河道污水处理技术方案

河 道 黑 臭 污 水 处 理 技 术 方 案 有限公司 二零 年 月 第第 1 章章 项目概况项目概况 近年来 随着我国社会经济的快速发展 尤其是城镇工业和人口的迅速发 展 污废水和污染物排放量有了显著的增长 而城市河流一直被人们视为城市 废水和生活污水的主要排污通道和场所 过度的污染直接引起了水体的富营养 化 甚至导致水体发黑发臭 形成城市黑臭水体 完全丧失使用功能 影响景 观以及人类生活和健康 河道污染普遍存在且日益突出 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 党中央 国务院及相关部门对此高度重 视 先后组织指导各地进行黑臭水体摸底排查工作 并发布 国务院关于印发 水污染防治行动计划的通知 国发 2015 17 号 和 城市黑臭水体整治工 作指南 河道水体污染主要是受到污染源的入侵 如天然降雨 大气扬尘 生活垃 圾 沿途各工厂排放等 以及长期积累的河底淤泥及淤泥释放的有害物质 且 水体缺少必要的循环 溶解氧过低 缺少水生动 植物生存的环境 使水体逐 渐失去自净能力 加上河道底泥长期未清 使底泥不断释放分解为 N P 等营 养盐 导致水体富营养化 水体逐渐变绿 产生异味 容易发黑发臭 根据基础资料 本次项目需治理河道污水主要来源于沿途各工厂的污水排 放 其主要成分为 N P 等营养盐及 COD 在系统分析该河道黑臭水体水质水 量特征及污染物来源的基础上 结合环境条件与控制目标 筛选技术可行 经 济合理 效果明显的技术方案 初步确定黑臭水体整治的技术路线 预估所需 的工程措施 工程量 项目总投资 实施周期及水体整治效果 本技术方案主要针对上述河道污水进行处置 因地制宜地选择污水处置药 剂 处置方式 最终确定向水体中加入配制药剂 降低水体中 COD 含量 达 到脱氮除磷效果 并使之絮凝沉淀 河道淤泥经挖掘 适当处置后运往污泥处 置中心或进行综合利用 第第 2 章章 编制基础资料编制基础资料 2 1 编制依据编制依据 2 1 1 国家法律 法规及文件国家法律 法规及文件 1 中华人民共和国环境保护法 2015 年 1 月 1 日 2 中华人民共和国水污染防治法 2008 年 6 月 1 日 3 中华人民共和国大气污染防治法 2016 年 1 月 1 日 4 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 2005 年 4 月 1 日 5 城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策 试行 2 1 2 技术导则 标准及规范技术导则 标准及规范 1 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 18918 2002 2 城市环境卫生设施设置标准 CJJ27 2005 3 大气污染物综合排放标准 GB 16297 1996 4 恶臭污染物排放标准 GB 14554 93 5 地表水环境质量标准 GB 3838 2002 6 地下水质量标准 GB T14848 2017 7 地下水环境监测技术规范 HJ T 164 2004 8 土壤环境质量标准 GB 15618 2008 9 城镇污水处理厂污泥处置分类 GB T 23484 2009 10 一般工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 GB 18599 2001 2 1 3 其他相关文件其他相关文件 1 国务院关于印发水污染防治行动计划的通知 国发 2015 17 号 2 城市黑臭水体整治工作指南 3 国家 省内有关环境保护治理规划 政策及文件 2 2 编制目的编制目的 