黑臭河涌治理方案

关键词： 溶解氧 浓度 治理 水体

黑臭河涌治理方案（通用7篇）

篇1：黑臭河涌治理方案

黑臭河涌原位治理生物修复技术

本文介绍的是获得国家发明专利的一种治理河涌污染技术（专利公开号CN101417840A）。

专利发明者认为，黑臭河涌污染是我国城镇河网的普遍现象，究其原因是有机污染物的排入和沉积造成河涌氧平衡体系失衡。黑臭河涌的治理目前尚未有理想的方法，一般采用截污、清淤、驳岸、调水补水等市政工程手段进行整治，但由于种种原因，截污、清淤无法彻底进行，水质净化收效甚微。

本发明提供一种以曝气增氧为主导的采用生物修复技术（Bioreme-diation）治理黑臭河涌污染的方法，通过河道曝气增氧、投放复合微生物菌剂、底泥生物修复和设置生物巢系统，控制和消除河涌外源和内源污染，净化河涌水质，提高水体自净能力，达到消除黑臭的目的。本法无须在河道中兴建构筑物或将河涌水引出河道外处理，也无须清疏河道底泥。普遍适用于截污、清淤不彻底或一时无法截污、清淤的河涌，以及受潮汐影响流态变化复杂的河道进行原位治理。

本发明方法突出的优点是不必征地不必清淤，不产生二次污染。由于避开了征地和淤泥处置的难题，大大降低了治理投资和运行费用，见效快而效果好；治理后不影响河涌排水功能和自然净化功能，是解决城镇黑臭河涌污染问题的一个值得推广应用的好办法。详细内容可参阅该发明专利申请公布说明书。

由于城市规模的扩大，经济发展和城区人口的迅速增加，昔日作为城市景观的河涌实际成了公共排污渠。河涌黑臭是我国城市河网的普遍现象。目前黑臭河涌污染主要采用截污、清淤、补水、调水等市政工程手段进行治理，但水质的净化未能跟上，以致一些虽经整治的河涌，水质没有得到根本的改善，仍然发黑发臭污染环境，严重影响居民生活、城市形象和城镇投资环境。

河涌治理方法

河涌黑臭的根本原因是进入河涌的污染物量超过环境容量。有机污染物的排入和沉积，消耗水体中大量的溶解氧，使水体和底泥变为厌氧生境，在厌氧微生物的作用下，有机污染物分解产生有毒有害的气体和臭味，造成河涌的黑臭。

治理河涌污染的关键在于截污、清淤和恢复河涌正常的生态平衡。截污是切断河涌外源污染，清淤是消除河涌的内源污染。但由于种种原因，现时河涌整治采取市政工程措施，截污和清淤往往不可能彻底，甚至一时无法进行；补水、调水也仅仅是稀释水体和向其他河道转移污染，因而实际水质净化收效甚微。有鉴于此，我们提出一种采取原位治理生物修复（Bioremediation）的方法，在河道投加微生物菌剂和增加供氧，改变水体特别是底泥和底部水层的厌氧生态环境，发挥好氧微生物迅速分解有机污染物的作用，消除河涌外源和内源污染，提高水体自净能力，恢复河涌正常的生态平衡，从而消除河涌的黑臭。

原位治理生物修复技术要点 原位治理生物修复是在河涌水域范围内进行的，可以在全河涌或河涌的某一河段进行，无须在河道中修建构筑物或将河涌水引出河道外处理，也不必清挖底泥，不产生二次污染。它的具体方法和步骤如下：

① 河道曝气

在治理河段中每隔一段距离安装曝气设施，对水体进行强化曝气增氧，保持水体好氧生态环境，促进水层的交换和物流转化，有效地去除水中污染物，为恢复河涌正常生态平衡创造有利条件。

河道曝气应采用充氧效率高而环境噪声小的曝气设备。

② 投加复合微生物菌剂

在河段水体和主要排污口定时投加复合微生物菌剂。微生物是自然界中最宏大的初级生产力，配合曝气增氧投放复合微生物菌剂，可以充分利用微生物的代谢活动，降解水中有机污染物，消减河涌纳污总量，保持水体正常生态平衡，确保治理效果。

复合微生物菌剂是以工业方法生产的含光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、硝化和反硝化细菌等多种微生物组合，细菌数高达5×109～20×109个/g，在水中迅速繁殖形成优势菌群，有效降解有机污染物和吸收水中营养物质。细菌数高和价格低廉保证了微生物菌剂净化水质的作用。复合微生物菌剂均为天然微生物，不含基因突变或基因重组产物，不含致病菌，不会带来生物安全性问题。

③ 底泥生物修复

底泥污染物严重影响上覆水体水质。针对底泥污染，在河涌全河段投放由复合微生物菌剂、增氧剂、营养剂组成的生物修复剂，直接作用于底泥，改变底泥的厌氧生态环境为好氧生态环境，激活底泥微生物的生理活性，迅速降解底泥有机污染物和去除硫化物，根本消除河涌发黑发臭。

④ 装设生物巢系统

生物巢是固定化微生物技术之一。按水域面积在河道中装设一定数量的生物巢，组成系统。我们的生物巢由比表面积巨大的聚合物编织材料制作而成，比表面积可达200～300㎡/㎡，可吸附大量的水中微生物浮游生物，减少流失；同时还可以为鱼虾及其他许多水生生物物种提供有利的生长繁殖环境和栖息觅食场所，促进生物多元化。通过生物链生物代谢活动，生物巢系统更好发挥水生生物对水质净化作用。如在水质改善之后进一步在河涌放养鱼类和种植水生花卉，更可以美化景观增强生态修复的效果。

原位治理生物修复技术方法包括一整套完整的生物工程技术措施，实施过程将根据河涌污染状况、污染负荷和周围环境作出因地制宜的设计和调整。从技术层面讲，向河道水体和底泥增加供氧解决氧平衡体系失衡问题和利用好氧微生物代谢活动降解有机污染物是本法的核心；在具体实施方法上，各项工程技术措施可操作性强，环环相扣相互配合协同发挥作用，不同于过往在河道中单独进行曝气和∕或底泥疏浚、底泥生物氧化，也不同于一般意义的主要利用扦植水生植物吸收水中氮、磷营养物质的生物修复技术方法，如人湿地、生物浮岛、生态堤岸等技术方法，各项工程技术措施，可以控制，效果确定和明显。

