孙永利--城市黑臭水体整治技术及误区_W

1、中国市政工程华北设计研究总院有限公司国家城市给水排水工程技术研究中心 中国 市政工程华北设计研究总院有限公司 2 指南的编制背景与目标定位 指南的编制背景与目标定位 组织机构：住房和城乡建设部 环境保护部 中农业部 国水利部 市 政编制单位：国家城市给水排水工程技术研究中心 工清华大学 程住房城乡建设部城镇水务管理办公室 华 住房城乡建设部科技发展促进中心 设苏州科技学院 计研究总院有限公司 3 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 4 指南的编制背景与目标定位 中国市政工程 华北设计研究总院有限公司 5 指南的编制背景与目标定位 水环境质量达标 潜在成因类指标 COD、氨氮、总磷黑臭水体治理

2、 直接感官指标 色度、恶臭强度 直接表征指标、ORP（溶解氧） 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 6 指南核心内容范围界定 城市建成区内 呈现令人不悦的颜色（黑） 散发令人不适气味（臭）什么是城市水体？ 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 7 指南核心内容治理目标 2015年底前 地级及以上城市建成区应完成水体排查，公布黑臭水体名称、责任人 及达标期限 n 地方政府：2015年底前向社会公布本地区黑臭水体整治计划 n 省级政府：2015年11月底前通过“信息系统” 报送总体治理计划 2017年底前 地级及以上城市建成区应实现河面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口 直辖市、省会城市、

3、计划单列市建成区基本消除黑臭水体 2020年底前 地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内 2030年 城市建成区黑臭水体总体得到消除 指南核心内容污染源普查 排放口直排污废水 水体底泥污染物 中 水中漂浮物和悬浮物 点源调查内源调查 污染源面源调查其他污染调查 合流制管道雨季溢流 国岸边历史遗留垃圾 未清理的植物和藻类 非常规水源补水 市政工程华分流制雨水管网设北初期雨水或旱流水 污水处理厂尾水 计各类降水所携带的污染负荷 研 工业企业事故排放 究秋季落叶 城乡结合部分散式 畜禽养殖废水的污染 总院有限季节性或临时污染源 公 司8指南核心内容环境条件调查 周边环境特征 水文条件 水体岸

4、线硬化状况 中国市政水体工周边群的程建筑华北 特征 城市道路和交通的情况 水体沿岸其他基础设施 和边界范围 水面大小 水位水深 水体的流速与流量 硬化岸线和河湖床面积 岸线和河湖床硬化厚度 岸线和河湖床硬化类型 与其他水系的联通情况 设调查目的： 为整治技术的选择和工程量预测提供依据 调查目的： 为水体整治和生态修复工程方案制定、工程量预测提供依据 调查目的： 确定整治方案中有关工程实施的可操作性 计研究总院 有限公 9 司 指南核心内容技术选择 清淤疏浚 生物残体清理 垃圾清理 面源控制 截污纳管 生态修复与长效保持 清水补给 活水循环 人工增氧 生态净化 岸带修复 中国市政工程华 控源截污

5、与内源治理 控源截污、内源治理活水循环、清水补给水质净化、生态修复 设适用范围设计要点限制因素 计 就地处理研 究总 院旁路 有 限公 司 10治理 水变清水流动水自净 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 11 指南核心内容技术选择 适用性 水体黑臭程度、污染原因和整治阶段目标 综合性 不同技术措施组合，多措并举、多管齐下指南强调的化学药剂和生物制剂控制是指控制直接向水体喷洒，而没有限制旁路治理工艺中使用 经济性 技术的可行性和合理性 长效性 应对季节性、易复发；进一步改善和稳定 安全性 审慎投加化学药剂和生物制剂，强化安全性评估 曝气增氧等要防范气溶胶的风险和噪音扰民 中国市政工程华北设计