针对河道内受大气扬尘污染 生活垃圾入侵 各沿途工厂排放等污染源产 生的污废水 根据实验检测数据 结合来源及性质 为河道污水处置选择高效 经济 可行的处理技术 制定安全防护计划 并作出科学合理的成本测算 指 导处置工程技术的实施 2 3 编制原则编制原则 根据住房城乡建设部 2015 年印发的 城市黑臭水体整治工作指南 中关于 黑臭水体整治方案编制的原则性要求 城市黑臭水体的整治应按照 控源截污 内源治理 活水循环 清水补给 生态修复 管理建设 的基本技术路线具体 实施 其中控源截污和内源治理是选择其他技术类型的基础与前提 本技术方 案的编制 遵循如下原则 1 遵循法律法规的原则 遵循法律法规的原则 严格按照国家各类相关法律法规所规定的内容 顺序及安全等要求编制 使建设单位各项要求得到有效保证 2 服从生态 环保要求的原则 服从生态 环保要求的原则 处置现场做到布局合理 节约用地 减少干扰 避免污染环境 处置过程 中充分考虑当地人民群众的长远利益 积极利用既有条件 合理安排临时工程 设施 减少固体废弃物产生 满足环保要求 3 遵循 遵循 安全第一 预防为主安全第一 预防为主 的方针的方针 严格施工安全操作规程 加强安保防护工作 从管理制度 施工方案 资 源配备等方面制定切实可行的防范措施 确保施工安全 第第 3 章章 河道黑臭概况河道黑臭概况 3 1 河道污水概况河道污水概况 据测量 本项目河道全长约 4 51km 西段污水呈黄绿色 东段污水呈墨绿 色 各段局部深浅不一 因此需对深度进行分段测量 统计河道总污水量及总 淤泥量见附表 3 2 黑臭水体成因黑臭水体成因 3 2 1 黑臭形成条件黑臭形成条件 经调查河道周边环境及区域水文地质 分析水体黑臭形成条件如下 1 生活污水 生活污水 附近居民生活污水没有完全接纳污管 肆意排放等原因 一部分生活污水 流入河道 生活污水中耗氧性有机物和氮磷进入水体后 无论其是否有充分的 溶解氧 在适合的水温下都将受到好氧放线菌或厌氧微生物的降解 排放出不 同种类发臭物质 加剧水体黑臭程度 2 工业废水 工业废水 未经处理的工业废水或处理后不达标的废水直接排入河道水体后 废水中 自有的恶臭物质及有机污染物质同样受到好氧放线菌或厌氧微生物的降解 排 放出不同种类发臭物质 长期以往导致了河流有机污染严重 水体黑臭现象 3 雨水径流 雨水径流 在降水过程中 雨水携带大气中污染物进入水体 且地表径流形成后携带 着多种污染物质 最终进入河道水体 4 底泥污染 底泥污染 当水体被污染后 部分污染物日积月累 通过沉降作用或随颗粒物吸附作 用进入到水体底泥中 底泥被看做是污染物质的最终储存场所 在不断的积累 富集下 底泥中的污染物质浓度往往比上覆水中污染物质高出几个数量级 底 泥污染在很长时间内对河道水质产生影响 底泥中的污染物质与上覆水保持着 一种吸附和释放的动态平衡 一旦上覆水环境发生变化 底泥中污染物质就会 通过降解 吸附 溶解 微生物分解等作用 重新释放到水中 产生 二次污 染 同时在酸性 还原条件下 厌氧发酵产生的甲烷及氮气导致底泥上浮也 是水体黑臭的重要原因之一 5 水体热污染 水体热污染 河道两岸工厂向水体排放的高温废水 不仅能威胁到河流中水生生物的繁 殖和生存 同时使局部甚至整个河流的水温上升 而水温是促进水体发臭的一 个重要因素 当水体温度低于 8 度和高于 35 时 河流一般不产生黑臭 因 为在这个温度段内放线菌分解有机污染物 产生乔司脒 河道黑臭的标志评定 性物质 的活动受到抑制 而在 25 时放线菌的繁殖达到最高 河流的黑臭也 达到最大 因此当河流受到有机物污染且水温适宜的情况下 微生物强烈的活 动会使水体中的有机物质大量分解 生成各种发臭物质 从而引起河流出现不 同程度的黑臭 3 2 2 黑臭形成原因黑臭形成原因 黑臭 