治理黑臭水體何處發(fā)力?
當(dāng)前,我國污水處理率不斷提高,但城市水體黑臭現(xiàn)象依然存在。 2015年4月16日出臺的《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)明確提出:
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到2020年,地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi);
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到2030年城市黑臭水體得到消除。
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各省、市也均出臺黑臭水體治理相關(guān)文件。
近日,《水工業(yè)市場》雜志約請了專業(yè)人士,就目前我國城市黑臭水體治理的相關(guān)問題展開深入交流與探討。
1國內(nèi)城市水體黑臭的現(xiàn)狀及原因
城市水體大面積受污染,引起水體富營養(yǎng)化,形成黑臭水體。
在我國城市化和工業(yè)化進(jìn)程加快的過程中,由于水污染控制與治理措施滯后,或者能力有限與水平低下,一些城市水體尤其是中小城市水體,直接成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活廢水的主要排放通道和場所,導(dǎo)致城市水體大面積受污染,引起水體富營養(yǎng)化,形成黑臭水體。河流黑臭現(xiàn)象最早出現(xiàn)在上海蘇州河,隨后南京的秦淮河、蘇州的外城河、武漢的黃孝河和寧波的內(nèi)河等,均出現(xiàn)不同程度的黑臭現(xiàn)象。
在微生物產(chǎn)生的種種異味中,現(xiàn)在最有代表性也對水質(zhì)影響最大的是一些放線菌代謝產(chǎn)生的一類具有特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。它們是引起水體臭味的主因。
當(dāng)河水遭受嚴(yán)重有機(jī)污染時,微生物好氧分解使水體中耗氧速率大于復(fù)氧速率,溶解氧逐漸被消耗殆盡,造成水體缺氧。在缺氧水體中,有機(jī)污染物被厭氧分解,產(chǎn)生不同類型的黑臭類物質(zhì)。鐵錳無機(jī)離子被還原并與有機(jī)污染物絡(luò)合,形成“黑”色的復(fù)合物。在微生物產(chǎn)生的種種異味中,現(xiàn)在最有代表性也對水質(zhì)影響最大的是一些放線菌代謝產(chǎn)生的一類具有特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。這些微量有機(jī)物實(shí)際上是引起水體臭味的主因,因?yàn)樗鼈兊拈撝岛艿停灰可杏?.002-0.02μg,就會讓人聞到強(qiáng)烈的臭味,而且用傳統(tǒng)的方法很難被去除。
2城市黑臭水體治理上存在的問題和困難
從客觀規(guī)律來講城鎮(zhèn)水體排污量相對較大,污染比較集中,很多城鎮(zhèn)水體缺少徑流量,沒有生態(tài)流量,水質(zhì)改善見效慢,而且治理城鎮(zhèn)黑臭水體涉及規(guī)劃、建設(shè)、市政等部門,工作內(nèi)容涉及方方面面,所以治理起來相對較難。
近些年,國內(nèi)一些地方,如上海、山東、江蘇、廣東等省市已陸續(xù)開展了城市水體環(huán)境綜合整治工作。但總體而言,成功案例不多,教訓(xùn)卻很多。主要存在以下問題:首先是系統(tǒng)性不足,各地往往把綜合整治理解為各類工程措施或者項(xiàng)目的“打包”、“一鍋燴”。治理措施與水環(huán)境質(zhì)量改善關(guān)聯(lián)不密切,忽視了水體治理的系統(tǒng)性。其次是治理手段比較單一,有些地方將水體治理視為政績工程,愛用護(hù)岸、筑壩、搞人造景觀等“三板斧”,項(xiàng)目建設(shè)不是以改善水質(zhì)為目標(biāo)。還有不少項(xiàng)目采取河道加蓋、建設(shè)閘壩、“三面光”等過多的強(qiáng)干預(yù)的非生態(tài)化措施。很多地方的黑臭水體治好后一段時間又反彈,說明這些形象工程其實(shí)是打著生態(tài)文明的旗號,干的則是非自然、非生態(tài),甚至是破壞生態(tài)系統(tǒng)的事。另外,項(xiàng)目沒有建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、定額規(guī)范和配套管理的制度,也是地方在黑臭水體治理時存在的問題。
