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黑臭河道整治技术方案1.项目背景该水体位于重庆市北部新区某区域，该区域规划为中高档及市政府保障房居住区，对景观环境要求高。该河道水体特点为高水位为304.44m，低水位为301.50m，防汛状态高水位为304.67m，河道底标高300.00ｍ。根据一个完整潮汛周期（15天）河网模型计算分析，该河段水流流速小于0.2m/s的情况占63.6％，流速小于0.25m/s的情况占79.4％，水流速度小。水利部门已经对底泥进行疏浚、排水管理部门已对进入水体的合流管进行了截污改造。2.水质情况相关部门完成底泥疏浚、并对合流管的改造后，对水质进行了3个月的跟踪，取样点距离约300m，水质指数平均值见表１。由表１可知，由于水体流动性差，靠水体本身的自净能力，无法达到景观水水质要求。工程河段属于劣V类水体，其中氨氮、磷含量超标2~5倍，水体呈灰黑色，有臭味，河面漂浮杂物多，受污染情况较严重。3.治理目标通过治理，本河道水质要达到的定性指标为清洁、无异味，感观良好，具有较好的透明度，不易长藻类、无臭，不影响感官，具有较好的观赏性；要达到的定量指标为COD≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，TP≤0.1mg/L。4.水体黑臭原理及原因分析4.1水体黑臭原理所谓“黑臭”是水体有机污染的一种极端现象，是由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。Lazaro(1979)指出河流黑臭现象其实是一种生物化学现象——水体中有机物质的厌氧分解。大量有机污染物进入水体，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水体中大量的氧气，使水体转化成缺氧状态，致使厌氧细菌大量繁殖，有机物腐败、分解、发酵，分解为氨氮、腐殖质、硫化氢、甲烷和硫醇等14000多种发臭物质。此过程引起耗氧大于复氧，造成缺氧环境，产生的有臭气体逸出水面进入大气，水中铁、锰等重金属被还原，与水中的硫形成硫化亚铁等化合物，形成大量吸附了FeS、MnS的带负电胶体的悬浮颗粒，使水体变黑、变臭。此外水体本身的色度对黑度也有影响。4.2水体黑臭原因分析根据背景资料，原因分析如下：（1）未截污造成黑臭水体：大量外源性污染物的进入是大部分水体发生黑臭的主要原因。近年来，城市工业废水和生活污水排放量每年都有较大幅度的上升，大量污水往往未经处理直接排入附近的河流中，导致许多城市河流有机污染相当严重，河水溶解氧低，普遍出现季节性或终年水体黑臭现象。（2）缓流型和滞流型造成黑臭水体：根据资料，该河道水体特点为高水位为304.44m，低水位为301.50m，防汛状态高水位为304.67m，河道底标高300.00ｍ。且该河段水流流速小于0.2m/s的情况占63.6％，流速小于0.25m/s的情况占79.4％，水流速度小。由于水位落差较小，又受海水顶托，内河水流缓慢，较易产生淤积黑臭现象。其次水体处于静止状态，只进不出，难与外界交换，易富营养化，形成水华，受到有机污染时最易发生黑臭，失去自净能力。对这类水体需严格限制排入污水的水质和水量，保持其生态系统稳定。（3）乱扔垃圾现象严重，河道生态系统被破坏。（4）水体被污染后，内源底泥释放大量污染物。5.黑臭水体治理与水质长效改善技术选择原则黑臭水体的治理应坚持“因地制宜、综合措施、技术集成、统筹管理、长效运行”的基本原则。根据水体污染程度、污染原因和污染阶段的不同，有针对性地选择治理技术、制定治理措施。根据不同的水文水质特征、不同的治理目标、不同阶段，综合采用不同技术，并进行组合与集成，实现对黑臭水体的治理、水质长效改善和保持。在进行城市黑臭水体治理技术选择时，要遵循“适用性、全面性、经济性、长效性和安全性”原则。适用性——不同治理技术具有不同的特点和适用范围，没有“万能型”的技术，需要根据水体污染程度、污染原因和治理阶段的不同，优先选择适用技术，而不是追求所谓的“新”技术。全面性——在选择治理技术时，不能仅仅从单一方面或依靠单一技术实现水质的改善，而是需要综合、全面考虑各种不同技术的组合，实现对黑臭水体的治理。经济性——在选择治理技术时，应开展不同治理技术方案的综合比选，从中选择经济性可行的技术。长效性——既考虑技术方案实施后的短期效果，更应关注长期水质改善效果和水质稳定性。安全性——要考虑技术实施后对水环境和水生态的不利影响和二次污染。例如，要慎重考虑和谨慎实施向水体中投加化学药剂和生物制剂的技术，以避免造成生态风险；曝气增氧要防范微生物气溶胶带来的健康风险和噪声引起的扰民等问题。