城市黑臭河道分級(jí)與判定
水體黑臭污染指數(shù)主要根據(jù)氨氮含量和溶解氧飽和率確定,黑臭污染指數(shù)=氨氮含量實(shí)測(cè)值(mg/L)/(溶解氧飽和率+0.4)。當(dāng)黑臭污染指數(shù)>5 時(shí),河水出現(xiàn)黑臭。
對(duì)黑臭水體程度進(jìn)行分級(jí)判定,以透明度、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、氨氮和其他能反映水體現(xiàn)狀的指標(biāo)為評(píng)價(jià)指標(biāo),將黑臭水體細(xì)分為“輕度黑臭”和“重度黑臭”兩級(jí)。水質(zhì)檢測(cè)與分級(jí)結(jié)果為黑臭水體治理計(jì)劃制定和整治效果評(píng)估提供重要參考。
水體黑臭程度分級(jí)判定時(shí),沿黑臭水體每200~600m間距設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),每個(gè)水體的監(jiān)測(cè)點(diǎn)不少于3個(gè)。取樣點(diǎn)一般設(shè)置于水面下0.5 m處,水深不足0.5 m時(shí),設(shè)置在水深的1/2處。
城市黑臭河道狀況調(diào)查與分析
1 水質(zhì)分析
水質(zhì)分析前首先用水位尺測(cè)量河道不同位置的水位情況。沿黑臭水體每200~600 m間距設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),取樣點(diǎn)一般設(shè)置于水面下0.5 m處,水深不足0.5 m時(shí),設(shè)置在水深的1/2處,每條河道監(jiān)測(cè)點(diǎn)不少于3個(gè),監(jiān)測(cè)次數(shù)不少于3次?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)DO、pH、ORP及流速,用采樣器取水樣,實(shí)驗(yàn)室分析水樣的CODmn、氨氮、硝氮、總氮(TN)、總磷(TP),確定水體污染情況及主要污染因子。
2 底泥分析
底泥是水體各種污染物的源和匯。進(jìn)入水體的污染物質(zhì),可通過(guò)沉淀、吸附、生物吸收等多種途徑進(jìn)入底泥,而底泥中的污染物質(zhì)在一定的條件下又會(huì)從底泥中重新釋放出來(lái)進(jìn)入上覆水。當(dāng)外部污染源得到有效控制后,底泥對(duì)上覆水體的影響就突顯出來(lái),成為潛在的污染源,底泥中氮、磷、有機(jī)質(zhì)向上覆水體中的持續(xù)釋放仍會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,因此對(duì)底泥進(jìn)行分析治理顯得尤為重要。
底泥分析時(shí)每條河道取樣點(diǎn)不少于3個(gè),監(jiān)測(cè)次數(shù)不少于3次,利用采泥器采集水體的底泥樣品,樣品在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行底質(zhì)分析,分析指標(biāo)包括pH值、有機(jī)質(zhì)、總氮、氨氮、總磷等。通過(guò)分析確定底泥主要污染物及其含量,并對(duì)內(nèi)源污染負(fù)荷做出評(píng)價(jià)。
3 污染源調(diào)查
城市河道外源污染主要可分為點(diǎn)源污染和面源污染。不同的污染物來(lái)源,其相應(yīng)的污染控制措施也不同。因此,在合理控制與治理河道污染之前,應(yīng)對(duì)污染源進(jìn)行細(xì)致調(diào)查,全面分析造成水體污染的原因。
面源污染主要是初期雨水、農(nóng)業(yè)污染等都是河道面源污染的主要來(lái)源,具有面廣,難以控制的特點(diǎn)。因此需要對(duì)不同河段降雨徑流、自由降落的雨水和農(nóng)業(yè)污染及其對(duì)河道的影響進(jìn)行試驗(yàn),分析其對(duì)河道所產(chǎn)生的影響。
點(diǎn)源污染是指大中型企業(yè)和住宅區(qū)等某一固定排放點(diǎn)以點(diǎn)狀形式集中排放而使河道水體造成污染的發(fā)生源。一般情況下污水直接排放進(jìn)入河道是最主要的外源污染。在長(zhǎng)期的河道治理工作中,一直在對(duì)城市河道進(jìn)行截污,但由于偷排漏排、雨污合流管道、城市部分地區(qū)排水系統(tǒng)不完善等多種原因,仍有大量污水進(jìn)入城市河道,進(jìn)而影響河道水質(zhì)。在治理河道污染之前,針對(duì)外源污染,首先應(yīng)對(duì)河道排污口位置進(jìn)行排查,記錄河道沿岸排污口數(shù)量、類型及位置。對(duì)每個(gè)排污口連續(xù)監(jiān)測(cè)若干天,分析各個(gè)排污口的排水特點(diǎn)及水量、水質(zhì),根據(jù)分析結(jié)果對(duì)河道進(jìn)行合理控制與治理。
