8城市黑臭水体治理(第二章)

城市黑臭水体治理技术主讲人：聂小保2018年1月19日概述：由清洁水体说起困境：管理、市场与技术黑臭水体治理技术体系黑臭水体治理与疏浚目录CONTENTS1234概述：由清洁水体说起11.1城市清洁水体1.2清洁水体黑臭化1.3黑臭水体分级标准1.4黑臭水体治理系统方案1.5黑臭水体治理技术方案1.1城市清洁水体清洁水体上覆水沉积物水生生物微生物1.2清洁水体黑臭化干湿尘降面源污染点源污染水利工程滨水景观破碎化、滨水文化缺失水生态系统退化，自净能力丧失黑污泥上浮H2CH4MnFeMnFeMnFeSMnSFeSMnS胶体吸附厌氧反应1.2清洁水体黑臭化厌氧反应臭有机物挥发性烷醇类硫化氢氨气小分子有机胺缺氧1.2清洁水体黑臭化1.3黑臭水体分级标准城市黑臭水体污染程度分级标准截至2016年2月，住建部会同环保、水利、农业等部排查发现，全国295座地级及以上城市中，77座城市无黑臭水体，218座城市中共排查出黑臭水体1861个。特征指标轻度黑臭重度黑臭透明度/cm25~10*10*溶解氧/mg/L0.2~2.00.2氧化还原电位/mV-200~50-200氨氮/mg/L8.0~1515城市黑臭水体分级与判定:＊某检测点4项指标中，1项指标60%以上或不少于2项指标30%以上数据达到“重度黑臭”级别，该检测点应认定“重度黑臭”，否则可认定为“轻度黑臭”。＊连续3个以上检测点认定为“重度黑臭”的，检测点之间区域认定“重度黑臭”；水体60%以上的检测点被认定“重度黑臭”，整个水体应认定为“重度黑臭”。1.4黑臭水体治理系统方案（1）现状调研阶段绘制污染源分布图各排口水样取样分析河道水体取样分析河道底泥取样分析水文水质数据获取（2）控源分析阶段污染源分析管网收集覆盖分析底泥污染物释放分析补充水体来源分析突发性排水事故分析突发雨水径流分析（3）方案设计阶段基亍水体污染综合管理平台改善技术路线设计污染源截污设计水质调运设计景观生态设计雨水径流设计（4）治理实践阶段截污净化工程河道曝气充氧人工湿地净化亲水景观工程底泥稳定药剂APP远程管理（5）水体感知阶段重金属监测水质水量监测无人机监测通过自动监测导入智慧城市水环境管理平台真正实现一河一策1.5黑臭水体治理技术方案治理阶段长效运行阶段“两”阶段“三”部曲“四”技术＊外源污染治理技术＊内源污染治理技术＊补给活水处理技术＊生态修复治理技术外源污染控制技术雨水污染农业面源生活污水点源污染海绵城市分流制管网改造雨量模型.生态湿地岸带修复生态系统现代农业生产技术湿地或滨岸带缓冲系统新建城市污水处理厂污水处理厂提标改造管网收集工业废水处理设施畜禽废水处理设备厌氧氨氧化技术（1）外源污染控制技术工业废水处理设施畜禽废水处理设备厌氧氨氧化技术海绵城市雨污分流雨量模型生态湿地•清淤疏浚，原位掩蔽，淋洗，引水等。•适用所有水体，见效快，工程量大，清淤深度确定困难物理修复•原位、异位生物修复，联合修复技术•彻底，成本低，见效慢，长期维护。生物修复•氧化还原技术，原位钝化技术等。•见效快，药剂消耗，对水体生态环境破坏大。化学修复（2）内源污染控制技术地表水补给再生水补给城市水系连通雨水涵养利用提高城市水体流动性（3）补给活水处理技术生态驳岸水下地形设计生境营造植物修复生态浮岛动物修复人工水草复氧增强河流自然生态系统的恢复是保证长效治理的关键！（4）内源污染控制技术困境：管理、市场与技术22.1理想与现实2.2管理与理念2.3风生水起的市场2.4一招鲜技术“地级及以上城市建成区2020年底前完成黑臭水体治理目标；直辖市、省会城市、计划单列市建成区要于2017年底前基本消除黑臭水体。2.1理想与现实理想之“水十条”现实达标22%轻度黑臭45%重度黑臭33%2.2理念与管理科学治理理念基于城市水环境管理层面的设计规划，借鉴国际先进模型和治理经验，复合型的水体治理方案，科学全面的管理机制，拓展滨水价值空间，实现长治久清。