6.黑臭水体治理方案遵循黑臭水体治理“系统性、长效性”的原则，遵循“外源减排，内源清淤，补水活水，水质净化，生态恢复”的技术路线，结合上节主要污染原因分析以及水体水质修复与长效保持基本思路，提出了黑臭水体综合整理方案：控源截污，清淤疏浚，垃圾整治，曝气充氧，生态修复。6.1控源截污（已完成）完善污水管网系统，清除点源污染。在河道周边，完善污水截流干管，将现状直接排放的污水截流至污水处理厂处理。在现状雨污合流制区域，结合城市更新改造和海绵城市建设，进行雨污分流制管网建设和改造。加快城中村的改造，完善城市垃圾收运体系。还可推进海绵城市建设，控制面源污染。通过试点区海绵城市建设，把70%的雨水留在源头，通过植草沟、雨水花园、下凹式道路绿化隔离带等措施，利用植物的吸附、砂滤层的过滤等作用净化初期雨水，控制城市面源污染。6.2清淤疏浚（已完成）。通过清淤疏浚来清除水中的底泥、垃圾、生物残体等固态污染物，实现内源污染的控制。对河道采用机械清淤和水力清淤相结合的方式予以清理，在4～5月份，河道水量较少时采用机械清淤，在7～8月份，河道水量较多时，借水力作用进行水力清淤。6.3垃圾综合整治对于垃圾综合整治不足、河道垃圾污染等问题，在河道周边地区进行垃圾收运能力建设。通过配置足够数量的生活垃圾收集、清运的硬件设备，提升环卫工人劳动积极性与周边村民环境意识，逐步提升生活垃圾集中收运比例。针对现有生活垃圾问题开展河道垃圾打捞及拦污网建设工程。河道垃圾打捞分河段、定期、长期进行。6.4曝气充氧由于急流河道能够快速充氧，即水流增加了紊动，增强了氧的传递和扩散，可加速河流水体自净过程，因此对黑臭河流进行人工曝气，可加速水体的复氧过程，迅速氧化有机物厌氧降解时产生的S及FeS等致黑臭物质，有效地改善或缓解黑臭现象。由于河道水流缓慢，溶解氧低，曝气充氧可提高水的溶解氧浓度，提高水体自净能力。6.5生态修复6.5.1生态坡岸传统刚性结构水力护坡往往片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运功能，却忽视了对河流生态平衡、环境保护、城市景观的负面影响。因此，专家们提出通过建设生态护坡来恢复河道的生态环境。所谓生态护坡，就是综合考虑“水安全、水环境、水资源、水景观”的协调，在满足防洪排涝等需求的同时，充分考虑生态效应，把河堤改造成为适合生物生长的水体和土体、水体和植物或生物相互涵养的仿自然状态护坡。由于治理目标中要求需要良好的景观以及原水中氮磷超标，生态坡岸有效的治理方式。6.5.2人工生态浮床生态浮床技术是一项水环境与生态修复兼顾的实用技术，是运用无土栽培技术原理，以高分子材料为载体和基质，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。采用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生植物种植到自然水域水面，并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。与一般目前国内外采用的化学、物理和生物治污技术相比，生态浮床技术的最大优势是能标本兼治，并为水生生物的自然恢复和生存、繁衍营造良好的生境条件，最终达到修复水生态系统的目的。由于生态浮床技术适用于总水量一定，水流速度平缓，适于搭建浮床的中小河道，治理河道氮磷超标以及水流平缓，此技术十分适合。浮床上种植的植物能吸收水中的氮、磷作为营养物质，并通过收获植物体的方式将其带离，对NH3-N、TP和有机物的去除率可达到较高的水平。选择的植物品种以既具很强耐污能力，又具有较大水质净化潜能兼有较好景观效果的普通草本植物为主，如美人蕉类、黑麦草类等。6.5.3恢复水生动植物技术水生动植物是水体的净化器。维护水生物的多样性和生物链，有助于恢复和提高河道的基本功能，提高水体的自净化能力，实现水体生态系统物质和能量输入输出的动态平衡。为此，要做好河道的生态护岸工程，保留必须的湿地和水面。结果表明：此技术对黑臭水体的CODcr净化率可达80％左右,对BOD5和NH3-N的净化率可达90％。微生物和浮游藻类的分析检测结果也表明,此技术技术能够实现黑臭水体生态系统的快速恢复。7.结论重庆市中心城区某黑臭河道通过方案治理，能够实现区域污染物截流，解决恶臭问题，构建景观工程，改善并提升水环境质量。城市黑臭水体的治理是一个复杂的系统工程，为了保障治理措施的科学性、可操作性和治理效果的长效性，应避免“头痛医头，脚痛医脚”，从城市水系统、区域水循环和生态建设的高度进行城市水体综合治理，有效整治城市黑臭水体。事先的黑臭水体成因分析和治理后的长效保持措施不容忽视。此外，还需要建立长效机制，保障城市水体水质长效管理。