上海黑臭水体整治技术研究及应用论文_王佳元

上海市水利工程集团有限公司 201612

摘要:上海水体及河道黑臭现象严重,极大影响了市容市貌及及居民生活。文章通过分析污染源的种类,并从截污减排、内源治理、水质净化、生态修复的技术路线出发,归纳总结黑臭水体整治技术,并结合上海工程实践进行研究分析,为城市黑臭水体治理与修复提供一定的参考依据。

关键词:水体整治;技术研究:应用

1引言

随着城市化、工业化进程的加快,污染物排放量不断增加,对城市的水环境造成了极大的影响,出现了季节性黑臭甚至终年黑臭。上海属平原感潮河网地区,黄浦江、苏州河以及众多的中小河道交织形成了复杂的河网水系,由于水位落差小、水力比降平缓、水流速度缓慢,导致污染物难以排出且超过自身净化能力,从而产生淤积黑臭现象[1]。根据《2015上海市环境状况公报》统计数据,上海市259个主要河流断面中水质达到III类的占14.7%,IV类占13.1%,V类占15.8%,劣V类占56.4%,主要污染指标为氨氮和总磷。

2015年4月,国务院颁发了关于城市河道水污染防治行动计划(即“水十条”),根据该要求,上海市政府颁布了《上海市水污染防治行动计划实施方案》,明确到2017年底前,区河道基本消除黑臭;到2020年,基本消除丧失使用功能的地标水体,重点水功能区水质达标比率达78%。2017年上海通过全面排摸全市河湖,落实河长责任,1864条段中小河道已基本消除黑臭,公众满意度测评均在90%以上。同时,根据最新水质监测数据,全市259个主要河流断面水环境功能区达标率为59.1%。

本文针对不同的污染源,归纳总结黑臭水体整治技术,为我国的城市黑臭水体与修复提供一定的参考依据。

2黑臭水体污染源分类

黑臭水体的污染源分为三类[2]:(1)有固定排放点的点源污染,如工业废水和城市生活污水;(2)通过降雨和地表冲刷,将大气和地表中的污染物带入受纳水体的面源污染,如农田中的泥沙、营养盐、农药及其他污染物在地表径流等过程中排入水体造成污染;(3)河流中生物腐败累积形成的内源污染,如水体中的漂浮物、死亡鱼类、黑臭垃圾及底泥等。

黑臭水体污染源[3]

3黑臭水体整治技术

根据不同的污染源,按照截污减排、内源治理、水质净化、生态修复的技术路线进行污染治理。运用物理技术作为黑臭水体整治的基础保障性措施,从源头上遏制污染发生;运用化学和生物技术作为阶段性措施,去除水体有机物,恢复水环境生态功能;最后以生态修复技术作为长效性措施,增强水体流动性并恢复水体生态系统净化功能,以维持水质的长期稳定。

3.1物理技术

3.1.1控源截污

截污是解决污染的根本途径,因此需对重污染源的工厂进行搬迁或污水处理,同时通过对排放污水的合流制管网进行沿河截污干管的设置,减少点源污染的排放量。通过推行生态农业,控制农药、化肥污染,减少面源污染,为污染水体最终净化和恢复提供保障[4]。

3.1.2底泥疏浚

河流底部积累的大量淤泥一经扰动,会向水体释放沉积的污染物,从而使水体变质、泛臭。因此需通过机械或人工清淤疏浚,移除底泥中的污染物,减低内源氮磷负荷[5],控制内源污染。但此方法工程投资费用高,疏浚的淤泥会占用较大的土地面积进行堆放,且后续淤泥处理不当会造成二次污染。

3.1.3环境调水

通过引调清洁水增加水量,稀释污水。同时由于引水水质较好,溶解氧含量高,并可增加水体流速,因此有利于水体提升自净能力,使耗氧污染物降解,河道水质改善。但此方法水资源需求量大,且可能会引起污染河流相连接的区域的污染,无法从本质上解决黑臭问题。

3.1.4曝气充氧

河道曝气充氧的原理是根据受到污染的河流污染后缺氧的特点,人工向水体中充入空气或氧气,加速水体复氧过程,以提高水体中的溶解氧,恢复和增强水体中好氧微生物的活力,使水体中的污染物得以净化,从而改善河流的水质[4]。