被认为是一种水体中有机污染物分解的生物化学现象 是水体有 机物污染的极端表现 黑臭成因主要由水体的污染源 水体的热污染和水动力 学条件不足三个方面导致 水体污染源主要分为有机污染 氨氮和总磷 底质 污染与底泥再悬浮 重金属污染和其他污染等 有机污染物入河是造成水体黑 臭现象的主要原因之一 水体的热污染主要体现在城市河道水体中的微生物在 适宜的水温下代谢活动强烈 大量分解水体中的有机污染物 使溶解氧降低 产生致臭物质 水动力学条件不足 水循环不畅也是引起河道水体黑臭的原因 之一 诸如河道水量不足 流速低缓以及河道渠道化 硬质化都有可能加剧河 道黑臭 水体水质影响因素如下图 水体水质影响因素如下图 主要污染源如下图 主要污染源如下图 1 水体变臭原因分析水体变臭原因分析 水体中有机污染物含量过高时 在好氧微生物的作用下 有机物分解会大 量消耗水中的氧气 使水体转化成缺氧或厌氧状态 在缺氧和厌氧条件下 有 机物腐败 分解 产生氨 硫化氢 硫醇 硫醚 有机胺和有机酸等恶臭物质 致水体变臭 腥臭味由微藻 放线菌 霉菌等引起 水体中有机物 COD BOD 是导致水体腥臭的直接原因 有机物分解消耗氧气致使 DO 降 低 甚至消失 且流滞行水体复氧速率慢 是导致黑臭的第二原因 2 水体变黑原因分析水体变黑原因分析 在缺氧和厌氧条件下 水体中的铁 锰等金属离子与水中的硫离子形成硫 化亚铁 硫化锰等化合物 悬浮颗粒吸附硫化亚铁 硫化锰等 致使水体变黑 黑色一般是由悬浮颗粒导致 去除悬浮颗粒可以有效去除黑色 3 2 3 水体黑臭程度评价指标水体黑臭程度评价指标 表表 3 2 1 黑臭水体识别理化指标和参考标准黑臭水体识别理化指标和参考标准 城市水体级别城市水体级别 特征指标特征指标 无黑臭无黑臭轻度黑臭轻度黑臭重度黑臭重度黑臭 透明度 cm 2525 10 2 00 2 2 050 200 5015 注 水深不足 25cm 时 该指标按水深的 40 取值 3 3 河道黑臭水体的危害河道黑臭水体的危害 1 影响居民生活 危害身体健康 影响居民生活 危害身体健康 1 饮用水源告急 饮用水源告急 据环境监测资料显示 目前城市河流有机污染相当严 重 水质主要以 一 V 类水为主 大部分城市河流呈现黑臭现状 已经不能作 为很好的饮用水源 2 居住环境恶化 身体健康受损 居住环境恶化 身体健康受损 因黑臭河道影响 居住环境恶化 居 民整天紧闭窗户 出门时掩鼻憋气 妨碍正常的呼吸 河流 黑臭 不仅给人 的感官以刺激 使人感到不愉快和厌恶 其水体散发出的气体成分如硫化氢 氨等也可直接危害人体的健康 河道臭气使人心烦气躁 头晕脑胀 头痛 工 作效率低下 使人厌食恶心 呕吐 导致消化功能减退 严重时 损害中枢神 经 大脑皮层的兴奋和调节功能 除此以外 严重的黑臭还会影响人的内分泌 系统 神经系统及其精神状态 2 黑臭河道破坏河流生态系统 黑臭河道破坏河流生态系统 城市河流 黑臭 现象是一种生物化学现象 水体中有机物质的厌氧分解 有机质在分解过程中将消耗水中溶解的大量氧气致使水域呈缺氧状态 影响水 体中鱼类及其他水生生物的正常发育和生长 严重的还会引起鱼类等水生生物 以及需要氧气的微生物缺氧而大量死亡 致使水生生物和水鸟等绝迹 破坏河 流生态系统 3 损害城市景观 损害城市景观 河水的黑臭使城市空气与城市的整体效果大大降低 限制了城市自身的发 展 破坏了城市的美好形象 第第 4 章章 技术筛选技术筛选 4 1 河道黑臭水修复发展趋势河道黑臭水修复发展趋势 为响应国家 水十条 提出的 到 2020 年地级及以上城市建成区黑臭水体 均控制在 10 以内 到 2030 年城市黑臭水体得到消除 恢复河道水生态系统 和自净能力 防治蓝绿藻爆发 提升周边居民幸福感 树立良好城市形象 城 市黑臭水体整治已经成为地方各级人民政府改善城市人居环境工作的重要内容 