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城市黑臭水体整治技术

2018-03-13

城市黑臭水体整治技术的选择应遵循“适用性、综合性、经济性、长效性和安全性”原则。回顾国内外城市黑臭水体治理的实际工程案例,可以发现,城市黑臭水体整治可以采用的技术措施非常多,技术原理和应用形式也各不相同。《黑臭水体整治工作指南》根据各种技术的功能将其划分为四类。

控源截污技术

★截污纳管

适用范围

从源头控制污水向城市水体排放,主要用于城市水体沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排放口、合流制污水系统沿岸排放口等永久性工程治理。

技术要点

截污纳管是黑臭水体整治最直接有效的工程措施,也是采取其他技术措施的前提。通过沿河沿湖铺设污水截流管线,并合理设置提升(输运)泵房,将污水截流并纳入城市污水收集和处理系统。对老旧城区的雨污合流制管网,应沿河岸或湖岸布置溢流控制装置。无法沿河沿湖截流污染源的,可考虑就地处理等工程措施。严禁将城区截流的污水直接排入城市河流下游。实际应用中,应考虑溢流装置排出口和接纳水体水位的标高,并设置止回装置,防止暴雨时倒灌。

限制因素

工程量和一次性投资大,工程实施难度大,周期长;截污将导致河道水量变小,流速降低,需要采取必要的补水措施。截污纳管后污水如果进入污水处理厂,将对现有城市污水系统和污水处理厂造成较大运行压力,否则需要设置旁路处理。

★面源控制

适用范围

主要用于城市初期雨水、冰雪融水、畜禽养殖污水、地表固体废弃物等污染源的控制与治理。

技术要点

可结合海绵城市的建设,采用各种低影响开发(LID)技术、初期雨水控制与净化技术、地表固体废弃物收16集技术、土壤与绿化肥分流失控制技术,以及生态护岸与隔离(阻断)技术;畜禽养殖面源控制主要可采用粪尿分类、雨污分离、固体粪便堆肥处理利用、污水就地处理后农地回用等技术。

限制因素

工程量大,影响范围广;雨水径流量及径流污染控制需要水体汇水区域整体实施源头减排和过程控制等综合措施,系统性强,工期较长;工程实施经常受当地城市交通、用地类型控制、城市市容管理能力等因素制约。

内源治理技术

★垃圾清理

适用范围

主要用于城市水体沿岸垃圾临时堆放点清理。

技术要点

城市水体沿岸垃圾清理是污染控制的重要措施,其中垃圾临时堆放点的清理属于一次性工程措施,应一次清理到位。

限制因素

城市水体沿岸垃圾存放历史较长的地区,垃圾清运不彻底可能加速水体污染。

★生物残体及漂浮物清理

适用范围

主要用于城市水体水生植物和岸带植物的季节性收割、季节性落叶及水面漂浮物的清理。

 

技术要点

水生植物、岸带植物和落叶等属于季节性的水体内源污染物,需在干枯腐烂前清理;水面漂浮物主要包括各种落叶、塑料袋、其他生活垃圾等,需要长期清捞维护。

限制因素

季节性生物残体和水面漂浮物清理的成本较高,监管和维护难度大。

★清淤疏浚

适用范围

一般而言适用于所有黑臭水体,尤其是重度黑臭水体底泥污染物的清理,快速降低黑臭水体的内源污染负荷,避免其他治理措施实施后,底泥污染物向水体释放。

技术要点

包括机械清淤和水力清淤等方式,工程中需考虑城市水体原有黑臭水的存储和净化措施。清淤前,需做好底泥污染调查,明确疏浚范围和疏浚深度;根据当地气候和降雨特征,合理选择底泥清淤季节;清淤工作不得影响水生生物生长;清淤后回水水质应满足“无黑臭”的指标要求。

限制因素

合理控制疏浚深度,过深容易破坏河底水生生态,过浅不能彻底清除底泥污染物;高温季节疏浚后容易导致形成黑色块状漂泥;底泥运输和处理处置难度较大,存在二次污染风险,需要按规定安全处理处置。

生态修复技术

★岸带修复

适用范围

主要用于已有硬化河岸(湖岸)的生态修复,属于城市水体污染治理的长效措施。

技术要点

采取植草沟、生态护岸、透水砖等形式,对原有硬化河岸(湖岸)进行改造,通过恢复岸线和水体的自然净化功能,强化水体的污染治理效果;需进行植物收割的,应选定合适的季节。