治理时间和预期效果

治理时间一般需用3～6个月。

预期效果：水体除臭一周即可见效果，一个月内河涌臭味基本消除，水体颜色渐转绿色，溶解氧提高，水中微生物由厌氧向好氧演替；两个月后河涌底泥逐渐由黑色变为灰黑色，然后又变为土褐色，厚度减少，矿化度提高；3～6个月整体达到消除黑臭的要求。河水比治理前COD、BOD降低 40%～50%，DO保 持2mg/L以上，底泥总有机碳下降60%～70%，水中生物多样性增加，透明度增加，水体正常生态功能得到恢复。

治理费用

治理费用按每公里河道计算约200万～300万元。

治理后需继续维持适度的曝气和投加微生物菌剂，以保持河涌水质稳定。后期维护费用包括运行和管理费用按每吨水计约为 0.30～0.40元。

适应范围

如前所述，原位治理生物修复普遍适用于污染河道尤其是截污清淤不彻底或一时无法截污清淤的黑臭河涌的治理，也适用于受潮汐影响流态变化复杂污染物在河段来回摆荡的河道，以及湖泊、水库、水产养殖池等封闭和半封闭富营养水体的治理。

本法突出的优点是不必征地不必清淤，避开了征地和淤泥处置难题，大大降低了投资和运行管理费用，见效快而效果好。治理过后的河涌，不影响原有防洪排洪功能和自然净化功能。实际上本法与其它河涌污染治理方法互为补充，至少在建成区域集污管网和城市污水处理厂，将河涌受纳的污水送往污水处理厂处理之前，不失为解决黑臭河涌污染问题的一个好方法，值得推广应用。

篇2：黑臭河涌治理方案

窗

黑臭河道：

由于长期的外源污染输入，尤其是合流制系统雨天溢流、分流制系统雨污混接及降雨初期污染径流等重要的外源污染，使河流理化环境表现为强还原性质，有机无机污染极其严重，水体有异味，已经不适合水生生物生存，水生植被退化甚至灭绝，浮游植物、浮游动物、底栖动物只有少量耐污种类存在。食物链断裂，食物网支离破碎，生态系统结构严重失衡，功能严重退化甚至丧失。

城市河流出现黑臭，已成为我国许多大、中城市共同存在的污染问题，尤其在近海城市和水网地区。因此消除黑臭、改善感观，美化城市，成为我国目前城市河道污染问题中亟待解决的水环境问题。引起河流水“黑臭”现象的原因

河流水体“黑臭”现象是一种生物化学现象——水体中有机物的厌氧分解。

⑴“臭”：微生物分解过程中耗氧大于复氧，造成水体缺氧，厌氧微生物分解有机物过程中产生的如胺类、硫化氢、氨等使水体发臭。

⑵“黑”：因为缺氧导致河水中的铁、锰等重金属还原，与水中的硫离子形成硫化亚铁等使水体呈现黑色。治理方法：

城市河流作为城市的命脉，不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能，而且还能调节温湿度、改善城市小气候，健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。城市“因水而生、因水而兴”，然而随着经济的快速发展和城市化的加快，我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出，甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此，解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。以下为黑臭水体治理方法： 1.物理方法： ①引水换水

用“以清释污”方法对污染水体进行稀释，可以使水体黑臭关键性水质指标总磷和有机物污染指标、高锰酸盐指数浓度等有所下降。但对于蓄水量较大的水域，补水量太小起不到净化效果，而提高补水量又造成水资源的大量浪费，费用高昂。所以“引水释污”只是起到一个“治标不治本”暂缓效果，对于富营养化严重的湖泊，采用“引水释污”不是一个长久之计。

②底泥疏浚

“清淤挖泥”可减少积存湖内的大量有机碳、氮、磷等营养物质，增大湖的蓄水量，是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径和措施。但是大规模清淤，可能会破坏湖泊原有的生物种群结构和生境，削弱其自净功能，对生态修复带来负面影响。2．曝气复氧法：

曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果已被国内一些实验室试验及河流曝气中试所证实。其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质（H2S，FeS等还原物质）之间发生了氧化还原反应。对于长期处于缺氧状态的黑臭河流，要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程，水体曝气复氧有助于加快这一过程。由于河道曝气复氧具有效果好、投资与运行费用相对较低的特点，已成为一些发达国家如美国、德国、法国及中等发达国家与地区如韩国、香港等在中小型污染河流污染治理经常采用的方法。对于污染情况严重，污染长期排入的水体需配合生物方法及生态措施，因此，可做为辅助生物—生态修复的方法之一。3．化学方法： 化学絮凝处理技术是一种通过投加化学药剂去除水层污染物以达到改善水质的污水处理技术。近年来，化学絮凝处理技术在强化城市污水一级处理的效果方面得到了越来越广泛的研究与应用，而随着水体污染形势的日趋严峻，对严重污染的水体如黑臭水体的治理，化学絮凝处理技术的快速和高效也显示其一定的优越性。但是由于化学絮凝处理的效果容易受水体环境变化的影响，且必须顾及化学药物对水生生物的毒性及生态系统的二次污染，这种技术的应用有很大的局限性。4.生物方法： Bacto-Zyme 1011系列生物复合酶

是一系列天然有机的、含多种酶类的复合产品，并结合非离子表面活性剂和其他天然成分的蛋白质及无机营养物合成的一种高效复合酶类净化剂。

机理：

生物复合酶能刺激加速微生物的反应，同时它能促进水中的大分子化合物分解成小分子化合物，同时释放出结合氧，增强水体复氧功能，这些简单化合物又很容易被微生物所利用，在有机物被降解的同时，又有利于微生物的多样性，提高微生物的活性和繁殖能力，达到一种微生态平衡。

在大多数环境中存在着许多土著微生物进行的自然净化过程，但该进程很慢，其原因是溶解氧（或其它电子受体）、营养盐的缺乏，而另一个限制因子是有效微生物常常生长缓慢。生物复合酶可有效地刺激和加速自然的生物反应，激发土著微生物的活性，加速微生物的生长和繁殖，同时对浮游生物和环境无害。从而可以快速有效地促进受污染水体向良性生态系统演替，使得水体中的DO得以恢复，COD、BOD5、NH3-N等污染指标迅速下降，水体的黑臭异味现象得以快速消除。

特点1——高效消除黑臭恢复生态系统

Bcato-Zyme 1011速效消除黑臭生物复合酶可快速消除水体黑臭；配合Bcato-Zyme 1011削减营养盐生物复合酶可快速削减水体内污染物质，使水体

COD、BOD5、氨氮等污染指标迅速改善。同时，激活底泥中的土著好氧微生物，提高其生化反应效率，减少溶解氧消耗，促进溶解氧恢复，使水体微生态系统逐步完善。即以微生物实施水体生态修复，重建底端生物链，为上行生物链的梯次恢复奠定基础，为底栖生物着床创造底质条件；提高水体透明度，为水生动物的放养创造水质条件。通过人工控制生态环境，使水生动植物与水环境达到动态平衡。特点2——标本兼治