3國外黑臭水體整治的工程技術(shù)選擇
完善的污水截流與收集系統(tǒng)
城市污水處理廠尾水生態(tài)化處理
初期雨水處理
隱性污染源治理
生態(tài)堤岸
水體生態(tài)凈化
生態(tài)補(bǔ)水
4我國黑臭水體修復(fù)的主要工程治理技術(shù)路線
城市河道的黑臭治理應(yīng)遵循“外源減排、內(nèi)源清淤、水質(zhì)凈化、清水補(bǔ)給、生態(tài)恢復(fù)”的技術(shù)路線。
外源減排和內(nèi)源清淤是基礎(chǔ)與前提,水質(zhì)凈化是階段性手段,水動力改善技術(shù)和生態(tài)恢復(fù)是長效保障措施。
包括城市截污納管和面源控制兩種情況。針對缺乏完善污水收集系統(tǒng)的水體,通過建設(shè)和改造水體沿岸的污水管道,將污水截流納入污水收集和處理系統(tǒng),從源頭上削減污染物的直接排放。對尚無條件進(jìn)行截污納管的污水,可在原位采用高效一級強(qiáng)化污水處理技術(shù)或工藝,避免污水直排對水體的污染。城市面源污染控制技術(shù)主要包括各種城市低影響開發(fā)(如海綿城市)技術(shù)、初期雨水控制技術(shù)和生態(tài)護(hù)岸技術(shù)等。水體周邊垃圾的清理是面源污染控制的重要措施。
即清淤疏浚技術(shù),通常有兩種:一種是抽干湖/河水后清淤;另一種是用挖泥船直接從水中清除淤泥。后者的應(yīng)用范圍較廣。清淤疏浚能相對快速地改善水質(zhì),但清淤過程因擾動易導(dǎo)致污染物大量進(jìn)入水體,影響到水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,具有一定的生態(tài)風(fēng)險。
城市黑臭水體的水質(zhì)凈化技術(shù)主要包括:人工曝氣充氧、絮凝沉淀技術(shù)、人工濕地技術(shù)、生態(tài)浮島、穩(wěn)定塘等。德國薩爾河、英國泰晤士河、澳大利亞天鵝河、中國的蘇州河等治理中都采用了曝氣增氧的方法。
對于納污負(fù)荷高、水動力不足、環(huán)境容量低的城市黑臭水體治理,該技術(shù)效果明顯。但調(diào)用清潔水來改善河水水質(zhì)應(yīng)盡量采用非常規(guī)水源,同時在調(diào)水的過程中要防止引入新的污染源。
包括城市河道富營養(yǎng)化的控制(關(guān)鍵在于磷的控制)技術(shù)、藻類生長人工控制技術(shù),以及水生態(tài)修復(fù)技術(shù)。
5城市黑臭水體的治理技術(shù)
針對城市黑臭水體的治理技術(shù)主要包括:物理型技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、人工復(fù)氧技術(shù)。
物理型技術(shù)主要包括截污、調(diào)水、清淤等水利工程。這三種物理型技術(shù)都在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用,并發(fā)揮了良好的作用。但是,三種技術(shù)都受相關(guān)條件的限制,從而影響治污效果。如“截污”需要具備完善的污水管網(wǎng)和污水處理廠,“調(diào)水”需要有充沛的水資源,“清淤”需要實(shí)現(xiàn)外來污染源的有效控制避免后續(xù)淤積。
生物修復(fù)技術(shù)是利用特定的生物(包括微生物:土著或外源微生物以及植物等)在一定的條件下對被污染水體進(jìn)行修復(fù)。但微生物也不能夠降解所有的污染物,將生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于黑臭水體治理時,必須與其他環(huán)境工程技術(shù)如截污、清淤等結(jié)合同步進(jìn)行,否則會由于外源污染物的不斷注人,底泥污染物的不斷釋放影響生物修復(fù)的效果,甚至?xí)?dǎo)致功虧一簣。
目前,在我國景觀水體修復(fù)中應(yīng)用最廣泛和有效的是人工復(fù)氧技術(shù),大量實(shí)踐證明其是一種有效的工程措施。主要方式包括水力循環(huán)曝氣、空氣曝氣、純氧曝氣、投加氧化劑等。
溶解氧在河水自凈過程中起著非常重要的作用,如果單靠天然曝氣,河水的自凈過程將非常緩慢。關(guān)于人工曝氣復(fù)氧技術(shù)的研究,國外大多集中在19世紀(jì)七八十年代,國內(nèi)近年來也開展了大量的研究。目前該技術(shù)已趨于成熟,新的研究主要集中在原有設(shè)備的改進(jìn)、具體方式的優(yōu)化或與新技術(shù)的結(jié)合等方面。雖然河道曝氣在國外已經(jīng)開展了40多年,但在我國,除了在北京、重慶和上海等地的小河道治理中使用過河道曝氣技術(shù),尚未在河道大規(guī)模綜合治理中應(yīng)用過。