限制因素

工程量较大,工程垃圾处理处置成本较高;可能减少水体的亲水区,降雨或潮湿季节,岸带危险性可能增加;生态岸带植物的收割和处理处置成本较高、维护量较大。

★生态净化

适用范围

可广泛应用于城市水体水质的长效保持,通过生态系统的恢复与系统构建,持续去除水体污染物,改善生态环境和景观。

技术要点

主要采用人工湿地、生态浮岛、水生植物种植等技术方法,利用土壤-微生物-植物生态系统有效去除水体中的有机物、氮、磷等污染物;综合考虑水质净化、景观提升与植物的气候适应性,尽量采用净化效果好的本地物种,并关注其在水体中的空间布局与搭配;需进行植物收割的,应选定合适的季节。

限制因素

应用生态净化技术要以有效控制外源和内源污染物为前提,生态净化措施不得与水体的其他功能冲突;生态净化措施对严重污染河道的改善效果不显著;植物的收割和处理处置成本较高。

 

★人工增氧

适用范围

作为阶段性措施,主要适用于整治后城市水体的水质保持,具有水体复氧功能,可有效提升局部水体的溶解氧水平,并加大区域水体流动性。

技术要点

主要采用跌水、喷泉、射流,以及其他各类曝气形式有效提升水体的溶解氧水平;通过合理设计,实现人工增氧的同时,辅助提升水体流动性能;射流和喷泉的水柱喷射高度不宜超过 1 米,否则容易形成气溶胶或水雾,对周边环境造成一定的影响。

限制因素

重度黑臭水体不应采取射流和喷泉式人工增氧措施;人工增氧设施不得影响水体行洪或其他功能;需要持续运行维护,消耗电能。

其他手段

★活水循环

适用范围

适用于城市缓流河道水体或坑塘区域的污染治理与水质保持,可有效提高水体的流动性。

技术要点

通过设置提升泵站、水系合理连通、利用风力或太阳能等方式,实现水体流动;非雨季时可利用水体周边的雨水泵站或雨水管道作为回水系统;应关注循环水出水口设置,以降低循环出水对河床或湖底的冲刷。

限制因素

部分工程需要铺设输水渠,工程建设和运行成本相对较高,工程实施难度大,需要持续运行维护;河湖水系连通应进行生态风险评价,避免盲目性。

★清水补给

适用范围

适用于城市缺水水体的水量补充,或滞流、缓流水体的水动力改善,可有效提高水体的流动性。

技术要点

利用城市再生水、城市雨洪水、清洁地表水等作为城市水体的补充水源,增加水体流动性和环境容量。充分发挥海绵城市建设的作用,强化城市降雨径流的滞蓄和净化;清洁地表水的开发和利用需关注水量的动态平衡,避免影响或破坏周边水体功能;再生水补水应采取适宜的深度净化措施,以满足补水水质要求。

限制因素

再生水补源往往需要铺设管道;需加强补给水水质监测,明确补水费用分担机制;不提倡采取远距离外调水20的方式实施清水补给。

★就地处理

适用范围

适用于短期内无法实现截污纳管的污水排放口,以及无替换或补充水源的黑臭水体,通过选用适宜的污废水处理装置,对污废水和黑臭水体进行就地分散处理,高效去除水体中的污染物,也可用于突发性水体黑臭事件的应急处理。

技术要点

采用物理、化学或生化处理方法,选用占地面积小,简便易行,运行成本较低的装置,达到快速去除水中的污染物的目的;临时性治理措施需考虑后期绿化或道路恢复,长期治理措施需考虑与周边景观的有效融合。

限制因素

市场良莠不齐,技术选择难度大;需要费用支持和专业的运行维护;部分化学药剂对水生生态环境具有不利影响。

★旁路治理

适用范围

主要适用于无法实现全面截污的重度黑臭水体,或无外源补水的封闭水体的水质净化,也可用于突发性水体黑臭事件的应急处理。

技术要点

在水体周边区域设置适宜的处理设施,从污染最严重的区段抽取河水,经处理设施净化后,排放至另一端,实现水体的净化和循环流动;临时性治理措施需考虑后期绿化或道路恢复,长期治理措施需考虑与周边景观的有效融合。

限制因素

需要费用支持和专业的运行维护。

 

 

来源/《城市黑臭水体整治工作指南》

编辑/郝晓伟

 

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