邦源环保的生物技术治理河湖污染，不仅治理水体，而且治理河湖底泥。生物修复治理不仅仅是水质的达标，最终是要通过阶段性治理完全恢复河湖底泥的活性，使河湖恢复自净能力，达到生态平衡。特点3——施工简便，原位治理

邦源环保采用生物法治理河湖过程中使用的设备简单，不需要挖掘机等大型设备，所以施工方便，操作简单，并且不会产生噪音，不影响周围居民的正常生活；最重要的是――原位治理，标本兼治，在施工过程中不需转移底泥，即消除了污染物的转移，同时杜绝了对环境造成的二次污染，而且在原有底泥的基础上进行治理，刺激原有土著微生物迅速生长繁殖，形成种群优势，恢复底泥的活性，达到水体长期自净的效果。经过生物修复的底泥恢复了活性，不但不需要疏浚，而且活性底泥可以大大提高河道的自净能力。特点4——产品绿色、环保、无公害

①生物产品不燃、不挥发、绿色、安全、无毒，无二次污染。②配伍性好，该抑制剂由于无毒副作用，因此，可与其它生物制剂配合使用，具有协同增效作用。

③生物降解性极佳，该抑制剂在水体中抑制浮萍生长以后，不会有残留。4.生物-生态修复技术

生态—生物方法是近年来发展起来的一种新型环境生物技术。这类技术主要是利用微生物、植物等生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，创造适宜多种生物生息繁衍的环境，重建并恢复水生生态系统。由于这类技术具有处理效果好、工程造价相对较低、不需耗能或低耗能、运行成本低廉等优点。同时不向水体投放药剂，不会形成二次污染，还可以与绿化环境及景观改善相结合，创造人与自然相融合的优美环境，因此已成为水体污染及富营养化治理的主要发展方向。

生态—生物修复技术包括：微生态系统修复技术、人工湿地技术、浮岛技术、植物操控技术，生态护堤技术，生态复氧技术、生态清淤技术、水生动物恢复和重建技术等。在实际工程应用中，可按照水体污染程度，水环境现状及水体功能等考虑选用不同的技术组合，以呈现生态效益和经济效益双赢。北京邦源环保科技有限公司采用生物方法及生物生态修复技术先后完成北京、江苏、山东、海南、河北、云南等地数十个项目的水体生物修复治理工程，具有丰富的治理经验。能够提供系统整体的解决方案，阳光24小时全程跟踪服务机制。以下为黑臭河道生物治理对比照片：

篇3：黑臭河涌治理方案

1.1 阜蒙河东西贯穿利辛县境内，与西淝河呈十字形交汇，流经主城区全长3.871km，一直往东通到蒙城县，最终流入淮河。阜蒙河拥有良好的地理位置优势和优良的开发前景，但是由于近年来城区段河水受到严重污染，给城市发展带来了极大的影响。为了提升利辛县城形象，改善居民生活环境，打造生态宜居县城，保护城区内河水环境，有必要设计一套科学合理的水质改善规划方案。

1.2随着城市的快速发展，常住人口的增加，城市基础设施特别是老城区污水管网建设滞后，使得部分居民生活污水得不到很好的收集和截留，最终流入阜蒙河，造成该河段水体气味恶臭、颜色发黑，透明度很低，富营养化严重，水生动物死亡，水动力不足，严重影响附近居民生活和城市整体形象。通过生态还原治理可以修复该河道水体原有的生物多样性、连续性，使水生态系统转入良性循环，增加水体的自净能力，消除或减轻水体污染，起到保护水环境的目的，同时还可以创造城市优美的水生态景观。

1.3 通过本方案可实现本河段水质改善目标：水体清洁、感观良好，无异味产生；水体透明度在0.7m以上；河体具备一定的自净功能；初步改善水体物种结构，还原水体生态。

2 设计方案

2.1 河道暂时封闭

为避免外部河道水体进入待治理河段，对整个系统构建产生影响，需构建一个河道两端暂时封闭的系统，采取植物带隔离坝阻断其与外界水体交换。

2.2 前期预处理

2.2.1 底质预处理

土壤是病虫害传播的主要媒介，也是病虫繁殖的主要场所。许多病菌、虫卵和害虫都在土壤中生存或越冬，而且其中还常存有杂草种子，因此在种植水生植物前，需要对种植区域进行预处理。通过利用底质改良剂，迅速降解底质中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质，减少有机质含量，改变恶臭底质；快速提高河底氧化性，降低有害物质（NH3-N、NO2-N等）的含量；改善下雨及水质突变后底质中的低氧状况，提高底泥及水体的氧化状态；去除有机物在低氧条件下不完全分解的产物有机酸，稳定河底pH值。

2.2.2 水位调节

由于水生植物种植有较高的水深要求，因此系统构建初期需降低河道内的水位，种植区域最高水位保证在0.3m～0.5m以内，利于沉水植物的种植和成活。

2.2.3 物种清理

目前需要清理水体中杂鱼种类，保证水系中存有有益于水体生态建设的细菌和水生动物群落。细菌分解水体中的有机物质，原生动物以细菌为食，能够加速生物膜的更新。衰老的细菌被捕食后,为新的细菌生长提供了生长空间,使细菌的整体处于较活跃的状态。同时原生动物又是后生动物的食物。水体中生长的植物在为水体提供氧气的同时也为细菌和微小动物的生长提供了附着空间，水体底质和植物组成的复杂环境又为各种生物提供了不同的栖息地。在系统内部,生物之间相互促进或约束,保持着整体的功能和活力，可以恢复水体中的水生生态结构、增加水体自净能力。

2.3 构建水生生物环境

2.3.1 种植水生植物

水系中种植水生植物不仅具有景观功能，还能提供更多的栖息生境，营造生态多样性；更重要的是水生植物有利于封闭底泥，吸收水体中部分营养盐和有害物质，降低河道中的氮、磷浓度，从而达到净化水质的目的。同时对污染物的去除、沉降、抑制蓝绿藻水华均有一定的作用。水生植物要做到及时收割，收割后移出水景环境，以免影响水生态系统的景观效应。（1）种植沉水植物：水域适合沉水植物种植条件（2m水深以内），因此在河道中种植一定量的沉水植物，最大程度地提高水体自净能力。选择水质净化能力强、季节上能相互衔接、生长易受控制的品种。有效吸收水体中N、P等营养元素。（2）种植挺水植物：挺水植物一般种植在岸边较浅水域内，河道两岸缓坡软质地带，种植部分挺水植物，能提供水体中所需的光合作用，为水体中提供溶解氧。同时，也能起到一定的阻污染、护岸坡作用。（3）生态浮岛：生态浮岛主要是通过筛选种植根系较为发达的水生植物，通过发达的根系来吸收水中的营养物质，更好的起到除磷、脱氮等作用，降解水体中的营养盐含量。

