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技术盘点 | 城市黑臭水体治理技术体系,请看这里!
2020-06-10


近年来,我国城市水环境污染问题严重,城市河道中的水体被大量的污染物如碳、氮、磷等污染,形成黑臭水体。河道环境治理作为城市化建设的重要部分,需要对黑臭水体进行评价并制定合理的治理政策和对策,才能使城市河道黑臭水体污染问题得到解决。




城市河道水环境黑臭的主要原因


一、黑臭水体成因:

水体黑臭是一种生物化学现象,当水体遭受严重有机污染时,有机物的好氧分解使水体中耗氧速率大于复氧速率,造成水体缺氧,致使有机物降解不完全、速度减缓,厌氧生物降解过程生成硫化氢、氨、硫醇等发臭物质,同时形成黑色物质,使水体发生黑臭。水体黑臭是严重的水污染现象,使水体完全丧失使用功能,并影响景观以及人类生活和健康。



水体缺氧/厌氧条件下:



二、黑臭污染源分析:




■ 水体有机污染

河流作为城市中的重要组成部分,在促进城市经济发展与社会进步中发挥了重要作用。但同时,城市发展排放的污水会流入河道中,其中的生活污水夹杂着大量的碳、氨等有机物质。水作为厌氧微生物的生存载体,将会繁殖大量的厌氧微生物。生活污水与工业废水在河道中不断积累,是造成城市河道黑臭水体的主要原因之一。

 

■ 底泥与底质再悬浮

城市河道中包含大量的污染物,可分为悬浮物与固体颗粒,这些物质无法与水相融,随着时间的推移将会生成底泥,从而出现底泥污染现象。底泥作为污染物大量繁殖的主要载体,主要包含放线菌与蓝藻,经过厌氧反应之后生成污染物质,造成水体的黑臭现象。河道水体的底泥中包含大量的硫化铁与硫化亚锰,这些物质会在水中出现氧化反应,生成有色物质铁与锰,造成水体发黑。




■ 水体热污染

城市河道黑臭水体的主要影响因素为水温增高,水体的温度与水中生物和微生物存在较大联系。随着热电厂、大型工业生产厂的数量逐渐增加,它们将大量没有经过处理的冷却水排放到河道中。相关研究数据显示,河道水体的黑臭问题在水体为25℃时最严重。在该温度条件下,水体中的放线菌获得较高的繁殖能力,通过繁殖将其中的有机物分解,进而造成水体恶臭产生。

 

■ 水动力不足

对于断头浜、束水段,流速缓慢或几乎不流动,流向、流态呈随机变化,水体之间交换紊乱,严重影响水体循环,减小水网的水环境容量,使得水体自净能力减弱,水体复氧能力衰退,引发水质恶化。

 

■ 其他因素

工业污水中的重金属会在河道水体中悬浮,也是造成水体黑色的主要原因;部分河涌两侧堤岸均为浆砌石直立挡墙,降低水体与土壤和植物的交互作用,同时降低了水体的自我净化功能,这也是水体恶化的原因之一;现状管网缺乏定期清淤,导致管道中沉积大量淤泥,而这些淤泥在暴雨时,随雨水一起排入河涌,造成河涌水体污染;城市中部分河道还承担着航运功能,在河道中航行的船舶会使大量的垃圾、生活污水排放到河道中。另外,船舶在运行过程中,会搅动水体底部的大量沉积物,使底泥中的颗粒呈现悬浮状态。




黑臭水体整治的技术体系


城市河道黑臭水体是导致生态环境恶化的重要因素,因此必须加快推进黑臭水体的整治工作。在黑臭水体整治中,点源、面源及内源污染是重中之重,是其他整治的基础,需对外源进行拦截,并对内源污染进行控制,再配合其他整治手段进行系统性治理,达到消黑消臭的目的,不断提升水体自净能力及生态功能,逐步实现水体的长制久清。



■ 外源拦截

大量外来污染源进入水中是水质变黑臭的根本原因,所以对外来污染物进行拦截是整治河道的前提基础。污染源可以依据其进入的方式划分为点源与面源。生活中的污水、工业废水、餐饮污水和规模化畜禽养殖污水等都属于点源;初期雨水、农田径流、鱼塘换水等都属于面源。

点源污染在选取预处理方式往往是将污染物的类型作为标准,预处理达到标准以后将水排进水体或者排进城市污水处理厂中进行处理之后再排入河道,面源污染现阶段一般结合海绵城市的构建,利用雨水花园、透水砖替代硬化路面铺装等方法来对径流污染进行减弱,农田径流及鱼塘换水需要政府相关部门加强管控措施解决污染河涌问题。

拦截外部污染源的关键就是建立优质的污水处理系统以及建立健全的排污管网,保证截流后的污水通道通畅及末端处理高效。

 