城市黑臭河道治理方案設(shè)計(jì)
根據(jù)調(diào)研結(jié)果和河道現(xiàn)狀分析,確定治理目標(biāo),選擇技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上合理可行的工藝路線,必要時(shí)進(jìn)行分階段治理并確定每個(gè)治理階段的具體目標(biāo)和實(shí)施方案,進(jìn)行完整的方案設(shè)計(jì)。
城市黑臭河道治理技術(shù)
1 生態(tài)清淤
生態(tài)清淤主要要求和目的:清除表層污染嚴(yán)重的底泥,削除內(nèi)源污染;盡量減少泥沙攪動(dòng),并采取防擴(kuò)散、泄漏措施,杜絕“二次污染”現(xiàn)象的發(fā)生;清除淤積底泥同時(shí)保證原裝底泥不被破壞,以利于水生植物、水生生物種群重建;余水達(dá)標(biāo)排放;對(duì)清除的底泥進(jìn)行安全處理,避免污染物對(duì)環(huán)境的次生污染。
生態(tài)清淤是一個(gè)復(fù)雜的施工工程且具有一定的針對(duì)性,對(duì)具體的清淤過(guò)程,綜合考慮工程的地理環(huán)境、水體特征、污染物種類、污染物含量等因素進(jìn)行針對(duì)性工藝設(shè)計(jì),選擇合適的清淤設(shè)備,保證底棲生態(tài)環(huán)境不被破壞,降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
通過(guò)對(duì)河道進(jìn)行生態(tài)清淤,可有效減少河道內(nèi)總氮、總磷含量,降低河道污染物的存量,對(duì)減少河段污染負(fù)荷、改善河道水質(zhì)有明顯作用。
2 曝氣增氧技術(shù)
針對(duì)黑臭水體嚴(yán)重缺氧的特點(diǎn),人工向水體中投入空氣(或氧氣),主要通過(guò)微孔曝氣機(jī)、水下射流機(jī)、水景噴泉等設(shè)備,對(duì)水體進(jìn)行曝氣復(fù)氧及造流。
曝氣增氧原理是水體中的溶解氧與黑臭物質(zhì)(如H2S、FeS等)之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng),且具有反應(yīng)速率快的特點(diǎn)。由于黑臭物質(zhì)(還原物)的耗氧量是化學(xué)耗氧量(COD)的一部分,這部分物質(zhì)的去除亦可降低水體的化學(xué)耗氧量(COD)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)河道充氧可以使處于厭氧狀態(tài)的較松散的表層底泥轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)的較密實(shí)的表層底泥,因而可以減緩深層底泥中污染物向上覆水體的擴(kuò)散。此外,水體曝氣復(fù)氧還可以減緩底泥釋放磷的速度,從而消除黑臭,改善河流水質(zhì)。從而加快恢復(fù)黑臭狀態(tài)的河道正常的水生態(tài)系統(tǒng)。
3 人工水動(dòng)力循環(huán)技術(shù)
南京領(lǐng)先環(huán)保發(fā)明了太陽(yáng)能循環(huán)復(fù)氧技術(shù),該技術(shù)以太陽(yáng)能為能源,綠色環(huán)保,管理簡(jiǎn)便,將太陽(yáng)能為轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,并結(jié)合流體力學(xué)以及水生生態(tài)學(xué)的相關(guān)原理形成獨(dú)到的復(fù)氧和水循環(huán),能夠使受損水體生態(tài)系統(tǒng)得以快速修復(fù)。
4 生物強(qiáng)化技術(shù)
生物強(qiáng)化技術(shù)是直接向污染河道水體投加經(jīng)過(guò)培養(yǎng)篩選的一種或多種微生物菌種,實(shí)際上是外源微生物投放技術(shù),向水體中添加一定量的微生物制劑,能夠加速水體中污染物降解,增強(qiáng)水體的自凈功能,應(yīng)用的微生物制劑主要包括美國(guó)的Clear-Flo 系列菌劑、LLMO(Liquid live microorganisms)生物活性液、日本的有效微生物菌群(Effective microorganism,EM)、中國(guó)的光合細(xì)菌(Photo-synthesis bacteria,PSB)、硝化細(xì)菌、放線菌等。
5 微生物促生技術(shù)
微生物促生技術(shù)是向污染河道水體投加微生物促生劑(營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)),促進(jìn)“土著”微生物的生長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)自然界中污染物降解者-土著微生物的促生作用,為之創(chuàng)造一個(gè)能順利完成自然降解功能的環(huán)境,強(qiáng)化污染環(huán)境的自凈能力,加速對(duì)有機(jī)污染物的分解。