2.3.2 放养水生动物

河道生态修复治理，其中水生动物群落也是不可忽视的重要环节。河道水域应当构建科学合理的水生动物群落，包括滤食性水生动物、食草性水生动物、肉食性水生动物、底栖动物和浮游动物等。（1）鱼类：选择滤食性的水生鱼类和杂食性的鱼类为主，待水生植物长好后投放少量的草食性鱼类如草鱼，适当放养少量的肉食性鱼类。通过水体中上层鱼类对藻类的摄食以及水底水生植物对营养物质的吸收、水生动物对营养物质的转移及富集达到水质净化的目的。（2）底栖动物：人工水生生态系统的构建必须考虑水底底栖动物的放养，放养一定量的滤食性的双壳类和刮食性的螺类可以减少藻类的滋生和繁衍，提高水体的水质。也可放养少量的虾类，它能分解河岸落叶、河道中的水草等形成的有机碎屑以及水生动物的粪便、尸体等形成的有机物质。（3）浮游动物：滤食性浮游动物可以滤食水中的细菌，单细胞藻类和原生动物，起到滤食藻类的作用。

2.3.3 投放水体微生物菌种

微生物菌种污水净化的原理是：利用微生物群体对有机物和毒性物质进行转化。微生物菌种具有体积小、表面积大、繁殖力强等特点，能不断与周围环境快速进行物质交换。污水具备微生物菌种生长繁殖的条件，因而微生物菌种能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。

微生物菌种在生态系统中作为还原者，把绿色植物产生的能量通过食物链进行传递，它们在自然界大量而广泛的存在，是生态系统的重要组成之一。它们能将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解，将一些有害的污染物质加以吸收和转化，成为无毒害或毒害较小的无机营养元素。因此微生物菌种是水体中的“清道夫”，它们为避免由水生生物带来的水体二次污染起着关键性的作用。

2.3.4 河道水体增氧

增氧可以增加河道水体中的溶解氧、抑制水中藻类生长、改善河道底质、优化生态群落,增强水体的净化功能,消除黑臭,减少水体污染负荷,促进河道生态系统的恢复，还能起到一定的脱氮除磷作用。尤其在老城区滞流型的黑臭河道内,高温季节增氧可以很好的改善水体环境。另外，在河道内增设喷泉暴气装置，定期开起喷泉既可以给水体增氧，又增加了城市河道景观，也能抵御外界一定的污染。

3 后期维护方案

3.1 水面日常维护

水面的日常维护工作主要由人员巡视完成，及时清理水中的植物落叶和垃圾，及时打捞因天热和水流静止所引起的水面上漂浮的青苔，防止落叶腐烂造成富营养化；定期关注水面情况，发现水的颜色与平日不同，如变绿、变浑浊、泛白、泛红、泛黑、不明漂浮物出现时应及时采集照片；在景观水系内严禁清洗带有污染物的东西等。

3.2 水体的专业性维护

3.2.1 水质特征检测

根据地表水环境质量标准（GB3838-2002），定期对景观水系水质进行检测，依据水质检测结果快速判断水质变化趋势，以便采取相应措施保障水质。

检测指标：总氮、总磷、高锰酸盐指数、溶解氧、BOD、COD。

检测频率：冬季和春季：1次/2～3月；夏季高温季节：1次月（6至9月）。具体检测频率根据水体的水质情况进行调整。

3.2.2 水生植物的维护

水生植物的维护是针对原位生物修复部分所栽种的水生植物，包括：杂草清除、修剪、清理和补种。

由于水系岸边没有遮挡物，水热条件好且又富含营养，杂草极易生长。故需控制杂草，让栽种的水生植物生长占优势，改善整体景观效果。杂草的去除切不能使用除草剂。杂草采取春季淹水和人工拔出的方法去除（可在水体的日常性维护工作中完成）。

清理植物残体选择在早春进行，如腐烂的植物残体不及时进行清理，势必引起二次污染和沉积，对水质影响很大。对残梗败叶及时清捞，避免沉积水底形成新的污染。对枯死的水生植物实施更新补种，以保证群落结构的稳定。

3.2.3 水生动物的维护

水系水质净化工作中将安排放养白鲢、花鲢等滤食性鱼类和底栖动物。对水生动物的维护包括：捕捞和放养工作；及时清捞动物残尸，防止尸体的腐烂分解造成水体富营养化，并视具体情况适量补充；未经允许禁止投放鱼类和其他任何水生动物，尤其是锦鲤等鱼类。

3.2.4 增氧设备的维护

曝气增氧是城市河道水体复氧的重要方式,安排专人每月定期检查曝气设备的螺丝是否松动，并进行紧固；定期清理空气过滤器，有损坏时及时更换；定期清洁管道内部，防止杂物进入；定期更换润滑油;注意清除叶轮上的附着物，使叶轮保持最佳工况，全年使用完毕后，应除锈并涂上防锈漆和保养一次、更换机油等，保证增氧设备稳定运转、高效增氧。

4 结语

通过采取以上种种措施，可实现本河段水面清洁、感观舒适、没有异味、水体透明度高，河体具备一定的自净能力和水动力，能很好的改善城区水环境，提升城市整体形象。

摘要：本文以阜蒙河利辛县城区段内河生态治理为例,阐述了我国城市黑臭水体生态还原治理的设计方案。

关键词：利辛县阜蒙河,城市黑臭水体,生态治理,方案

参考文献

[1]住房和城乡建设建部,环保部.城市黑臭水体整治工作指南.2015,8,28.

[2]付永川,杨海蓉.对重庆市次级河流水污染综合整治的思考[J].安徽农业科学,2007(18).

[3]郑天柱,周建仁.污染河道的生态恢复机理研究[J].环境科学动态,2002(03):4.

[4]范毅.城镇河道治污规范化管理研究[J].山西水利,2013(07).