城市黑臭河道治理任务刻不容缓 黑臭河道治理总体思路如图 4 1 1 所示 图图 4 1 1 黑臭河道治理思路黑臭河道治理思路 4 2 城市河道黑臭治理技术城市河道黑臭治理技术 1 控源截污 控源截污 截污纳管 面源控制截污纳管 面源控制 控源截污是指针对缺乏完善污水收集系统的水体 通过建设和改造水体沿 岸的污水管道 将污水截流纳入污水收集和处理系统 从源头上削减污染物的 直接排放 目前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 污染源得不到控制水体黑臭就不可能得到根本治理 2 内源治理 内源治理 垃圾清理 生物残体及漂浮物清理 清淤疏浚垃圾清理 生物残体及漂浮物清理 清淤疏浚 内源治理是指通过常见的内源治理技术 底泥生态疏浚技术 底泥原位覆 盖污染控释技术 底泥生物修复技术 生物制剂原位净化技术等 对黑臭水 体的内源污染进行治理 3 水质人工强化净化水质人工强化净化 采取工程手段 借鉴污水处理技术 对已污染水体进行处理 在水体水质 改善中发挥重要作用 但不应定位为长期措施 4 活水循环 清水补给 活水循环 清水补给 引清调水引清调水 引清冲污引清冲污 引清调水技术主要是依托现有的水利工程设施 利用自然条件的优势 利 用上游或周边的清洁水源改善水体污染的一种水污染治理技术 通过调水 河 流径流量的加大会增加河流的环境容量 进而增强水体的自净能力 使污染物 得到自然稀释和降解 5 生态修复 生态修复 岸带修复 生态净化 人工增氧岸带修复 生态净化 人工增氧 采用生态修复技术 利用生物或微生物对水体的净化作用 提高黑臭水体 的水质 常见的生态修复技术有曝气复氧技术 人工湿地技术 生态浮床技术 4 3 黑臭水体的治理阶段黑臭水体的治理阶段 根据污染程度与治理目标的不同 黑臭水体治理可分为 应急治理 水质 改善和长效保持三个阶段 不同的阶段 治理目标不同 技术实施要点也不同 1 应急治理阶段应急治理阶段 对于黑臭现象严重的水体 采取有效措施 快速缓解和消除黑臭现象 通 过截污 控制外源污染物的进入 通过絮凝剂 除藻剂等药剂快速去除污染物 通过底泥清淤将大量污染物迁移出水体 通过地表水或再生水补充 使污染物 质快速迁移 稀释 以短期内消除黑臭 2 水质改善阶段水质改善阶段 经过应急处理措施 黑臭现象缓解之后 需进一步减轻水体污染负荷 采 取工程措施净化水质 恢复水体景观功能 人工曝气充氧可使水体保持好氧状 态 防止厌氧分解 提高水体中有机污染物质的降解速度 对于流滞型水体 封闭和半封闭型水体 投加底质改良剂或氮磷控制剂以降低内源污染负荷 通 过植物塘 生物浮岛等 利用水生植物的净化功能改善水质 3 长效保持阶段长效保持阶段 黑臭水体治理后 可能会面临污染负荷再度升高等问题 使得水体水质恶 化和黑臭反复 因此需要保证水质有效管理 确保水质改善效果的长效性 消 除黑臭后的水体 仍然是富营养化水体 藻类容易暴发 最终导致黑臭 应采 取必要措施控制水华现象 在水体管理维护过程中 加强水体周边的生活垃圾控制管理 严禁生活垃 圾直接入水体 同时 要定期清淤疏浚 防止底泥上浮加重水体污染 造成水 体再度黑臭 4 4 技术选择原则技术选择原则 1 适用性 地域特征及水体的环境条件将直接影响黑臭水体治理的难度 和工程量 需要根据水体黑臭程度 污染原因和整治阶段目标的不同 有针对 性地选择适用的技术方法及组合 2 综合性 城市黑臭水体通常具有成因复杂 影响因素众多的特点 其 整治技术也应具有综合性 全面性 需系统考虑不同技术措施的组合 多措并 举 多管齐下 实现黑臭水体的整治 3 经济性 对拟选择的整治方案进行技术比选 确保技术的可行性和合 理性 4 长效性 黑臭水体通常具有季节性 易复发等特点 因此整治方案既 