利用促生液中含有的促進(jìn)微生物生長(zhǎng)、解毒及污染物降解的有機(jī)酸、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、緩沖劑等組分,促進(jìn)土著微生物的繁殖和生長(zhǎng),增強(qiáng)微生物降解污染物的能力。試驗(yàn)表明,在處理水力負(fù)荷為0.2~0.5—河水/m3河道容積?d,水力停留時(shí)間為2~5d,水溫為10~20℃時(shí),經(jīng)處理后可使水體消除黑臭,CODcr、BOD5等均有明顯下降,水體透明度上升,水體的DO濃度升高甚至能達(dá)到飽和。對(duì)水體中生物種類及組成的檢測(cè)結(jié)果表明,代表水體受有機(jī)物污染程度的異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)下降了1~2個(gè)數(shù)量級(jí),代表水體厭氧狀態(tài)的反硫化細(xì)菌數(shù)減少了2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。
6 底泥生物氧化技術(shù)
底泥生物氧化是通過(guò)土著微生物定向擴(kuò)增,就地大量繁殖土著微生物,利用土著微生物、各種電子受體、共代謝底物等生物氧化組合技術(shù)生產(chǎn)出藥物,通過(guò)靶向給藥技術(shù)直接將藥物注射到河道底泥表面,對(duì)河道黑臭底泥進(jìn)行生物氧化,可有效降低底泥有機(jī)物含量和耗氧速率,提高底泥對(duì)上覆水體的生物降解能力,促進(jìn)底泥微量營(yíng)養(yǎng)釋放和藻類生長(zhǎng)生物修復(fù)是指利用特定的生物吸收、轉(zhuǎn)化清除或降解環(huán)境污染物,從而使受污染環(huán)境能夠部分或完全地恢復(fù)到初始狀態(tài)。
7 生物膜技術(shù)
生物膜技術(shù)是一種為參與污染物凈化的微生物、原生動(dòng)物、小型浮游動(dòng)物等提供附著生長(zhǎng)條件的設(shè)施。它是在固定支架上設(shè)置生物填料,使大量參與污染物凈化的生物在此生長(zhǎng),由于其固著生長(zhǎng)而不易被大型水生動(dòng)物和魚類吞食,使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)增加,可強(qiáng)化河湖水體的凈化能力。生物膜表面積大,可為微生物提供較大的附著表面,有利于加強(qiáng)對(duì)污染物的降解作用。
生物膜其反應(yīng)過(guò)程是:
①基質(zhì)向生物膜表面擴(kuò)散
②在生物膜內(nèi)部擴(kuò)散
③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
④代謝生成物排出生物膜
生物膜法處理的機(jī)理是使工程菌和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在填料或某些載體上生長(zhǎng)繁育,形成膜狀生物污泥,污水與生物膜接觸時(shí),污水中的有機(jī)污染物、藻類、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物,被生物膜上的微生物所攝取,使污染水體得到凈化,微生物自身也得到繁殖。這種處理方法能夠有效的去除污水中有機(jī)污染物,降低污染物總量,使水體得到凈化,在黑臭河道治理中得到了應(yīng)用。城市重污染河道普遍存在低透明度,低溶解氧和高有機(jī)懸浮物等問(wèn)題,而生物填料具有不受透明度,光照等影響因子限制的特點(diǎn)。因此布設(shè)合理的填料在保持河道通航和排洪等原有功能以及不影響城市景觀的基礎(chǔ)上,可以顯著降低水體濁度,并且削減水體COD、N、P等污染負(fù)荷,提高水體溶解氧含量,從而為后續(xù)的高等水生動(dòng)、植物的生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造有利的前提條件。
8 人工浮島技術(shù)
人工浮島是一種人工建設(shè)的浮體,在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物,漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì),利用生態(tài)工程學(xué)原理,降解、吸收水中的COD、氮、磷等。
普遍認(rèn)為植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用。它的主要機(jī)能是通過(guò)水生植物的生長(zhǎng)使水中的COD、氮、磷等含量均有所降低,起到水質(zhì)凈化的作用,同時(shí)也為鳥類、魚類等生物創(chuàng)造了生息空間,通過(guò)浮島的合理布設(shè)也改善了水體景觀。