篇4：浙江永康治理20条黑臭河

浙江因水而名，因水而美，因水而兴。然而，作为沿海发达地区，浙江的经济发展了，可水环境却承受着极大的压力。

2013年初浙江瑞安网友 “悬赏20W请环保局长下河”，看似一时笑谈，却成为浙江倡导“五水共治”的开端，而“请领导下河游泳”也成了检验水质的重要法宝。

“悬赏游泳”的效应仍在扩大。今年6月，浙江省人大部署游泳河段申报活动，半个多月间，10个地级市共上报27条河段。

作为全国五金之都的浙江永康市，此次并没有主动申报可以游泳的河段。相反，却老老实实列出了20条黑臭河，并承诺将在3年之内让这些黑臭河能够下河游泳。对永康，这是一个不小的挑战。

“五水共治”现新貌

“永康治水治出了新面貌。”8月7日，浙江省委书记、省人大常委会主任夏宝龙到永康市调研“五水共治”、新农村建设工作时，在李溪畔，看到溪石板桥、泥屋、清流、茂林，他连声赞叹。

李溪是永康江两大支流之一的南溪上游，流域面积174.1平方公里。过去，由于水土流失、自然侵害、环境污染和非法挤占河道水域等原因，河道流域环境污染和生态恶化不断加重，河道两岸垃圾成片、弃渣成堆、污水横流，自然景观遭到破坏。

近年来，永康市通过采取疏通结合，对河床平整、清淤，堤坝拓宽加固，搞好清障疏浚，使李溪的防洪能力从5年一遇提高到20年一遇的标准。

永康市委书记徐华水向《中国经济周刊》表示，在治理中着重疏通水利、改造生态环境。李溪建设将与城市景观、生态休闲、防洪等结合起来，打造成永康“最美河流”。

徐华水，因为名字中有一个“水”字，恰好与浙江省提倡的“五水共治”契合，永康人亲切地称呼他为“水哥”。

作为永康的“当家人”，他向《中国经济周刊》栩栩如生描述着永康的“五水共治”战略：“‘五水共治’好比五个手指，治污水是大拇指，抓节水、防洪水、排涝水、保供水是其他四指，分工有别，和而不同，捏起来就是一个拳头。”

实施“全国最严格水资源管理”制度

“治污水”之所以排在“五水共治”第一位，并非没有缘由。

永康是著名的五金之城，土地面积只有1047平方公里，常住人口却有100多万人。近年来，由于五金行业的带动，这个只有百万人口的江南小城GDP多年来在金华市一直保持前三的位次。但是，由于人口密度高，这里人均水资源占有量不足浙江全省平均数的四分之三；亦因为是五金之城，永康的地表水受到了不同程度的污染。

说起工业污染，永康市委副书记、市“五水共治”办公室主任蒋金红并不讳言：“永康不仅仅是工业污染，还有农业污染和生活污染。工业污染大概占40%，农村的农业污染占30%，生活污染占30%。相比之下，工业污染的治理难度更大一些。”

治污的关键在企业。“为治理污水，我们已投入200多万元。”浙江哈尔斯真空器皿股份有限公司副总经理吴国强接受《中国经济周刊》采访时表示，他们通过管道来收集雨水，同时新建一座日处理能力50立方米的废水处理站，建立起两套pH值控制系统，使磷化废水通过沉淀实现达标排放和回收利用，一年可节约用水17万吨，节约水费54万元，并做到工业污水零排放。

除了企业自身的治污，为避免工业生产中排放重金属超标的污水，自2011年以来，永康市提出“全国最严格水资源管理”控用水制度，成为全国首个实行“最严格水资源管理制度”的县级市。

据蒋金红介绍，“最严格水资源管理制度”下，永康范围内凡是用水大的项目在审批前期都要进行水资源论证，重点行业和用水大户进行节水监管，严格控制不合理的用水需求。

为此，永康还建立了以考评水资源管理目标实现与否的考核指标。“主要选取用水总量、万元工业增加值用水量、万元GDP用水量、农田灌溉水有效利用系数和重要水功能区达标率5个指标，具体考核目标主要依据浙江省下达的指标，经市政府确认后实施。”

因为这项考核机制，2011年12月，永康市被国家水利部确定为全国最严格水资源管理制度实施的两个县级试点城市之一，同时也是浙江省水利厅的试点。

向20条黑臭河“亮剑”

永康上报了20条黑臭河，并向金华市立下军令状：一年消灭黑臭，两年提水质，三年可游泳。

治理黑臭河的关键是“截污纳管”，即把污水收集起来，通过接入敷设在城镇道路下的污水管道系统送到污水厂进行处理。永康市水务局局长陈琦告诉《中国经济周刊》，从污水厂的选址、立项、建设、运行，做好这个项目，一般需要三年左右的时间。

陈琦坦言，对他们来说，最难的、工程量最大的就是管道的铺设和污水厂的建设。这些工程耗费的时间相对比较长。

酥溪是永康市确定的20条黑臭河之一。酥溪流经永康经济开发区兰街、长恬、曹园、夏溪等9个村，长度5.7公里。而永康经济开发区工业企业众多，外来人口逾15万人，环境保护压力较大，黑臭河整治任务尤为繁重。

在酥溪经济开发区河段，从永康经济开发区九鼎桥往下看，酥溪中淤泥、垃圾已被清理，河道宽敞，溪水较浅。河道一边已砌起3公里多的驳岸；另一边沿溪道路已铺埋了2公里长的污水管网。

“我们在两个月前开始清淤，目前已清理约3公里。”永康经济开发区工作人员陈永山告诉记者，实现截污纳管后，消除了污染源，酥溪黑臭河这个“仗”才算彻底打赢。

兰街村村民李绍良已经十几年没见过酥溪这么热闹了，每天听着挖掘机突突的响声，看着工地上忙碌的工人，他相信不久这里将发生改变。

以前的酥溪，在李绍良的记忆中，清澈见底，两岸树木繁茂。“每逢夏天，我和小伙伴们都喜欢到溪里捉鱼摸螺蛳、游泳嬉戏，童年时光让人难以忘怀。”但是，不知何时，桥头有了养鸡场、垃圾场，天热的时候恶臭阵阵。

“经过前段时间的整治，这里干净多了，水质明显变好。听说还要砌岸，希望能保留原生态的沿溪树木，让我们饭后也有个散步的去处。”李绍良说出了自己的期盼。

篇5：城市河涌污染治理相关技术研究

1.1 受污染河涌的共同特点

随着具有自净能力的水环境中存在更多的大容量的污染物, 溶解氧浓度降低, 或出现溶解氧浓度甚至为零的情况, 水体发黑发臭, 水体富营养化, 鱼类和其他水生生物物种锐减, 甚至灭绝, 原水体生态平衡已受到严重破坏, 水体和原有的功能下降甚至丧失。

1.2 城市河涌整治目标

城市河涌污染的情况主要的是黑水抽水, 目前河涌治理也将此作为政治目标, 所以, 关键就在于将河涌的水质尽量改善至原本水质, 这样就能恢复水质本身的净化功能, 只有良好的水质环境, 才能让城市有一个健康的生态环境。