6、研究总院有限公司 12 指南核心内容绩效评估 第三方机构评价法 具有工程咨询或 评价乙级以上相关资质 主要适用于原评估机构符合上述资质要求的情况 需提供完整的评价报告（含检测报告等） 专家评议法 评估机构资质不满足上述资质要求 由地方人民政府或相关主管部门组织 以评价结论和监测报告等为基础评议 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 13 长效机制建设情况 公众调查评议材料评估依据专业机构检测报告 工程实施 影像材料 指南核心内容绩效评估 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 14 指南核心内容公众参与 公众监督平台 公示 黑臭水体 部分公众调查 黑臭水体识别 60%的被调查人认为“黑”或“臭”

7、 就需要认定为黑臭水体 整治方案编制与论证 整治工程实施 公众监督 水体长效保持 公众评议 整治效果评估 90%以上的被调查人认为政治效果“非常满意”或“满意” 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 15水质净化 治理内源 截断外源 充氧复氧 生态修复 海绵城市 断面设计 生态补水 旁路治理 水体循环 水自净 水流动 水变清 黑臭水体整治“三部曲” 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 16 旱季模式 雨季模式 通过橡胶坝形成的所谓“大水面”即使生态化也难以实现水质维持 与简单的工程治理相比，理念改变更重要 停留时间过长景观亲水性差补水需水量大潜在污染源多 中国市政 工程华 北设计研究总院有限

8、公司 17 上部硬化宽河面，满足行洪和安全 中部人行道，满足景观娱乐和休闲 底部生态窄河面，满足基流和净化 安全和谐亲水 美国丹佛某河道 德国柏林某河道 水质维持的核心 1、减少外来污染源 2、有效的生态流速 3、一定的复氧效果 黑臭水体整治“三部曲” 1. 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 2. 高污水处理率与水体黑臭问题并存？ 3. 分流制改造后河道真的就干净了？ 4. 城市水体能实现底泥原位稳定化吗？ 5. 底泥清淤需要做什么准备工作？ 6. 河道洒药或生物制剂到底有什么作用？ 7. 河道真的可以变成污水处理厂吗？ 8. 磁混凝或其他混凝技术能解决黑臭吗？ 9. 如何解决水体上游来水污

9、染问题？ 10. 如何实现污水处理厂补水和防洪结合？ 11. 如何将旁路治理与水体循环有效结合？ 水变清 水流动 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 1812. 如何通过复式断面解决水量和行洪问题？ 13. 怎么利用水生生物提升水体净化能力？ 14. 如何规避生态修复自身的技术缺陷？ 水自净 南方某城市河道周边建设有4座污水 处理厂，累计处理规模90万m3/d，出水执行一级B或二级排放标准，COD、氨氮、TN等指标年均值优于一级ACOD: 41517 NH3-N: 381.9COD: 57619 NH3-N: 202.5COD: 21912 NH3-N: 220.5COD: 18715 NH

10、3-N: 190.7水变清-截断外源当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 北中国市政工程华有排放量类型 水量 （万m3/d）COD（t/d） NH3-N（t/d） 4座污水厂 9014.91.66个排污口 6.814.21.8设计研究总院限公司 19水变清-截断外源 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 100百分百9080中70国60市50政40工30程20华100设“污水处理率”仅代表处理了那么多的“水” 020406080100理论COD（mg/L） 实测COD（mg/L） 全国 457258南方 450216北方 520324理论COD：按生活源产排污系数及使用说明 测算实测COD：按20

11、15年污水厂进水水质加和平均测算 破漏管道的整治修复与污水直排口、合流制管网溢流口控制同等重要 计处理率（%） 隐形排污口 漏水管道 砖砌检查井 研究总院有限公司 20水变清-截断外源 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 300中250国 市200政工 程150华 100设 计50研究 总0院 溶解性颗粒物不可常规去除 原水一级强化二级标准一级B一级A地表IV类 有可生物降 限解有机物 8090%6080%5060%2030%1020% 1030% 污染物排放总量高有时并不代表污染重 公 司 21水变清-截断外源当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 提标改造沿河截污经济效益环境效益 现阶段污水厂

