城市河道水體黑臭是一種生物化學現象。當城市河流不受汙染時，河流耗氧量與複氧耗氧量大致相等，當受到汙染時，對有機分解時的耗氧速度遠遠大於複氧速度，從而產生缺氧情況，對有機物降解速也會減慢，甚至降解不完全。在降解過程中，厭氧微生物分解有機物時，會產生 H2S、NH3、硫醇等物質，這些物質會產生臭味。與此同時河道中水體的硫化物與被還原的鐵錳元素反應形成 FeS、MnS 等黑色物質。
1、黑臭水治理項目概述
邯鄲黑臭水問題已愈發嚴重，本次治汙項目所需設備均為山東中僑啟迪環保裝備有限公司，處理水量範圍在80—300m3/d，處理工藝為A2O工藝，處理設備為一體化汙水處理設備，出水標準達到了一級B標準。
A2/0工藝是Anaerobic-Anoxic-0xic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A20生物脫氮除磷工藝是傳統活性汙泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。
該工藝處理效率一般能達到: BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用於要求脫氮除磷的大中型城市汙水廠。但A2/0工藝的基建費和運行費均高於普通活性汙泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理後的汙水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。
A20生物脫氮除磷係統的活性汙泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細菌將入流中的氨氮及有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉化成硝酸鹽;在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的;在厭氧段，聚磷菌釋放磷，並吸收低級脂肪酸等易降解的有機物; 而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，並通過剩餘汙泥的排放，將磷除去。
該工藝在好氧磷工藝(A/0)中加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，該工藝同時具有脫氮除磷的目的。
工藝特點:
（1）汙染物去除效率高，運行穩定，有較好的耐衝擊負荷。
（2）汙泥沉降性能好。
（3）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。
（4）脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流汙泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。
（5）在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少於同類其他工藝。
（6）在厭氧一缺氧一好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小於100，不會發生汙泥膨脹。
（7）汙泥中磷含量高，一般為2.5%以上。
2、黑臭水體成因
城市黑臭水的產生是由各種各樣的原因所導致的。從外源汙染角度來看，大量汙染物直接進入河流，造成河流水體變黑、變臭，這是導致水體變黑、變臭的最根本原因。
外源汙染因素：1）工業汙水處理後但並未達標就直接排放進入河流中；2）部分區域管網不全、管網破損等導致生活汙水的直接排放；3）當雨水衝刷部分農業土壤，土壤中含有的有機物和 N、P 元素進入河道中；4）補水的水源存在汙染物濃度超標；5）大氣降塵所帶來的一些 N、P 元素進入。6）無機汙染是水體黑化的重要汙染物之一，無機汙染物對水體黑化的主要貢獻在於重金屬鐵和錳的汙染。如果排入河流的汙水中的鐵、錳含量超標，缺氧水體中過量的鐵、錳元素還原為 Fe2+、Mn2+，並與水中有機汙染物微生物降解產生的硫結合形成黑色顆粒物 FeS 和 MnS，導致水體發黑。當大量汙染物進入河流時，水中溶解氧大量逍耗，使水體成為厭氧。厭氧微生物經過一係列的生化反應產生黑色和有氫味的物質，使水變黑和變臭。
內源汙染因素：1）沉積在河道中的底泥會造成底泥汙染，底泥是河道中的一個不可缺少的組成部分，懸浮於水的上層可能會導致有機汙染物和無機物的濃
度增加。2）冬季種植在濕地中的植物，缺少管理，可能存在植物吸收的汙染物會重新進入水中，導致汙染物的濃度增加、水體逐漸變黑、發臭。
其他外部因素：1）生活汙水和工業冷卻水也是構成水體變黑、變臭的原因之一，形成熱源汙染。水溫的逐漸升高，水體中的微生物和藻類活性增大，其對水體中有機物、N 及 P等汙染物分解的速率也同時加快，水體中的含氧量也隨之減少，從而導致水體黑臭情況發生。2）河道水動力不足，水量少、水流流速緩慢也是導致自然水體變黑、變臭的原因。
3、黑臭水體致黑原理
目前，導致城市黑臭水變黑原因可分為以下三點：1）在缺氧條件下，水中的鐵和錳元素還原為 Fe2+ 和 Mn2+，並與水中的硫化物反應，形成帶負電荷的膠體，如 FeS 和 MnS。當這些帶負電荷的膠體沉到河底或附著在懸浮的固體顆粒上時，漂浮在水麵上會使水呈現黑色。2）當水中含硫物質達到一定的汙染負荷時，河水在 7 ～ 13d 內變黑。含硫物質會使原來的黑水體變更深。3）水中的不溶物和溶解在水中的有色有機化合物也會加深原來變黑的水的顏色。
通過黑臭水體治理項目的推廣、引領和帶動作用，可充分帶動全國範圍內的環境治理項目，促進各個流域水環境汙染物的削減，有效推進綠色發展、循環發展、低碳發展，形成節約資源和保護環境的空間格局、產業結構、生產方式、生活方式，提高“節能減排”綜合實效，提升區域經濟圈內的城鎮、農村環境狀況，改善水體質量，對吸引外資，開發當地資源，發展工業、農業、旅遊業，帶動經濟發展起到推動的作用。
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