对于河涌治理技术而言, 国内国外都投入了相当大的精力、人力和财力, 而且在研究河涌治理技术的过程中结合了许多相关的生物环境工程技术。随着国外对于城市河水污染治理的重视, 许多国外对于河涌治理技术的研究开始不断增加, 而且也研究出了许多比较可行的治理技术。

2 河涌污染控制技术概要

2.1 物理方法

2.1.1 人工氧气。

河流受到有机污染物的污染后, 会使微生物受到损失, 这样一来, 导致有机氧过多而没有微生物进行分解, 那么, 河涌内的溶氧能力下降, 水质逐渐恶化。而人工氧气的方法, 也就是在河道内进行曝氧, 能够使河内氧气增多, 减少水体污染。在德国富尔达河, 上海的遂宁市浦江和苏州河曾经被使用过人工氧气。

2.1.2 引水。

顾名思义, 就是将清洁的水资源引入受污染的水域中, 将污染物进行稀释和冲刷, 这样也能有效的减轻污染, 但是还不能彻底将污染杜绝。

2.1.3 机械除藻。

水体中蓝藻的大量繁衍也是污染源的一种, 而且还是比较严重的, 目前采用的是机械除藻技术, 减少蓝藻数量, 改善水体污染情况。

2.1.4 底泥疏浚。

这是水体污染常用的方法之一, 是解决内源性磷污染释放的重要措施。这种措施的实施, 让有机污染物和重金属更多的集中在表层的污泥中, 污染物可以被有效清除, 改善水质。

2.2 化学方法

2.2.1化学除藻。控制藻类生长是控制湖泊富营养化的快速有效的方法, 目前已被广泛使用。藻类作为一个严重的水体富营养化的主要原因, 要做好河流应急措施。化学方法的除藻效果确实十分明显, 但是, 化学物质中也存在很多的有害物质, 对水体生物有着致命的伤害, 虽然除藻效果好, 但是对水体生物的伤害会再次发生污染。

2.2.2河絮沉淀技术。特别是对底泥磷的释放控制有一定的效果。磷的存在的形态直接影响磷的释放 (磷铝是更容易释放) , 而且还与温度、溶解氧浓度、p H值、泥水界面中的干扰有关系。

化学方法通常是有效的, 但是还具有容易形成二次污染, 运行成本较高等缺点。

3 国内的河涌控制技术研究

3.1 水产修复项目

大多数水生高等植物的根系发达, 能吸收水中营养物质和有害物质, 而根部也有大量的异养微生物, 通过微生物同化和异化除去有机污染物。许多研究表明, 适当种植水生植物在水中可以吸收大量的水污染, 去除氮, 磷等营养成分, 降低了水体的营养负荷, 大大提高了水质。因此, 河岸植被的恢复受到水污染河流的专家和学者越来越多的关注。

水生植被对水体的治理有着重要的作用, 除了能够改善水质, 减少水污染的程度, 对于水体的净化功能大有帮助, 而且, 水生植被的恢复还能够改善城市的环境, 起到了绿化水体和环境的作用。水生植被的恢复受到社会各界的广泛关注。目前, 研究的热点主要集中在水生植物的去污染和承受污染能力的研究, 以及植物生物床结构等水力条件的能力。

3.2 微生物修复

微生物修复技术主要是通过微生物对水体的作用, 生活水环境的有益微生物, 使河流达到最高恢复水平, 以恢复其原有的自净能力, 使污染物降解成水、二氧化碳或人工制造转换成非有害物质。微生物的不同种群, 有着不同的生长条件, 所以对水质有着很大的影响。通过定量给料, 利用特殊的生物细菌, 可以在水中降解污染物, 直接向水体的生物增加数量对修复河流也有帮助, 可以促进自然微生物降解的功能。

微生物以净化水体为主体比比皆是, 在受污染的水域中, 能够起到恢复水质的作用。虽然, 我国对于河涌处理的技术研究投入了越来越多的关注和资金, 但是, 我国对于河涌处理技术的研究还不够成熟, 特别是对于微生物修复技术而言, 仍然还不够成熟, 具体表现在:第一、对于河涌污染治理的生物菌成分以及结构的研究还不够成熟;第二、对于河涌之中微生物促进生长剂的相关研究还不够完善;第三、对于微生物修复技术中投菌技术的条件也没有得到改善。

参考文献

[1]吴锦尧.水体污染治理存在的问题与对策[J].水利学报, 2011, (5) :17-21.

[2]祝文坤.河流污染治理中的主要措施[J].环境保护, 2011, (4) :12-14.

篇6：黑臭河涌治理方案

1城市黑臭水体治理技术体系

在水污染治理的过程中, 城市黑臭水体的治理是一个热点, 对于城市黑臭水体治理方法主要有物理修复、污泥疏浚、化学修复、河道曝气、生物修复等。城市黑臭水体的表现都是水体发黑发臭, 但是致黑致臭的原理却不尽相同。这就导致了城市黑臭水体的治理不像其他污水治理的那么有章可循。治理城市黑臭水体时不能仅仅关注短期的治理效果, 应将眼光放长远, 将水质长期改善作为终极目标, 选择适当的治理技术, 从长远角度出发对城市黑臭水体进行治理, 确保治理后水质能够长期保持稳定达标。

对于黑臭水体的治理还应采用合理的技术路线, 制定科学有效的治理方案, 从而保证对污染源进行有效的控制, 对黑臭水体的根本性治理。另外还需要采取补水活水和生态恢复的措施来进一步的净化水质, 促进水体的长期改善和稳定达标。由此, 根据治理技术路线便可以将黑臭水体的治理技术分为五大类, 即外源减排技术、内源控制技术、水质净化技术、补水活水技术和生态恢复技术。

2黑臭水体治理, 水质长效改善的技术原则

城市黑臭水体的治理过程中首先要始终坚持“因地制宜、综合措施、技术集成、统筹管理、长效执行”的原则, 其次要根据相应的情况做好有针对性的治理, 采取有针对性的措施, 例如根据水体污染程度、污染原因以及污染阶段的不同采取相应的治理措施, 根据水质特征、治理目标和不同阶段的不同也可以采用不同的综合技术。虽然在治理水质和改善水质上的方法有所不同, 但是都能够很好的将黑臭水问题进行有效的治理, 并且能够有效的保持水质的长效改善。