3.2化学技术

化学技术指利用化学制剂去除水体臭味、污染物和藻类,从而达到减少水体中内源污染物的目的,主要的方法包括化学絮凝、化学除藻、重金属的化学固定。虽然化学技术治理黑臭水体操作容易、见效快,但由于需要投入大量的化学药剂,因此成本昂贵且容易造成二次污染,仅作为紧急处理手段。

3.3生物技术

生物技术指的是利用生物(包括微生物、植物和动物)的生命活动对水中污染物进行转移、转化和降解,从而净化水体[4]。该技术操作简单,降解速度快,费用低且不产生二次污染,因此在黑臭水体治理中广为推广。生物技术主要包括微生物强化净化、水生植物/动物净化与修复、生态浮岛净化与修复、底泥生物处理与修复、人工湿地净化、稳定塘净化、生物膜净化以及组合生物净化与修复等。其中生态浮岛技术运用无土栽培技术原理,用PVC等材质作为植物的生长载体置于水体表面,通过植物根系吸附水体中大量的悬浮物在表面形成生物膜,并通过生物膜中的微生物吞噬和代谢水中的污染物,最后通过收割植物收割和鱼虾捕捞减少水中的营养盐。同时由于浮岛的遮挡作用,抑制了藻类的光合作用,减少“水华”发生概率,该技术既改善了水质也提升了景观效果。

3.4生态技术

在满足防洪标准要求的前提上,对硬化的河岸进行生态修复,栽种适宜的乔冠草树种,构筑河岸生态体系,通过植物的节流作用避免大量面源污染物进入水体。

4上海黑臭水体综合整治案例

苏州河全场125公里,是上海市重要的自然地表水体,由于长期接纳超过其自净能力的污染物,水质恶化乃至黑臭,严重影响周边居民的生活和上海的城市形象。为消除苏州河黑臭,分期实施了大规模的苏州河环境综合整治工程。工程通过污水截流处理、调水、底泥疏浚、曝气充氧、生态系统重建等手段,取得了显著的显著的成效:

(1)消除黑臭,水质稳定。苏州河干流在2000年基本消除黑臭,2002年以来市区河段的主要水质指标逐渐好转,稳步改善,达到了地表水V类(景观水)的标准。

(2)鱼类回归,支流水质改善。2000年在苏州河污染最严重的断面底泥中发现昆虫幼虫,2001年市区河段出现成群的小型鱼类,目前鱼类品种和数量进一步增加。同时,主要支流消除黑臭,水质明显改善。

(3)河道整洁,市容改观。滨河绿地、公园大幅增加,亲水岸线改善了市民的生活环境,苏州河两岸成为适合居住、休闲、观光的城市生活区。

5结语

黑臭水体的治理工作是一项复杂且系统的工作,需根据黑臭水体的实际情况,合理分析污染因素、生态系统的结构和功能,因地制宜地进行综合治理。随着环保意识的增强,城市的黑臭水体整治工作已取得一定成效。在完成水质治理工作的同时,更重要的是通过恢复水体的生态系统,维持水质的长治久效。在全国全面推行河长制的今天,环保部门及相关单位需更加完善河湖管理制度,从源头控制污染,切实还民“绿水青山”。

参考文献:

[1]李珍明,蒋国强,朱锡培.上海地区黑臭河道治理技术分析[J].净水技术,2010,29(5):1-3.

[2]靳云辉,秦川,郝静,等.关于黑臭水体治理思路及技术措施的探讨[J].净水技术,2010,29(5):1-3.

[3]董倩倩,王青.黑臭河涌整治分析与研究[J].资源信息与工程,2017,32(6):171-172.

[4]吴林林.黑臭河道净化试验研究及综合治理工程应用[D].上海:华东师范大学,2007.

[5]侯天栋.城市黑臭河道治理的探讨[J].科技展望,2014(13):119.

[6]Li W C.Conceptual model for predicting and managing vegetative types in shallow lakes[J].Ecol Eng.,1998,lO:165~178.

论文作者:王佳元

论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期

论文发表时间:2018/9/10

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