6治理黑臭水體,要采取以下管理對策
建立以溶解氧為核心指標(biāo)的評價體系;先截污后修復(fù),以綜合手段治理;改善生態(tài)條件,讓水流動起來;構(gòu)建岸邊綠化帶,增強(qiáng)水體自凈能力。
黑臭水體治理的關(guān)鍵是改善水體的溶解氧狀態(tài),使水體由低氧/厭氧狀態(tài)恢復(fù)到正常的好氧狀態(tài)。國家重大水專項(xiàng)相關(guān)研究成果,建議以溶解氧為核心,建立包括臭閾值、透明度、色度等4項(xiàng)指標(biāo)黑臭水體評價體系。
在流域尺度上采取污染源治理等截污措施,能夠大幅度削減入河污染負(fù)荷,是消除黑臭問題的首要舉措。同時將河岸帶修復(fù)、人工充氧等河道內(nèi)工程措施作為污染負(fù)荷削減的重要補(bǔ)充手段,進(jìn)一步降低污染水平。在河流水質(zhì)得到有效改善的基礎(chǔ)上,通過水生生物的恢復(fù),逐步實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)修復(fù),達(dá)到消除黑臭的目的。
我國大多數(shù)城鎮(zhèn)河流水深為1-3m,在一般條件下,大氣氧可以穿透上覆水體到達(dá)河流沉積物表層。然而,由于排污加劇,水體表面形成缺氧躍變層。一般情況下,維持河流水體流速0.4-1.0m3/s,就可以打破溶氧躍變層形成的理化條件,使得水土界面層的溶氧維持在3mg/L以上,可以有效控制水體底質(zhì)污染。流水不腐,是緩減甚至基本消除河流黑臭的關(guān)鍵因素。
徹底清除沿河垃圾,嚴(yán)格控制污染源直排,對岸邊帶進(jìn)行綠化改造,恢復(fù)其自然狀態(tài)。
各地方政府應(yīng)首先做好排查,摸清城市黑臭水體的現(xiàn)狀,提出有針對性的治理方案,然后一河一策地去做一些工作,引導(dǎo)老百姓參與到環(huán)境治理中,建立以老百姓感官為重點(diǎn)的考核評判體系。在技術(shù)路徑上,應(yīng)該遵循截污優(yōu)先、治理為本、開源節(jié)流、生態(tài)恢復(fù)、系統(tǒng)治理的原則。截污是根本;把管網(wǎng)建設(shè)好,做好污水處理,是關(guān)鍵;再做好開源節(jié)流以及加強(qiáng)管理等方面的工作。
特別要指出的是,城鎮(zhèn)黑臭水體的治理涉及到治和管兩方面,治好以后管理不到位也會反彈。所以要強(qiáng)力推進(jìn)長效管理機(jī)制,堅持工程建設(shè)與長效管理兩手抓。
黑臭水體的消除是一個系統(tǒng)工程,需要對各地水體黑臭的原因進(jìn)行排查,根據(jù)地域差異、污染現(xiàn)狀,通過黑臭水體污染成因分析和耦合技術(shù)研究,從全面改善水環(huán)境質(zhì)量、恢復(fù)水生態(tài)健康安全出發(fā),按照人水和諧和水健康循環(huán)的治理理念,從污染物治理、河流水體、護(hù)岸護(hù)堤入手,構(gòu)建黑臭水體修復(fù)的技術(shù)體系,并體現(xiàn)物質(zhì)相容性、結(jié)構(gòu)多樣性、生態(tài)經(jīng)濟(jì)、和諧開放性的原則,建立黑臭水體修復(fù)的系統(tǒng)設(shè)計方案。
具體而言,黑臭水體修復(fù)的技術(shù)體系構(gòu)建主要包括三個方面:
1污染控制與治理技術(shù)
嚴(yán)格控制入河污染物是其修復(fù)的一個重要前提,從污染物產(chǎn)生源頭控制污染物產(chǎn)生,并通過截污對產(chǎn)生點(diǎn)源、面源以及隱形污染源進(jìn)行綜合治理
2水體修復(fù)技術(shù)
在“截污、控污”的基礎(chǔ)上,對污染嚴(yán)重的水體通過進(jìn)一步實(shí)施水質(zhì)改善技術(shù)和生境修復(fù)技術(shù),逐步恢復(fù)水體的自我調(diào)節(jié)、自我恢復(fù)的功能,加速改善河流水體水質(zhì)
3流域河道治理技術(shù)
從恢復(fù)河道聯(lián)通性、滲透性、維持生境需水量、調(diào)蓄雨洪入手,通過實(shí)施河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)、雨洪調(diào)蓄技術(shù)以及基底修復(fù)技術(shù),逐步恢復(fù)水體的防洪排澇和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。
(本文摘錄自“水工業(yè)市場雜志”)