黑臭水体治理方案

黑臭水体治理总体方案1.1黑臭水体治理技术选择原则都市黑臭水体整治技术的选择应遵照“合用性、综合性、经济性、长效性和安全性”等原则：合用性：地区特性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、污染因素和整治阶段目的的不同，有针对性地选择合用的技术办法及组合。综合性：都市黑臭水体普通含有成因复杂、影响因素众多的特点，其整治技术也应含有综合性、全方面性。需系统考虑不同技术方法的组合，多措并举、多管齐下，实现黑臭水体的整治。经济性：对拟选择的整治方案进行技术经济比选，确保技术的可行性和合理性。长效性：黑臭水体普通含有季节性、易复发等特点，因此整治方案既要满足近期消除黑臭的目的，也要兼顾远期水质进一步改善和水质稳定达标。安全性：审慎采用投加化学药剂和生物制剂等治理技术，强化技术安全性评定，避免对水环境和水生态造成不利影响和二次污染；采用曝气增氧等方法要防备气溶胶所引发的公众健康风险和噪音扰民等问题。1.2黑臭水体治理惯用技术及其特点1.2.1控源截污1.2.1.1截污纳管合用范畴：从源头控制污水向都市水体排放，重要用于都市水体沿岸污水排放口、分流制雨水管道早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方法，也是采用其它技术方法的前提。通过沿河沿湖铺设污水截流管线，并合理设立提高(输运)泵房，将污水截流并纳入都市污水收集和解决系统。对破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，可考虑就地解决等工程方法。严禁将城区截流的污水直接排入都市河流下游。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，并设立止回装置，避免暴雨时倒灌。限制因素：工程量和一次性投资大，工程实施难度大，周期长；截污将造成河道水量变小，流速减少，需要采用必要的补水方法。截污纳管后污水如果进入污水解决厂，将对现有都市污水系统和污水解决厂造成较大运行压力，否则需要设立旁路解决。1.2.1.2面源控制合用范畴：重要用于都市早期雨水、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：可结合海绵都市的建设，采用多个低影响开发（LID）技术、早期雨水控制与净化技术、地表固体废弃物收集技术、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；畜禽养殖面源控制重要可采用粪尿分类、雨污分离、固体粪便堆肥解决运用、污水就地解决后农地回用等技术。限制因素：工程量大，影响范畴广；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方法，系统性强，工期较长；工程实施经常受本地都市交通、用地类型控制、都市市容管理能力等因素制约。1.2.2内源治理1.2.2.1垃圾清理合用范畴：重要用于都市水体沿岸垃圾临时堆放点清理。技术要点：都市水体沿岸垃圾清理是污染控制的重要方法，其中垃圾临时堆放点的清理属于一次性工程方法，应一次清理到位。限制因素：都市水体沿岸垃圾寄存历史较长的地区，垃圾清运不彻底可能加速水体污染。1.2.2.2生物残体及漂浮物清理合用范畴：重要用于都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；水面漂浮物重要涉及多个落叶、塑料袋、其它生活垃圾等，需要长久清捞维护。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。1.2.2.3清淤疏浚合用范畴：普通而言合用于全部黑臭水体，特别是重度黑臭水体底泥污染物的清理，快速减少黑臭水体的内源污染负荷，避免其它治理方法实施后，底泥污染物向水体释放。技术要点：涉及机械清淤和水力清淤等方式，工程中需考虑都市水体原有黑臭水的存储和净化方法。清淤前，需做好底泥污染调查，明确疏浚范畴和疏浚深度；根据本地气候和降雨特性，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”的指标规定。限制因素：需合理控制疏浚深度，过深容易破坏河底水生生态，过浅不能彻底去除底泥污染物；高温季节疏浚后容易造成形成黑色块状漂泥；底泥运输和解决处置难度较大，存在二次污染风险，需要按规定安全解决处置。1.2.3生态修复技术1.2.3.1岸带修复合用范畴：重要用于已有硬化河岸(湖岸)的生态修复，属于都市水体污染治理的长效方法。技术要点：采用植草沟、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效，强化水体的污染治理效果；需进行植物收割的，应选定适宜的季节。限制因素：工程量较大，工程垃圾解决处置成本较高；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解决处置成本较高、维护量较大。