水体处理	（1）水环境不同，营养条件不同，水培植物不易栽培；（2）目前大部分装置难以过冬和对抗台风等极端天气；（3）当前没有制作规范标准且难以进行机械化操作	一般用于去除河、湖、库等自然水体和景观水体中的有机物、氮和磷等，例如生态介质箱等

方法	优点	缺点	适用范围
物理法	（1）设备简单，处理过程中不改变污染物性质；（2）能短时间迅速增加溶解氧含量，防止发黑发臭，提高水体透明度^〔2〕	（1）日常运转费用较高，容易破坏水中生态系统^〔2〕；（2）吸附材料达到吸附饱和后的处理再生和污染物重新释放等问题所需人力物力大，处理繁琐；（3）清淤所需的截留和辅助设备多，清理出的淤泥难以处理	一般用于前处理，去除一些不溶物质以及用于水体的供氧，例如曝气装置、格栅等
化学法	（1）设备占地面积小，操作简单，有针对性；（2）可以在相对短的时间内高效地去除污染物	（1）化学药剂可能存在副作用，易造成二次污染且投入成本高；（2）一般需与其他方法配合使用，例如物理法；（3）对水环境有要求，不适合大面积的景观水体和天然水体	一般用于难降解有机物的去除，例如Fenton氧化，或重金属的去除
生物法	（1）反应条件温和，运行要求低；（2）能有效持续地去除水体污染，增加水体中生物的多样性^〔2〕	（1）微生物驯化及代谢过程缓慢，易受外界条件干扰；（2）植物修复易受到季节影响，且有后续刈割或死亡腐烂问题；（3）仅限于生物可降解的污染物处理，不适合处理有毒有机物和重金属^〔27〕	一般用于去除可生物降解的有机物、氮和磷，例如活性污泥法生物滤^〔27〕
综合治理技术	（1）将物理、化学、生物方法结合，无二次污染，耗能低，操作简单，维护运行费用低；（2）改善生物栖息环境，对自然生态干扰少，适合各类污染水体处理	（1）水环境不同，营养条件不同，水培植物不易栽培；（2）目前大部分装置难以过冬和对抗台风等极端天气；（3）当前没有制作规范标准且难以进行机械化操作	一般用于去除河、湖、库等自然水体和景观水体中的有机物、氮和磷等，例如生态介质箱等

处理技术	优点	缺点	应用条件	应用范围
磁处理技术	（1）占地面积小，维护简单，费用低；（2）絮凝沉降性能好，易反复利用；（3）与活性污泥连用可减少污泥膨胀发生，污泥损失小	（1）磁种越小处理效果越好，但处理完后难以固液分离回收；（2）需要与混凝剂联合使用，目前难以进行原位处理	异位修复，需要有磁场，且需投加磁种和絮凝剂	污水处理厂、工业废水等
水下缓释增氧技术	（1）增氧效果快；（2）可在通电困难的情况下使用；（3）投加的化学药剂多为过氧化物，有利于改善池底酸性环境	（1）利用率不高，储存不便，成本高；（2）使用过多容易对生物产生危害	原位修复，任何水体均可使用	目前主要用于水产养殖水、工业废水等
厌氧氨氧化技术	（1）曝气量少，污泥量少，无需额外碳源；（2）氨氮降解途径短，温室气体产量少；（3）适合处理高温、高氨氮污水	（1）对厌氧氨氧化菌的适应条件和高效处理时的外界环境条件有要求；（2）需要考虑运行成本和反应器的启动时间	异位修复，需培养厌氧氨氧化细菌，反应适宜温度为30~40 ℃，pH为6.7~8.3	高浓度废水（尤其是高氨氮，低碳氮比的废水）、垃圾渗滤液等
光催化氧化技术	（1）氧化能力强，能彻底破坏有机物并不会产生二次污染；（2）可处理多种类型废水，如各种有机废水，使其转化为无机小分子，达到无害化处理；各种还原性无机物废水如I^-、Hg²⁺等	（1）光能利用率低，短波紫外光效果好，但难以获得；（2）催化剂颗粒不宜太大，催化剂回收困难	大部分为异位修复，需要光能，受紫外线波长和催化剂等的影响	工业废水、含油污水、抗生素制药废水等

处理技术	优点	缺点	应用条件	应用范围
磁处理技术	（1）占地面积小，维护简单，费用低；（2）絮凝沉降性能好，易反复利用；（3）与活性污泥连用可减少污泥膨胀发生，污泥损失小	（1）磁种越小处理效果越好，但处理完后难以固液分离回收；（2）需要与混凝剂联合使用，目前难以进行原位处理	异位修复，需要有磁场，且需投加磁种和絮凝剂	污水处理厂、工业废水等
水下缓释增氧技术	（1）增氧效果快；（2）可在通电困难的情况下使用；（3）投加的化学药剂多为过氧化物，有利于改善池底酸性环境	（1）利用率不高，储存不便，成本高；（2）使用过多容易对生物产生危害	原位修复，任何水体均可使用	目前主要用于水产养殖水、工业废水等
厌氧氨氧化技术	（1）曝气量少，污泥量少，无需额外碳源；（2）氨氮降解途径短，温室气体产量少；（3）适合处理高温、高氨氮污水	（1）对厌氧氨氧化菌的适应条件和高效处理时的外界环境条件有要求；（2）需要考虑运行成本和反应器的启动时间	异位修复，需培养厌氧氨氧化细菌，反应适宜温度为30~40 ℃，pH为6.7~8.3	高浓度废水（尤其是高氨氮，低碳氮比的废水）、垃圾渗滤液等
光催化氧化技术	（1）氧化能力强，能彻底破坏有机物并不会产生二次污染；（2）可处理多种类型废水，如各种有机废水，使其转化为无机小分子，达到无害化处理；各种还原性无机物废水如I^-、Hg²⁺等	（1）光能利用率低，短波紫外光效果好，但难以获得；（2）催化剂颗粒不宜太大，催化剂回收困难	大部分为异位修复，需要光能，受紫外线波长和催化剂等的影响	工业废水、含油污水、抗生素制药废水等

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