■ 内部污染控制

控制外部污染源之后,还要做到清理水体中的污染物,这个阶段的控制主要涵盖底泥处理、漂浮物、悬浮物等垃圾清除。当污染物进入水中,不断在水中积累,其中很多污染物就会堆积在水的污泥当中,所以整治黑水臭水的关键手段就是对底泥清淤,现阶段一般利用清淤疏浚的手段主要包含:绞吸挖泥船清淤、挖掘式干法清淤、真空泵冲吸式清淤以及机器人清淤等,需结合河涌水文特性、断面尺寸及周边情况针对性选取相适应的清淤方式。清淤后的底泥配套相应的清淤方式可采用泥驳船、输泥管及污泥罐车等输送方式,将淤泥运送至底泥处理厂或者其他处置单位进行处理和处置。除了淤泥清除及处理处置等工程措施外,还需要对管理进行强化,发挥河长制优势,对河面上漂浮的垃圾进行定期清理,确保河面的清洁,同时加强河涌运维管控,通过水务信息化建设为内源污染控制保驾护航。

 

■ 净化水体

净化水质的原理是对水体中含有的溶解性污染物进行去除,对化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、重金属等污染物的浓度进行降低,来对溶解氧的浓度进行增加、对水体的透明度进行提升,改善水体的质量。水质净化依照不同的修复方法可以划分为:物理净化、化学净化以及生物生态净化等等。

物理净化:利用曝气对溶解氧的浓度进行增加从而提升水体修复的效率,针对需曝气河道水质改善的要求、河道条件、河段功能要求及污染源特征的不同,采用的曝气充氧方式也不同,主要曝气方式包括:鼓风机-微孔曝气、叶轮吸气推进式曝气机、水下射流曝气设备、移动式曝气平台及喷泉式景观曝气机等,通过曝气能够提升水体中DO的含量,推动水体自净能力的提升,更好地修复水体生态系统。

化学净化:利用投加化学试剂来对沉淀的污染物进行絮凝、氧化水体污染物以及沉淀来使净化的目的实现,现阶段用的最多的化学试剂包括:铁盐、铝盐等用在絮凝的絮凝剂、双氧水等用在氧化的氧化剂和生石灰等用在沉淀的沉淀剂。

生物生态净化:通过生态浮床、水生植物修复技术、生物膜技术、微生物菌剂投加等技术加强水体的自净能力,提高水生态功能。在实际工程的技术选用中需根据河道具体情况及整治目标选用单一或者组合的水体净化技术。

 

■ 活水循环

活水循环的原理是向污水水中引进干净的水资源,稀释与扩散水质当中的污染物来使水质得到改善。地表水、循环利用的再生水是目前最常用的清洁水。引水的主要目的是提高河涌景观水位,通过水体流动,改善流域内水环境。通过考虑利用泵站、水闸等水利工程,科学的调水补水,对流域内河涌水体进行补充,并使工程区域内的河网水系河涌形成单向流,使全流域的水体能流动起来,水体循环作用增强,进而提升流域内河涌水体的流量及流速,降低降低水体污染物浓度,减少淤积,增加水体自净能力,将进一步改善流域内河涌水体水质。




鹏凯环境——黑臭水体治理


一、鹏凯SBAF工艺在水质治理中的应用



SBAF是我司自主研发的新型黑臭河道水体水质净化工艺,是磁分离与曝气生物滤池的有机结合。

磁分离技术原理:在水体中投加磁粉,磁粉微小作为晶核,更容易形成矾花,同时大大提高矾花的比重,加快沉淀速度可通过快速沉淀分离或超磁磁盘分离污染物。

通过磁分离可以快速地消除污染河道的黑臭,COD去除率50-85%,总磷去除率80-95%,再通过BAF工艺段去除水中的氨氮及总氮物质,对氨氮的去除率达80%-95%,再通过BAF工艺段去除水中的氨氮及总氮物质,对氨氮的去除率达80%-95%,确保消除黑臭的根因,不再复发。

具有效果快、处理量大、出水好、抗冲击负荷强、占地少、投资少等特点。出水可执行《城镇污水处理厂排放标准》(GB18918-2002)一级标准。


SBAF工艺流程图


SBAF设备技术优势

★    占地少,处理水量大

★    工艺流程短,处理效果好,抗冲击能力强

★    模块化设计制造,施工周期短,维护简单

★    工艺成熟,技术先进,运行成本低




二、鹏凯圆工艺在水质治理中的应用



“鹏凯圆-模块化(装配式)污水处理系统”,主体设备呈多级环状;外圈参考经典氧化沟工艺,通过控制内部回流和曝气量实现短程硝化;内圈集成缺氧段与沉淀池,通过结构设计实现水、气、污泥有效分离,并通过分离后的气体收集后形成大流量的气提,实现泥水混合液在系统内的无动力回流。可非常有效的通过生化去除水体中COD、NH-N、TN、TP、SS等污染物,达到水质排放要求。主要附属设施包括“污泥浓缩+压泥系统”、“加药系统”、“电控系统”和“供风系统”等。操作运行较为简单并可靠。


鹏凯圆工艺流程图



优势与配套处理设施

鹏凯圆-模块化(装配式)污水处理系统,拥有可调控智能曝气系统、低能耗自循环系统、高效好氧三相分离器的应用、自载固体碳源填料、智能运营管理系统等5大核心技术优势,其占地更小、投资更省、建设周期更短、运行更加智能等综合优势引领污水处理产业发展,开启了工厂化预制污水处理系统的新模式。鹏凯 “工程设备化、设备标准化、运维智能化” 三化理念,更能适应环境政策和社会的快速发展的要求。