1.2.3.2生态净化合用范畴：可广泛应用于都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：重要采用人工湿地、生态浮岛、水生植物种植等技术办法，运用土壤-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、景观提高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，应选定适宜的季节。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，生态净化方法不得与水体的其它功效冲突；生态净化方法对严重污染河道的改善效果不明显；植物的收割和解决处置成本较高。1.2.3.3人工增氧合用范畴：作为阶段性方法，重要合用于整治后都市水体的水质保持，含有水体复氧功效，可有效提高局部水体的溶解氧水平，并加大区域水体流动性。技术要点：重要采用跌水、喷泉、射流，以及其它各类曝气形式有效提高水体的溶解氧水平；通过合理设计，实现人工增氧的同时，辅助提高水体流动性能；射流和喷泉的水柱喷射高度不适宜超出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用射流和喷泉式人工增氧方法；人工增氧设施不得影响水体行洪或其它功效；需要持续运行维护，消耗电能。1.2.4其它治理方法1.2.4.1活水循环合用范畴：合用于都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：通过设立提高泵站、水系合理连通、运用风力或太阳能等方式，实现水体流动；非雨季时可运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立，以减少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。1.2.4.2清水补给合用范畴：合用于都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：运用都市再生水、都市雨洪水、清洁地表水等作为都市水体的补充水源，增加水体流动性和环境容量。充足发挥海绵都市建设的作用，强化都市降雨径流的滞蓄和净化；清洁地表水的开发和运用需关注水量的动态平衡，避免影响或破坏周边水体功效；再生水补水应采用适宜的深度净化方法，以满足补水水质规定。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；不倡导采用远距离外调水的方式实施清水补给。1.2.4.3就地解决合用范畴：合用于短期内无法实现截污纳管的污水排放口，以及无替代或补充水源的黑臭水体，通过选用适宜的污废水解决装置，对污废水和黑臭水体进行就地分散解决，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解决。技术要点：采用物理、化学或生化解决办法，选用占地面积小，简便易行，运行成本较低的装置，达成快速去除水中的污染物的目的；临时性治理方法需考虑后期绿化或道路恢复，长久治理方法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含有不利影响。1.2.4.4旁路治理合用范畴：重要合用于无法实现全方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解决。技术要点：在水体周边区域设立适宜的解决设施，从污染最严重的区段抽取河水，经解决设施净化后，排放至另一端，实现水体的净化和循环流动；临时性治理方法需考虑后期绿化或道路恢复，长久治理方法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。1.3本项目治理技术具体实施方案以控源截污及内源治理为主，有条件的河道结合河道的具体特点考虑生态修复等其它治理方法。控源截污的截流污水优先考虑就近进入现状已建污水收集及解决系统进行解决；当现状污水收集及解决系统能力有限时考虑择址新建污水解决站(厂)。充足运用现状河道周边空地，考虑设立初雨调蓄池或合流污水调蓄池收集、调蓄污水后进行解决。内源治理的清淤污泥考虑采用脱水机压滤脱水后运至集中地处置，与脱水机配套设立移动式物化解决设备，用于解决脱水滤液。对于以暗涵为主的黑臭水体、河道两侧居民建筑密集，没有铺设截污管道条件的黑臭水体，考虑直接抽取河道内水采用物化方式进行解决。1.3.1截污纳管方法实施方案截污管收集的截流污水优先考虑就近接入已建污水解决系统，当现状污水解决设施解决能力局限性、沿程管道输水能力有限或者河道截污后对河道水源影响很大时，考虑择址新建污水解决厂(站)，解决出水做为河道水源补充。对截流的直排口的污水，统一采用生化办法进行解决。