12、全部提升至地表水III类，不如排污口的污水处理至二级排放标准 终极目标：功能区达标-污水处理厂提标现阶段目标：消除黑臭-全面截污纳管 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 22水变清-截断外源 分流制改造后河道真的就干净了？ 湿沉降 中国市政屋面 工（沉淀物） 程华 设 道路 绿地 （沉淀物） 计 研究海绵城市 总 （沉淀物） 院有限公 司 污水杂物进入雨水管道和雨水对管底沉积物冲刷 污染不可回避，也是海绵城市建设需关注的问题 雨水管道 （沉积物） 23水变清-截断外源分流制改造后河道真的就干净了？ 路面 雨水篦子 中国市政工雨水管 程华北设污水管 计传统雨污分流系统 研究总院有司 限餐饮业倾

13、倒、道路冲洗等形成的旱流水；降雨、降雪融公水等形成的初雨污染直排入河，成为重要的河道污染源 24水变清-截断外源分流制改造后河道真的就干净了？ 路面 大小弃流管可控弃流阀 雨水篦子 中L=vt国市政程工雨水管 华北设计v-降雨期间管道流速研t-设计初期雨水时间 究污水管 污水储池 污水处理厂末端截流式雨污分流系统 总院有限公雨水管道末端设置截流装置，只能收集截流装置上司游一定区域的初期雨水，不能实现对初雨的全收集25水变清-截断外源分流制改造后河道真的就干净了？ 路面 雨水篦子 中国市政工程初雨弃流口 雨水管 华北设污水管 全截流式雨污分流系统 研究污水储池 计？总 院 1、每个雨水篦子下均设

14、弃流或截流装置 有限2、必要的污水或初期雨水储池公 或 3、专门的雨水收集和处理系统司 4、降低污水处理厂负荷率要求 26污水处理厂负荷率？ 水变清-截断外源分流制改造后河道真的就干净了？ 路面 雨水篦子 中国市政合流制排水系统截污倍数 工程华北雨期间道流污水管设计v-研t-设计初期雨水时间 究污水储池 总污水处理厂院有定期对城市污染区雨水管道进行冲洗， 限不失为部分地区水质维持的理想选择 公司 27水变清-内源治理 为什么要控制或清理城市河道底泥？ 3-PO4 -P（mg/L） 0.80.7中0.6国市0.5政0.4工0.3程0.2华 0.1设 0更换新水后的氮磷释放试验 计研究总院有限 P

15、O4-P NH3-N时间（d）012457895原位稳定 NH3-N（mg/L） 4.54底泥清淤 3.532.521.510.50公更换新水后形成明显的浓度差，加速底泥中氮磷释放司非持续性换水时，换水7 - 10天后氮磷浓度恢复至原状 28中国市政工程华北设计研究总院有限公 司29水变清-内源治理 底泥清淤需要做什么准备？ 泥质调查 泥量调查 处理处置 不同泥层的表观及物理特征 重金属及有害物质含量 淤泥的脱水性能及清液特征 底泥的有机组分含量及特征 总体特征及生态净化需求 不同泥质特征的泥层厚度 不同厚度底泥的面积特征 河道底泥总量的初步测算 底泥清淤方式及对泥质影响 底泥处理及临时堆放场

16、设置 脱泥水的性质及其处理处置 底泥最终处置方式及其出路 底泥清淤工程实施前一定要明确淤泥出路 水流动-生态补水如何实现污水处理厂补水和防洪的结合？ 雨水中管 国市政工程华北 污水管 再生水/雨水管 污水 处理厂 出 水 设计研旱季模式 究总院有污水处理厂仍位于城市下游，并沿河设提升泵房（地势平坦地区或无需提升）和供水管网，旱季将污水处理厂出水引入城市河道，作为河道水体补充水，增加水体径流量 公限司 30水流动-生态补水 如何实现污水处理厂补水和防洪的结合？ 雨水 中管 国市政工程 雨季污水处理厂出水不再回补城市河道，而是直排入河暴雨期间，输水管道或可起到雨水排放或行洪通道作用 华北设计研究总