另外, 在选择城市黑臭水体的治理技术的时候, 技术人员要遵循“适用性、全面性、经济性和安全性”的原则。首先在治理城市黑臭水体时应该选择使用成熟可靠的技术, 而不是只是一味的追求“首创和新颖”;其次, 在选择治理技术时, 不能只是单方面的短期改善水质, 还需要对采用合理有效的技术手段确保黑臭水体改善长期和持久, 从而实现对黑臭水体的根本性改变;再次, 对于治理技术的选择还需要选择经济可行的技术, 促进水质向好的方向改善;最后是技术的安全性, 治理人员需要考虑技术实施以后对水环境和区域水生生态和陆生生态的不利影响, 严防二次污染的发生, 例如:在向水体投加化学药剂和生物药剂的时候要保持高度谨慎, 确保不会对生态环境造成影响。

3有关城市黑臭水体的治理与长效改善技术实施的体现

对于城市黑臭水体的治理来水, 在不同的阶段、不同的治理目标都会导致治理技术措施的选择会有所不同, 如果根据黑臭水体的污染程度以及治理目标来看, 城市黑臭水体的治理主要分为三个不同的阶段, 主要是应急治理阶段、水质改善阶段、长效保持阶段。对于应急阶段来说, 需要控制外来物对水体的污染, 如通过采用絮凝剂等药剂来加速的去除污染物, 通过底泥清淤将水体的中的污染物移除或者是通过对地表水或者是再生水的补充来将污染不断的稀释, 以至于在较短的时间内就能够治理黑臭现象。 水质改善的阶段是建立在应急处理措施之上的, 在黑臭已经缓解以后通过放入植物或者是人工曝气的措施来不断的净化水质, 并向那些滞留型水体、封闭和半封闭型水体中投入底质改良剂来不断的降低内源污染的负荷。另外, 在黑臭水体治理以后, 可能会存在着黑臭水体再度复原的情况, 更有甚者会导致污染更加严重, 因此, 为了保证水质能够得到有效的管理, 确保水质能够保持改善后的长期性就需要采取必要的措施来控制水质。除此之外, 还需要在维护管理水体的时候, 加强水体周边环境的控制, 禁止周边的居民将生活中的垃圾倒入到水体中, 同时也要做好相关水体的清理, 防止水体再度黑臭。

4结语

综上所述, 城市黑臭水体的治理是一个比较复杂的系统工程。为了保证城市黑臭水体治理的科学、合理、有效就需要避免出现问题才治理的情况的发生, 而是采取适当的措施对城市水体进行综合的治理, 从而有效的对城市黑臭水体进行科学的治理。另外, 在治理城市黑臭水体的过程中不应该忽视黑臭水体的形成原因以及治理后长期保持改善水质的情况, 除此之外, 还需要建立长效的机制来进一步的保障城市水体水质得到不断的有效管理。

参考文献

[1]胡洪营, 赵文玉, 李轶, 等.面向景观回用的污水处理厂工艺优化与水质安全保障成套技术研究与示范[J].给水排水, 2012, 38 (10) :23-27.

[2]胡洪营, 席劲瑛, 孙艳, 等.城市黑臭水体形成机制、评价方法和治理技术[J].水工业市场, 2015, (7) .

篇7：黑臭河涌治理方案

关键词：内河黑臭,水体修复,底泥治理,沉积型微生物燃料电池

1 研究背景与内河黑臭机理

当今城市经济迅速发展, 人民生活水平日益提高, 但同时也出现了一些环境问题。不经处理的工厂废水、农业废水、生活污水直接排入城市内河, 导致内河出现了以黑臭为典型特征的水污染问题, 由此引起水处理领域学者对河道黑臭问题的思考与研究。采用微生物燃料电池技术对城市黑臭底泥进行修复, 是近十多年发展起来的新途径。2004年, 美国宾夕法尼亚大学的Logan[1]首次将微生物燃料电池 (Microbial Fuel Cells, MFCs) 应用于废水处理, 这一处理技术受到了国内外学者的广泛关注。若对底泥进行搬运, 会使修复成本高昂, 因此提出一种新的原位修复技术———沉积型微生物燃料电池 (Sediment Microbial Fuel Cell, SMFC) 生物修复技术。

大量研究表明, 缺氧条件下有机物腐败是水体发黑、产生臭味的主要机理[2]。大量有机污染物排入水体后, 在好氧微生物的生化作用下, 水体中氧气被大量消耗, 使得河道上覆水和泥水界面以及底泥呈缺氧状态, 加上城市河道流速普遍较缓, 为厌氧细菌大量繁殖提供了较好条件, 而厌氧微生物分解有机物产生大量的臭味气体, 致使水体呈黑臭状态[3]。

2 沉积型微生物燃料电池工作原理

沉积型微生物燃料电池的作用原理如图1所示。SMFC阴极半暴露于空气半置于水体中, 阳极埋入一定厚度的沉积物中, 并通过导线与外电路相连。在阳极部分, 内河沉积物中的有机物作为厌氧微生物的养分在细胞内被氧化分解, 而产生的电子 (e-) 和质子 (H+) 被运出细胞外。电子到达极板后, 通过导线从阳极沿外电路传递至阴极, 并与阴极中的电子接受体和由阳极产生传递来的质子相结合, 作为电子接受体的氧气 (O2) 被还原生成水 (H2O) 。在此产电过程中, 产电微生物会逐渐附着在极板上, 同时提高阳极厌氧微生物的氧化分解能力, 降解底泥中的有机物, 去除了底泥中的黑臭物质, 实现黑臭底泥的原位修复, 也在一定程度上改善了上覆水的水质[4]。

3 主要影响因素

3.1 阳极

阳极是微生物燃料电池的核心, 沉积物在阳极室产电微生物的还原作用下被分解, 释放出电子和质子。阳极室底物反应速率与产物的传质阻力就成为限制微生物燃料电池功率输出的关键因素。

与银、铝、镍、不锈钢等电极材料相比, 碳具有较好的电子传递性能[5], 因此, 沉积型微生物燃料电池阳极通常采用碳材料, 最常见的为石墨阳极与石墨纤维阳极。碳材料类型丰富, 可被制成多种形态、结构的电极, 不同性质的碳材料产电性能差异较大。Scott等人通过对碳布、碳纸、泡沫碳、石墨、网状玻璃态碳作为阳极时装置的产电性能的测试, 发现比表面积最高的泡沫碳的最大输出功率是比表面积相对较小的碳布和石墨的2倍, 因此认为阳极材料比表面积是一个重要影响因素。同时, Hong等人[7]在对石墨极板进行打孔增大其比表面积的对比试验后, 也证明了这一观点。

阳极p H对微生物代谢活性有较大影响, 阳极碱性可抑制产甲烷同时有利于微生物代谢[8], 提高对有机物的氧化分解速率, 因此阳极碱性、阴极酸性更有利于SMFC系统产电[9]。