对规模较大的生化污水解决厂，其解决工艺根据用地、水量规模拟定；对于小规模的污水解决站，优先考虑采用一体化设备就地解决、就地排放。对河道为暗涵、或者河道两侧为密集的居民建筑，没有铺设截污管条件时，在暗涵出口或者在河岸稍有空地处，择址建设物化污水解决厂，直接抽取河道内的水进行简朴解决。通过简化解决工艺，提高解决量来改善水体水质。1.3.2面源控制方法实施方案1.3.2.1初雨调蓄池的建设原则早期雨水调蓄池建设时应遵照以下原则：尽量将沿线雨水排放口纳入初雨调蓄池，使沿线雨水排放口的高污染物浓度早期雨水不再排入楞塘冲。尽量减小早期雨水调蓄池深度、减少施工难度、减小投资。在有条件的状况下应控制单个调蓄池服务面积，不适宜过大，避免错峰叠加造成的雨水早期效应不明显。早期雨水调蓄池用地应与都市总体规划协调，尽量建设于绿地内，无条件时也可考虑建设于水体下方或者与建筑物合建。早期雨水调蓄池应考虑复合运用，在上方建设绿地、停车场等公用设施。早期雨水调蓄池应不影响雨水排放口原有排水能力。1.3.2.2初雨调蓄池形式选择普通的初雨调蓄池易淤积，运行调度不够灵活，造成初雨调蓄池并未发挥其应有的保护水体的效果。为避免普通初雨调蓄池易淤积等问题，本方案建议采用带自清洗功效及可远程操控的智能型初雨调蓄池。与普通初雨调蓄池相比，该种智能型初雨调蓄池带有自清洗水平格栅、智能喷射器、水力自动闸门、潜水排污泵以及监控、检测仪表等设备。1.3.3内源治理控制方法实施方案内源治理的重要内容是清淤疏浚，本方案清淤深度及清淤方式拟拟定以下。1.3.3.1清淤深度水体清淤深度普通应通过勘察与采样分析拟定，不同的区域清淤深度可能存在较大的差别。适宜的清淤深度应在去除污染物浓度高的底泥同时，不破坏原有生态系统，并避免重金属、总氮、总磷等沉积污染物的释放。本次黑臭水体治理工程清淤断面设计按照“去除污染层、保存老土层、维持河岸稳定”的原则进行设计。在清淤深度的拟定上，结合各条河道的实测污泥断面，按去除河底实测污泥计算。1.3.3.2清淤方式现在国内惯用的内河(渠)清淤普通采用围堰干挖、绞吸式挖泥船、机械疏挖、水力冲挖等方案。围堰干挖围堰干挖是将河渠分段截流排干水体后，使底泥晒干滤水，采用机械与人工相结合的方法，将淤泥集中后再运用反铲挖掘机挖装土，然后由自卸车外运。重要工艺流程：该方案施工简朴、直观、彻底，可运用周边堆场堆放淤泥，费用较低，但工期较长，且淤泥转运时对运输车密封规定较高，转运时对都市道路环卫产生一定影响，环境影响较大。绞吸式挖泥船绞吸式挖泥船是现在在清淤工程中运用较广泛的一种船舶，它是运用吸水管前端围绕吸水管装设旋转绞刀装置，将河底泥沙进行切割和搅动，再经吸泥管将绞起的泥沙物料，借助强大的泵力，由沿岸布置的排泥管输送到泥沙物料堆积场，它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程，能够一次持续完毕，它是一种效率高、成本较低的挖泥船，是良好的水下挖掘机械。其中，小型绞吸式挖泥船船体尺寸为：12×4.0×0.9至15×5×1.5m，每小时抽泥100～200方，输送距离1～2km。绞吸式挖泥船的优点在于基本不影响河道正常运行，挖泥船开进河道便能够开始施工，淤泥由排泥管封闭输送，对渠道水质、交通及周边环境影响较小，基本不会破坏河渠绿化，适合沿河人口密度较大，公共设施密集的河渠清淤；缺点是压力管道安装费用较高，运行及维护规定较高。其工艺流程以下：机械疏挖对于较宽的河渠，能够采用机械方式进行疏挖，现在较为惯用的机械为水上挖机。水上挖机合用于松软地带、沼泽地、浅水区作业，可用于河渠清淤、鱼塘清淤及升级改造、湖泊分割、围堤加固、滩涂开发等工程。水上挖机普通含有水陆两用功效。水陆挖掘机的行走装置采用双体船式浮箱构造履带架及密封的箱形履带板，确保能在水上安全游弋。由于水陆挖掘机的浮箱高度限制，在不超出两米的水深都能够施工，如果水太深，水陆挖掘机会浮在水面上造成挖机斗无法工作。水力冲挖水力冲挖是一种简便易行的施工方式，广泛应用于滩涂吹填、湖泊鱼塘清淤，机组由高压水泵、水枪和泥浆泵构成。施工时高压水泵抽水加压形成的高压水流将淤泥冲击混合成均匀泥浆（浓度40～60%），泥浆泵抽吸泥浆，管道输送至排泥场。该方案对施工环境规定较高，施工程序繁琐，施工人员劳动强度大，但该方案含有清淤彻底、操作简朴、控制容易、施工噪音低等特点。工艺流程以下：水力冲挖围堰干挖小型绞吸式挖泥船水上挖机图1-1惯用河渠清淤方案示意图表1-1河渠清淤方案比选表序号方案优点缺点1围堰干挖施工简朴、直观、彻底费用较高、易造成环境污染2绞吸式挖泥船可带水作业、环保、高效施工对水深及港渠宽度有规定3机械疏挖可水陆两用，带水作业不适应深水区域4水力冲挖清淤彻底、操作简朴、施工噪音低、适合岸边少量作业对施工环境规定较高，施工人员劳动强度大各河道的具体清淤方式宜根据河道的水面宽度、水深等具体条件拟定。1.3.3.3淤泥解决方案河道清淤的污泥普通含水率较高，需经脱水固化后方可外运。惯用的淤泥脱水方案有自然干化、脱水固结一体化、污泥固化、真空预压法等几个。