17、院有限公司 污水管 雨水/再生水管 污水 处理厂 排 出 雨季模式 水 水 水流动-水体循环如何将旁路治理与水体循环有效结合？ 净化设施 管道、暗渠或生态渠道 中国市提升泵政工程华北设计研究总院有对于城市缓流水体，在其下游设置提升泵和必要的净化设施，并通过管道、暗渠或生态渠道的形式将处理后的水引入水体上游，实现水质净化的同时提高水体流动性 限公司 32 水自净-生态修复怎么利用水生生物提升净化能力？ CO2氮O2微生物2无机物氮、磷、矿物质有机物 COO2植物净化水体 1、植物生长和代谢 2、根茎微生物分解 3、根系吸附、网捕 中国市政通过光合作用生成溶解氧， 并通过根茎释放到水中，从而在根茎

18、周边营造好氧环境是水生植物净化水体的重要方式；因此根茎氧传递是生态修复效果的主要影响因素 工程华北设计研究总院水深较深的黑臭水体，不宜采用沉水植物，否则太阳光照射不到，光合作用不能实 现，供氧作用消失，可考虑选用芦苇等挺水植物；相对洁净且阳光充足的水体，宜选 择沉水植物，避免植物过多的吸收空气中的CO2和营养盐，造成二次污染 有限公司 33水变清-内源治理 城市水体能实现底泥原位稳定化吗？ 原位稳定为薄层底泥水体的临时措施历史污染水体清淤是黑臭治理的关键 中国市政工 程硝酸钙 锁磷剂 固化剂华 北设计研究 总 混凝沉淀反应的条件：1、快速混合；2、慢速反应院 底栖生物活动 底泥产气携带 流水冲

19、刷侵蚀 有 河道底泥稳定化形式：1、松散泥层；2、固化泥层限公司 34水变清-水质净化 河道洒药或生物制剂到底有什么作用？ 底栖动厌氧污泥 磷沉淀 化学药剂 溶解态磷 磷酸盐 除磷药剂 磷酸盐 中国市政工程华北设计研究总院有 限 化学除磷药剂或锁磷剂对河道磷的 公 去除通常是不可逆，或者说是有效 司 的，但水体问题会快速反复 35物生物制剂 厌氧污泥 H2S小分子有机物 4N2+PO 3-H2O+CO2有机物 营养盐 生物制剂 实质上是向河道中加入微生物，加速生物反应，但如果不能有效供氧，将加速氧的消耗，并再次引发厌氧恶臭 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 反应环境 生物活性 停留时间 污

20、水处理要素 曝气充氧 投加生物制剂 建坝蓄水 水变清-水质净化 河道真的可以变成污水处理厂吗？ 设施效能 生物安全性 底泥问题 混合不彻底 行业技术难题 水变清-水质净化 河道真的可以变成污水处理厂吗？ 活性微生物 曝气充氧 中国市政工程华北设计研究总院有限公 司城市黑臭水体投加生物菌剂并曝气一段时间后，水真的变清了？ 厌氧污泥 好氧污泥 37其实只是污泥由厌氧变成好氧，如果不持续供氧，还会再次变成厌氧污泥 水变清-水质净化 磁混凝或其他混凝技术能解决黑臭吗？ 中国市政工程华北设 计 研 究 总 院 有 限 公司 38300250200150100500原水一级强化二级标准一级B一级A地表IV类 COD（BOD） 沉淀去除为主 65%（40%）以上 溶解性物质去除率低 TN（氨氮） 沉淀去除为主 氨氮几乎无去除 溶解性 颗粒物 不可常规去除 TP 化学反应和沉淀 55%以上 可部分解决污染问题，但对溶解性污染物和氨氮的去除能力有限，可作为人工湿地等的预