9河岸生態(tài)緩沖帶構(gòu)建技術(shù)
河岸生態(tài)緩沖帶是介于河道和河岸之間的生態(tài)過(guò)渡帶,具有明顯的邊緣效應(yīng),具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、滯洪補(bǔ)枯、防止土壤侵蝕、降解環(huán)境污染、對(duì)面源污染和地表徑流營(yíng)養(yǎng)鹽具有阻滯作用,能夠維持生物多樣性 和生態(tài)平衡,保持城市地下水資源平衡,具有調(diào)節(jié)區(qū)域C、N等元素的生物地球化學(xué)循環(huán)等功能。
河岸生態(tài)緩沖帶的構(gòu)建采用多孔滲水路面,其上種植本土樹種,建立喬、灌、草層級(jí)結(jié)構(gòu)功能完善的河道天然植被帶,發(fā)揮其生態(tài)功能。
10 生態(tài)護(hù)坡構(gòu)建技術(shù)
河岸護(hù)坡是河道生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,同時(shí)也影響著河流的穩(wěn)定性及行洪能力,傳統(tǒng)的河岸防護(hù)工程中多采用漿砌或干砌塊石、混凝土、預(yù)制混凝土塊體等結(jié)構(gòu)形式,雖然在保持岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失、保證防洪安全等方面起到了一定的作用,但對(duì)河道景觀環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生了不良的影響,造成水體與陸地環(huán)境惡化和生態(tài)破壞,護(hù)坡硬化割裂了水土聯(lián)系,使河道水、土和生物群落之間物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)受到破壞,加劇了水污染的程度,降低了河流的自凈能力。
河床護(hù)坡的生態(tài)修復(fù)方法是,拆除原有的石塊、混凝土結(jié)構(gòu),將其改造成適合生物生長(zhǎng)的仿自然狀態(tài)的護(hù)坡,護(hù)坡材料采用具有耐久性、抗侵蝕性、抗沖性,同時(shí)具有滲透性和親水性的材料,如天然材料木樁、竹籠、卵石等。在護(hù)岸上種植水生植物和其他植物,植物根系縱橫交錯(cuò)于介質(zhì)和土壤中,增強(qiáng)了河岸帶亞表層強(qiáng)度,增加了河岸的穩(wěn)定性,防止岸坡重力侵蝕;生態(tài)護(hù)岸和河岸水陸交錯(cuò)的生態(tài)活躍區(qū)生長(zhǎng)有水生植物,有利于生物棲息;生態(tài)護(hù)岸水陸交錯(cuò)區(qū)的介質(zhì)和水生等,可通過(guò)滲透、吸收、吸附、滯留、氧化、還原、絮凝、沉淀等物理化學(xué)和生物作用實(shí)現(xiàn)河道水質(zhì)凈化功能。
城市河道處理設(shè)施運(yùn)營(yíng)維護(hù)
整個(gè)工程質(zhì)保期為內(nèi)免費(fèi)維護(hù)和維修,在質(zhì)保期內(nèi)非人為因素出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,按國(guó)家有關(guān)規(guī)定和要求(如無(wú)國(guó)家規(guī)定和要求的,按承諾和廠方“三包”規(guī)定)立即進(jìn)行免費(fèi)維修、免費(fèi)更換有缺陷的零部件、直至免費(fèi)更換新貨物。我公司對(duì)提供的設(shè)備實(shí)行終身維護(hù)。質(zhì)保期后,維修只收取零配件成本費(fèi),免維修費(fèi)。
運(yùn)行期間對(duì)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行維護(hù),包括對(duì)構(gòu)筑物及設(shè)備進(jìn)行常規(guī)維護(hù)和對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維護(hù),保證處理設(shè)施的正常運(yùn)行。處理系統(tǒng)運(yùn)行期間還需對(duì)水生植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù),包括對(duì)枯死植物的更新補(bǔ)植、對(duì)殘梗敗葉的及時(shí)清澇和對(duì)長(zhǎng)勢(shì)茂盛植物的收割及控制等,以保證水體的美觀與潔凈。處理過(guò)程中對(duì)水質(zhì)進(jìn)行定期跟蹤監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決,保證處理效果達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。