要满足近期消除黑臭的目标 也要兼顾远期水质进一步改善和水质稳定达标 5 安全性 审慎采取投加化学药剂和生物制剂等治理技术 强化技术安 全性评估 避免对水环境和水生态造成不利影响和二次污染 采用保其增氧等 措施要防范气溶胶所引发的公众健康风险和噪音扰民等问题 4 5 技术方法选择技术方法选择 本项目河道属排洪退水渠 河道内污水来源包括大气降水 灌溉渠道内剩 余水量 沿途各工厂排放污水等 河道上下游均有拦堵 河道内水体循环动力 不足 根据河道周围环境条件及水文地质条件 结合黑臭水体的水质监测结果 选择合适的修复方式及修复药剂对水体进行修复 本方案最终确定如下配套修 复方案 1 内源治理 内源控制措施 河道底泥清除 解决河道常年沉积的内 源污染 2 化学修复 水质提升措施 原位物理化学处理 解决因截污不彻底 雨季污水溢流污染问题 近一步提升水质 第第 5 章章 修复方案设计修复方案设计 本项目在综合分析该河道水质水量及周边环境的情况下 最终确定选用底 泥疏浚 强化絮凝的技术对河道污水进行修复治理 具体情况如下 5 1 工艺技术介绍工艺技术介绍 5 1 1 底泥疏浚底泥疏浚 疏浚是指用人工或机械的方法把富营盐 有毒化学品及毒素的细菌的沉积 物进行适当去除 以减少底泥内源负荷和污染风险的技术方法 底泥的疏浚方式分为干疏浚和带水疏浚两种类型 干疏浚是指疏浚前把水 抽干 一般适用于规模较小的池塘 水库和小型河道 常用人力清挖 机械清 挖 带水疏浚常用设备为挖泥船 5 1 2 强化絮凝强化絮凝 强化絮凝是河道黑臭治理的一种化学方法 通过使用化学药剂 铁盐 铝 盐协同氧化剂 如双氧水及沉淀剂石灰石等作用 去除黑臭河道中悬浮物质以 及溶解性氮 磷 降低水的色度 主要用于感官视觉上的改善 多用于黑臭河 道治理的部分环节 通过化学絮凝的作用 短时间内大幅度改善水质 强化絮 凝方法对 COD 含量范围有一定要求 并且由于化学试剂的投加会对河道水体 生物环境造成改变 对后续处理有极大影响 所以并不过多用于实际工程应用 中 5 2 施工安排施工安排 5 2 1 施工前准备施工前准备 1 机械器具准备 机械器具准备 在清理污染河道前 按照清运淤泥量准备好各类机械和作业工具 根据该 场地清运工作和修复治理工作的实际需要 将机械器具分为 大型器械 场地 清理作业 工程防护用具 个人安全防护用具和应急用具等 在工程实施前 应完成施工设备的全面安装调试 2 基础设施准备 基础设施准备 基础设施准备主要是场地内的供电接入以及土方车临时道路 治理车间的 准备 用电主要为满足现场照明 5 2 2 施工进度及人员配置施工进度及人员配置 1 施工人员安排如下表 表表 5 2 1 劳动力计划表 单位 人 劳动力计划表 单位 人 工种及工 作 前期准 备 药剂配 制 底泥疏 浚 污水抽 注 药剂注 入 取样自 检 退场整 理 运输司机2 2 挖机司机 2 2 技术人员3333333 普通工510101010105 2 施工进度安排如下图 5 3 底泥疏浚底泥疏浚 强化絮凝强化絮凝 5 3 1 技术路线技术路线 通过对黑臭水体所在城市的社会经济现状 污染源现状 水质现状 生态 现状的分析 在现有工作的基础上 针对城市黑臭水体水质恶化 生态破坏 自净能力差等特点 基于水体不同污染类型及特征 以调查监测为基础 以管 理手段为保障 重点针对河道 湖泊等核心区域 通过外源节流 内源整治 生态修复以及相应的能力建设 近期以生境改善为目的 远期以生态修复和健 康保障为目标 治理黑臭水体 修复受损的水生态系统 形成城市黑臭水体整 治技术路线和受污染型水生态系统恢复技术典范 污染源调查 点源污染面源污染内源污染其他 污 废 水 直 排 口 合 流 制 溢 流 口 管 网 初 期 雨 水 非 常 规 水 源 补 水 城 市 降 雨 径 