自然干化自然干化传统的处置方式大致以下：选择农用地或者鱼塘，清淤产生的淤泥或泥浆通过泥浆车运输倾倒在该地块上，自然干化后的泥土，作为农用土使用。黑臭水体河底淤泥中的污染物浓度含量较高，会对堆放场地的土壤和水产生污染，且淤泥往往含有恶臭，散发异味气体，造成堆放场地周边空气污染。脱水固结一体化脱水固结一体化解决系统是清淤泥浆经管道输送至调节池，采用沉淀池自行沉淀后，用泥浆泵送至“脱水固结一体化”解决系统（材料添加、均化池、泥水分离系统）进行泥浆的调理与泥水分离的解决系统。通过该种工艺对淤泥进行脱水固结解决，解决后淤泥含水率≤60%，体积减量约60%，并可根据需要完毕对重金属、微生物、细菌等有害物质的消毒、钝化或固结。具体流程以下：①采用绞吸船将泥浆通过管道输送至岸上沉淀池重力分选，将较大颗粒粒径碎石、砖块、生活垃圾用格栅机拦截去除。②通过格栅拦截下来的杂物采用固化剂进行固化解决。③浓度调节：采用立式泵将浓缩池的泥浆泵送至待压罐，并在泵送的过程中完毕对泥浆的调理。④材料添加：加入污泥调理剂，变化污泥性质，便于泥水分离。⑤调浆均化：通过均化池对泥浆进行调理调质，使材料充足均化和反映。⑥泥水分离和干化：将完毕调质调理后的泥浆通过进料泵送至板框压滤机进行泥水分离。该工艺的重要优势涉及：实现淤泥的减量化、无害化、稳定化，避免污染转移和造成二次污染；解决后的淤泥可用于工程回填用土，实现淤泥的资源化运用和最后处置，化害为利、变废为宝；直接对接疏浚排泥设备，做到淤泥疏挖、脱水减量、固结改性一次性完毕，实现工程的流水线式持续作业；实现环保清淤、清洁生产、规范管理，不扰民，确保社会和人居环境和谐；可通过优化施工工艺和厂区布置，缩减施工用地，避免不利天气影响，确保施工进度和工程质量。淤泥固化解决淤泥固化解决是将疏浚淤泥通过浓缩沉淀后，输送至围堰内，然后在淤泥中添加适量淤泥固化剂，使淤泥含水率快速减少，抗压强度增加。淤泥固化剂重要是由构造剂、矿化剂、促凝剂和偶联剂按照一定的配比配备而成的混合体，其固化机理是向淤泥中加入固化剂，运用固化剂中活性成分与淤泥中水分及颗粒物质发生快速胶凝反映，在淤泥体中快速形成骨架构造，宏观上体现出含水率减少、有机质减少、良好的抗压抗剪能力。通过一系列复杂的理化反映（如水化反映、矿化反映、污染物螯合反映等），将淤泥转化成类似土壤或胶结强度很大，且无二次环境污染的固化体，以实现淤泥的无害化解决。真空预压法真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，密封膜端部进行埋压解决，通过砂垫层内埋设的吸水管道，使用真空泵或其它真空手段抽真空，使其形成膜下负压，增加地基的有效应力。①原理当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不停由排水通道排出，从而使土体固结。重要反映在下列几个方面：薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载；地下水位减少，对应增加附加应力；封闭气泡排出，土的渗入性加大。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的状况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的办法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。真空预压施工前，应充足作好施工准备工作，制订施工技术方法。检查沙袋、聚氯乙烯薄膜及中粗砂与否符合技术原则及设计规定，并将检查报告提交监理工程师审核同意。在获得监理工程师同意后，开始进行真空预压的下一步施工。②施工流程测量放线→铺设主支滤排水管→铺设上层砂垫层→砂面整平→铺设聚氯乙烯薄膜→施工密封沟→设立测量标志→安装真空泵→抽真空预压固结土层。表1-2惯用淤泥解决方案比较表序号方案优点缺点1自然干化经济，施工简便占地面积最大，解决周期最长，对环境含有一定影响2脱水固结一体化效率较高，污染小占地面积较小，解决费用较高，电耗最大，解决周期较短3淤泥固化解决效率较高，环保占地面积最小，解决费用最高，解决周期最短4真空预压法经济，技术成熟占地面积较大，解决周期较长各河道的淤泥解决应根据解决周期、占地面积和费用综合拟定。1.3.4生态修复方法实施方案河道治理过程中采用的生态修复方法重要涉及水生植物系统的构建、水生动物系统的构建及水体复氧。1.3.4.1水生植物系统构建水生植物构建涉及沉睡植物净化系统构建、挺水植物净化系统构建、浮叶植物系统构建。（1）沉水植物净化系统构建沉水植物是指植株全部或大部分沉没于水下的植物，是水体生物多样性赖以维持的基础，其所产生的环境效应是生态系统稳定和水环境质量改善的重要根据。作为景观水解决的沉水植物，种植时必须首先满足三个条件：一是净水能力强，二是景观效果好，三是能够有效控制、不会恣意泛滥生长的种类。（2）挺水植物净化系统构建挺水植物是指茎、叶挺出水面的植物，普通种植在景观水体岸边或水深低于0.3