3.2 阴极

在阴极中, 限制阴极反应的主要因素是阴极电子接受体 (浓度、类型) 、电极材料、催化剂类型及其表面积。氧 (溶解氧和空气氧) 是SMFC中最常用的电子受体, 但氧分子参与的阴极反应活化能较高, 使得在不加催化剂的条件下难以满足系统产电的需要;其他的电子受体, 如铁氰化物和高锰酸盐, 虽被认为是良好的电子受体, 但不适用于原位修复。

在电极材料方面, 最常用的是碳布或碳板, 但是碳布或碳板的产电效率较低。在电极材料中加入Pt作为催化剂可极大地降低电子接受反应的活化能, 但成本较高, 寻找新型的阴极催化剂是解决这一问题的关键。以Mn Ox等作为Pt催化剂的替代品, 可提高阴极MFC体系的体积功率密度, 加速阴极氧化还原反应。潘丹云等人[10]通过Mn O2-r-GO修饰阴极提高了SMFC体系的产电性能和底泥有机质去除效果。

某些微生物有能力利用阴极作为电子供体的来源, 成为一种生物催化剂, 这种催化剂的潜在好处是减少硝酸盐或氯代有机物等污染物[11]。此外, 相对于金属催化剂, 生物催化剂的成本、性能和兼容的操作条件可能更适合沉积型微生物燃料电池的实际应用条件。

3.3 传质

在沉积物的传质过程中, 最主要的两个就是电子传递到阳极板上和底物被微生物吸收前进行的传质。在SMFC体系中, 阳极底泥的性质、运行的温度以及对沉积物的预处理均可直接影响阳极传质速率的快慢。从SMFC运行情况来看, 提高阳极传质速率有利于增强系统的产电性能, 成为SMFC研究的重点之一。Hong等人[7]在5个多月的运行周期结束后, 测得只有闭路条件下且位于阳极附近区域 (距阳极板小于1 cm) 有机质含量有明显下降, 而开路条件下的远离阳极区域 (阳极板正下方3 cm) 则基本没有变化。该实验结果表明传质的限制是影响SMFC性能的重要因素之一。Li[12]等人采用三层阳极并排 (间距2 cm) 插入沉积物中来减小沉积物与阳极极板的间距, 在6个月的运行周期结束后, 检测在3个阳极板的影响范围内, 总石油烃的降解率达到36%, 验证了这一结论。

除了传质效率以外, 在SMFC的运行温度、极板间距、溶解氧的浓度及微生物种类等都会影响SMFC的输出功率密度和有机物降解效率。

4 研究进展

SMFC是一种集降解有机物和产电为一体的创新性水体修复处理与能源回收技术, 为了提高微生物燃料电池的产电和底物净化性能, 有关研究集中在反应器结构的改进和新型高效电极材料 (阳极材料, 阴极材料) 以及传质效率等方面的研究。

He等人[13]对反应器的结构进行了改进, 制备了网状玻璃碳旋转阴极, 旋转的阴极类似于一个表面曝气装置, 加入旋转阴极的电池的水体中溶解氧质量浓度从0.4 mg/L增加到1.6 mg/L, 装置的输出功率也从29 m W/m2增大到49 m W/m2, 提高了69%。在实际应用中, SMFC的阴极可以通过水流的带动或者电机的驱动旋转, 将空气中的氧气带入水中, 使阴极附近区域的溶解氧浓度保持在比较高的水平, 以提高氧还原速率。但是, 在SMFC中过量的氧气会造成电子传质阻力的增大, 导致其输出功率增长不明显甚至下降, 因此合适的阴极转速是装置结构得以优化的前提。Hong等人[7]认为产电性能与有机物降解效率密切相关, Morris和Jin等人[2]研究发现应用SMFC电池后总多环芳烃污染沉积物明显减少, SMFC电池对污染沉积物降解效率比自然生物降解高出12倍, 他们指出该研究的重点应该是利用SMFC技术, 促进沉积物的生物降解, 发电是有机物降解的并发进程, 而不是主要的研究目的。

Hong等人[14]研究表明电流输出的功率密度主要取决于阴极和温度, 但其都属于不可控因素, 与所处环境密切相关。因此他们讨论了在某一特定区域的可控因素, 包括阴阳极比表面积、外部负载、极板间距等。在针对外部负载分别为10Ω, 100Ω, 1 000Ω的燃料电池的研究中, 发现100Ω时能获得最小的内阻和最高的有机物去除效率, 而当1 000Ω时却能得到最大的功率密度, 这是由于SMFC的外部负载能够调节阳极电位, 而合适的阳极电位能够在电极还原动力和潜在的能量增益中找到平衡点。对于阴阳极板间距的测试中, 当极板间距从12 cm变化至100 cm时, 由于欧姆损失的增加, 电流随之下降, 若使用石墨极板并且没有任何结构上的改变, 建议在保持溶解氧充分的前提下阴极尽可能接近阳极。

Park等人[15]为克服电子传质的阻力, 通过在阳极加入中性红电子介体, 促进电子传递到阳极, 电流由0.4 m A提高至3.5 m A, 并发现中性红对阳极产电微生物的生长情况有一定影响。Schamphelaire等人[16,17]把植物和SMFC结合构建反应堆, 利用植物的根际沉积特性以提高其传质效率。结果显示, 与植物联合作用的SMFC输出功率是不加入植物的SMFC的7倍, 主要原因是植物根部的运输作用将周围的有机物持续地供给阳极微生物。

将微藻与MFC技术结合构建微藻生物型阳极, 可实现其对太阳能进行能量综合转化, 藻菌协同产电。在光合作用下, 微藻产生有机物供给异养产电微生物进行氧化分解, 使得MFC通过这种藻菌作为传递链的方式进行产电, 增加了产电方式的多样性。因此, 可考虑在富营养水体中, 利用水体中的藻类加强SMFC的产电过程。

5 结语

1) 沉积型微生物燃料电池的工作原理与微生物燃料电池类似, 反应器结构比MFC更简易, 是各种类型的微生物燃料电池中综合性能最优, 且最有可能在短期内取得突破投入到实际应用的一种。

2) 沉积型微生物燃料电池用于治理黑臭底泥的优势有:通过降解沉积物获取电能, 可为远程监测仪器提供电能;不需要投加电子受体、供氧剂或微生物, 而是直接利用底泥中的土著微生物, 以电极作为电子受体, 可原位修复沉积物。在修复过程中, 使沉积物的氧化还原电位发生正移, 以抑制硫还原和降低产甲烷微生物的活性, 从而能有效地控制和消除内河水体黑臭问题, 改善河流水环境。