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黑臭水體形成的原因及治理思路
2020年08月25日
一、黑臭水體的定義
一是明確范圍為城市建成區(qū)內(nèi)的水體,也就是居民身邊的黑臭水體;二是從“黑”和“臭”兩個方面界定,即呈現(xiàn)令人不悅的顏色、散發(fā)令人不適氣味的水體(以百姓的感觀判斷為主要依據(jù))。
根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》,黑臭等級可劃分為輕度黑臭和高度黑臭兩種。透明度低于25厘米、溶解氧低于2毫克/升、氧化還原電位-200到50毫伏,氨氮指標不高于8毫克/升,可視為輕度黑臭;透明度低于10厘米、溶解氧低于0.2毫克/升、氧化還原電位低于-200毫伏、氨氮指標高于15毫克/升,可視為重度黑臭。劃分等級的目的是為城市黑臭水體整治優(yōu)先順序以及年度計劃制訂提供參考,同時也為整治效果評估提供重要依據(jù)。
二、水體發(fā)生黑臭的主要原因
一是外源有機物和氨氮消耗水中氧氣。城市水體一旦超量受納外源性有機物以及一些動植物的腐殖質(zhì),如居民生活污水、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工污染物等,水中的溶解氧就會被快速消耗。當溶解氧下降到一個過低水平時,大量有機物在厭氧菌的作用下進一步分解,產(chǎn)生硫化氫、胺、氨和其他帶異味易揮發(fā)的小分子化合物,從而散發(fā)出臭味。同時,厭氧條件下,沉積物中產(chǎn)生的甲烷、氮氣、硫化氫等難溶于水的氣體,在上升過程中攜帶污泥進入水相,使水體發(fā)黑。
二是內(nèi)源底泥中釋放污染。當水體被污染后,部分污染物日積月累,通過沉降作用或隨顆粒物吸附作用進入到水體底泥中。在酸性、還原條件下,污染物和氨氮從底泥中釋放,厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷及氮氣導致底泥上浮也是水體黑臭的重要原因之一。有研究指出,在一些污染水體中,底泥中污染物的釋放量與外源污染的總量相當。此外,城市河道中有大量營養(yǎng)物質(zhì),導致河道中藻類過量繁殖。這些藻類在生長初期給水體補充氧氣,在死亡后分解礦化形成耗氧有機物和氨氮,而這導致出現(xiàn)季節(jié)性水體黑臭現(xiàn)象并產(chǎn)生極其強烈的腥臭味道。
三是不流動和水溫升高的影響。喪失生態(tài)功能的水體,往往流動性降低或完全消失,直接導致水體復氧能力衰退,局部水域或水層虧氧問題嚴重,形成適宜藍綠藻快速繁殖的水動力條件,增加水華暴發(fā)風險,引發(fā)水體水質(zhì)惡化。此外,水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類殘體分解有機物及氨氮速度,加速溶解氧消耗,加劇水體黑臭。
三、黑臭水體治理的技術(shù)路線
一是外源阻斷技術(shù)。針對缺乏完善污水收集系統(tǒng)的水體,通過建設(shè)和改造水體沿岸的污水管道,將污水截流納入污水收集和處理系統(tǒng),從源頭上削減污染物的直接排放。針對目前尚無條件進行截污納管的污水,可在原位采用高效一級強化污水處理技術(shù)或工藝,快速高效去除水中的污染物,避免污水直排對水體的污染。城市面源污染主要來源于雨水徑流中含有的污染物,其控制技術(shù)主要包括各種城市低影響開發(fā)(如海綿城市)技術(shù)、初期雨水控制技術(shù)和生態(tài)護岸技術(shù)等。
二是內(nèi)源控制技術(shù)。清淤疏浚技術(shù)通常有兩種:一種是抽干湖/河水后清淤;另一種是用挖泥船直接從水中清除淤泥。
三是水質(zhì)凈化技術(shù)。人工曝氣充氧,可以提高水體溶解氧濃度和氧化還原電位,緩解水體黑臭狀況。需要注意的是,化學絮凝法的費用較高,并且產(chǎn)生較多沉積物,某些化學藥劑具有一定毒性,在環(huán)境條件改變時會形成二次污染。人工濕地技術(shù)是利用土壤—微生物—植物生態(tài)系統(tǒng)對營養(yǎng)鹽進行去除的技術(shù),多采用表面流濕地或潛流濕地,濕地植物可選擇沉水植物或挺水植物。生態(tài)浮島是一種經(jīng)過人工建造、漂浮于水面上供動植物和微生物生長、繁衍、棲息的生物生態(tài)設(shè)施,通過構(gòu)建水域生態(tài)系統(tǒng)對水體中的污染物攝食、消化、降解等,實現(xiàn)水質(zhì)凈化。穩(wěn)定塘是一種人工強化措施與自然凈化功能相結(jié)合的水質(zhì)凈化技術(shù),可利用水體沿岸多個天然水塘或人工水塘對污染水體進行凈化。
四是水動力改善技術(shù)。調(diào)水不僅可借助大量清潔水源稀釋黑臭水體中污染物的濃度,而且可加強污染物的擴散、凈化和輸出,對于納污負荷高、水動力不足、環(huán)境容量低的城市黑臭水體治理效果明顯,但對水資源是一種浪費,應盡量采用非常規(guī)水源,如再生水和雨洪利用。
五是生態(tài)恢復技術(shù)。在有條件的地方,要實行區(qū)域限磷或提高污水總磷排放標準。藻類生長人工控制技術(shù)包括各種物理、化學和生物技術(shù)。物理控制技術(shù)包括藻類直接收集和紫外線殺藻等,化學控制技術(shù)包括投加無機或有機抑(殺)藻劑,生物控制技術(shù)包括種植抑藻水生植物或投放食藻魚類等。這些措施一般在應急時采用。
丞海在治理河道水體黑臭現(xiàn)象時提出,有兩個問題需要重點解決:一是黑臭,二是藻類暴發(fā)。這是由治理過程中污染物數(shù)量變化、生物種類和生物數(shù)量變化過程決定的。在水體黑臭階段,水中污染物數(shù)量較多,微生物是這一階段的優(yōu)勢物種。通過治理,水中污染物數(shù)量大幅度降低后,藻類將替代微生物成為新的優(yōu)勢物種,此時水體會表現(xiàn)渾濁甚至藻類暴發(fā)。
四、黑臭水體治理工藝
治理工藝主要由三部分組成。
第一部分為“截污控源”,主要采用將污水收集進入排水管網(wǎng)的方法進行截污,減少進入水體的污染物數(shù)量。
第二部分為“清淤改良”,主要采用機械清淤的方式消除目標區(qū)域的內(nèi)源污染,然后進行河道基底改良。河道基底改良的目的是增大基底對污染物質(zhì)的吸附能力,提高基底生物活性和生物量,為植物吸收和植物根系復氧創(chuàng)造更好的條件,最終可以顯著提高對底泥污染物質(zhì)的礦化作用效果,使污染物質(zhì)被礦化后更好的被植物吸收,最終通過植物收割移出水體。
第三部分是“凈化修復”,采用構(gòu)建多級沉水植物濕地為主,構(gòu)建生態(tài)島、生態(tài)駁岸為輔的方法,實現(xiàn)水質(zhì)進一步凈化并降低水體富營養(yǎng)化程度、抑制藻類生長和暴發(fā),以完成黑臭水體的治理工作。
陜西丞海水務(wù)工程有限公司環(huán)保清淤疏浚水環(huán)境治理水環(huán)境修復資源化利用
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