流 冰 雪 融 水 畜 禽 养 殖 废 水 水 体 底 泥 岸 带 沿 线 垃 圾 水 生 植 物 状 况 污 水 厂 超 标 排 水 中 小 企 业 偷 排 潜 在 事 故 排 放 控源截污内源整治生态修复其他 截 污 纳 管 面 源 控 制 垃 圾 清 理 生 物 载 体 清 理 清 淤 疏 浚 岸 带 修 复 生 态 净 化 人 工 增 氧 活 水 循 环 清 水 补 给 就 地 处 理 旁 路 治 理 环境条件调查 水文条件 城 市 降 雨 径 流 冰 雪 融 水 畜 禽 养 殖 废 水 水 体 底 泥 岸 带 沿 线 垃 圾 水 生 植 物 状 况 治污技术路线长效保持方案 工程量及整治效果预测 城市黑臭水体整治方案 图图 5 3 1 城市黑臭水体整治技术路线城市黑臭水体整治技术路线 本项目治理河道属退水渠 不存在生物生存环境及生态系统的修复 根据 实验室小试实验指导 本方案采取底泥疏浚 强化絮凝的修复技术对河道黑臭水 体进行处置治理 确定修复方案总体技术路线如图 5 3 2 所示 图图 5 3 2 河道黑臭水体修复技术路线图河道黑臭水体修复技术路线图 5 3 2 工艺流程工艺流程 本方案根据河道长度 地理位置及周边环境 拟将河道分段处理 具体操 作步骤如下 第 1 将第一段河道中的黑臭污水抽提到第二段河道中 将第一段河底淤 泥清挖疏浚 外运处置 第 2 在第二段河道中加入药剂 调节 pH 去除黑臭河道中悬浮物质 降低河道污水中 COD 促进磷的沉淀 加入药剂 有效脱除溶解性氮 加入 药剂 絮凝沉淀 降低水的色度 使黑臭污水清澈 将处置检测合格后的清 水抽提回注第一段河道 第 3 将第三段河道中的黑臭污水抽提到第二段河道中 将第三段河底淤 泥清挖疏浚 外运处置 第 4 在第二段河道中重复加入药剂 并可利用步骤二中剩余 药剂 提高药剂使用效率 减少药剂使用量 将处置检测合格后的清水抽提回 注第三段河道 并将第二段河底淤泥清挖疏浚 外运处置 第 5 对剩余河段重复上述步骤处置 本项目中黑臭水体水量约 5 6 万 m3 根据实验室小试实验可知 每 1t 水中 需加入 30 的药剂 10L 加入 25kg 药剂 加入 15 20g 药剂 工艺流程如下图所示 本方案实施后 经检测治理水可达 地表水环境质量标准 中 类水质标 准 如下表 序号序号 类类 类类 类类 类类 类类 1水温 周平均最大温升 1 周平均最大温降 2 2pH 值6 9 3溶解氧 DO 7 56532 4化学需氧量 COD 1515203040 5五日生化需氧量 BOD5 334610 6氨氮 NH3 N 0 0150 51 01 52 0 7总磷 以 P 计 0 020 10 20 30 4 8总氮 以 N 计 0 20 51 01 52 0 9铜 0 011 01 01 01 0 10锌 0 051 01 02 02 0 11铬 六价 0 010 050 050 050 01 12铅 0 010 010 050 050 1 13镉 0 0010 0050 0050 0050 01 14砷 0 050 050 050 10 1 15汞 0 000050 000050 00010 0010 001 16氟化物 以 F 计 1 01 01 01 51 5 17氰化物 0 0050 050 20 20 2 18硫化物 0 050 10 20 51 0 19挥发酚 0 0020 0020 0050 010 1 20粪大肠菌群 个 L 2002000100002000040000 第第 6 章章 环境管理计划环境管理计划 为有效控制场地污染土壤和地下水修复过程中的二次污染 减少环境影响 本场地污染土壤和地下水的修复过程应采取有效的环境保护措施 一 大气的二次污染防治一 大气的二次污染防治 在河道黑臭水及