-水体治理不可能靠单项技术实现-应根据实际情况选择最适用的技术包-水体治理应考虑经济成本和长效安全水环境综合治理环境质量提升流域统筹谋划国际团队支持人文精神塑造滨水价值挖掘管理理念转型“三部曲”＊掉以轻心⁃责任感、使命感⁃不难，一抓就灵＊急功近利⁃制定时间表、全面铺开⁃上西医＊病急乱投医⁃全面开放⁃求助游医2.2理念与管理考核标准“三部曲”＊《水十条》＊《地表水环境质量标准》＊《城市黑臭水体整治指南》⁃60%的群众不满意，上黑名单⁃90%群众满意，达标特征指标轻度黑臭重度黑臭透明度/cm25~10*10*溶解氧/mg/L0.2~2.00.2氧化还原电位/mV-200~50-200氨氮/mg/L8.0~15157000亿！2.3风生水起的市场要把节能环保产业培育成我国发展一大支柱产业！2016、2017《政府工作报告》关键词：PPP大并购野蛮人央企大老虎海外投资……2.3风生水起的市场黑臭水体治理市场：跑马圈地低价血拼我们拼的不是技术和产品，而是……我们只做黑臭……你跟了个好老师……2.4一招鲜技术江湖游医⁃一剂灵⁃一针见效黑臭水体治理一招鲜（1）招术A材料制备1材料应用2现场效果2（2）招术B功能强大操作简单效果显著（3）招术C7天黑臭消失15天清澈见底治理前1周后15天后（4）招术D（4）招术D由于普通的河湖水体、工业废水、市政污水中非溶解态污染物一般不带磁性，该技术的就是将不带磁性的污染物赋予磁性，然后通过超磁分离设备进行固液分离，使水体净化。（工艺原理示意见右图）（5）招术E（5）招术E黑臭水体治理技术体系33.1概述3.2外源污染控制技术3.3风生水起的市场2.4一招鲜技术你们搞的都是末端治理、碎片化技术、一招鲜、下三滥手段！——W院士3.1概述3.1概述外源控制技术管网建设污水处理厂新建/改造点源就地处理生态护岸隔离雨水控制和净化内源治理技术底泥疏浚底泥覆盖强化增氧曝气底泥氧化微生物制剂生态修复技术水生动植物恢复生态护岸、浮床水下地形改造河流形状改造生境营造复合型治理方案，根据不同区域和阶段选择最适合的技术，同时保证技术之间的关联性。活水补给技术再生水补给地表水补给水系连通雨水蓄积利用3.1概述河湖黑臭水体治理技术体系3.2外源污染控制技术外源控制技术雨污分流技术雨水蓄集利用技术污水处理厂提标改造污废水零排放之污泥处理（1）雨污分流什么叫雨污分流？＊直排式合流制＊截留式合流制＊完全分流制＊不完全分流制合流制分流制（1）雨污分流雨污分流能结合综合管廊进行吗？＊雨水就近快速排放＊污水集中送至污水厂（1）雨污分流雨污分流容易实现吗？＊现状不清＊成本太高＊技术层面有争议＊妨碍交通＊拆迁困难（1）雨污分流雨污分流后河水就清了吗？主要污染源餐饮废水道路冲洗水初期雨水（1）雨污分流（1）雨污分流灌溉蓄水池雨水管道汇集洁净雨水雨水湿地雨水人工处理UV消毒多介质过滤固液分离市政杂用处理蓄水池河湖景观系统初期雨水初期雨水绿地渗滤系统降雨喷灌利用（2）雨水蓄集利用技术雨水污染物悬浮沉积物营养物质耗氧物质细菌病毒有毒物质（2）雨水蓄集利用技术雨水中污染物来源解析悬浮沉积物交通、工地废气、沉降营养物质绿化腐殖物质营养物质垃圾、废弃物腐殖物质细菌病毒下水道溢流动物有毒物质重金属腐多氯联苯多环芳烃（2）雨水蓄集利用技术雨水径流污染特点随机性累积冲刷时空变化大城区人类活动强度20%初雨集中50%污染物初期雨水处理是污染负荷削减的关键！城市SS（mg/L）COD（mg/L）TP（mg/L）TN（mg/L）兰州750.5337.671.166.15北京7315821.7111.2武汉350-65060-1100.3-0.534.9-6.01美国78.152.80.320.66地表水Ⅴ类标准150400.12初期雨水水质特征分析COD、TP多以吸附态形式存在，初雨处理的关键在于高效固液分离。初期雨水处理技术生物/膜处理物化耐流量冲击耐水质冲击启动快速运行稳定处理负荷高操作简单设备化（2）雨水蓄集利用技术设备高2.7m。直径1.2m；处理能力10m3/h；TSS去除率90%以上，总磷的去除效率在85%以上，总氮的去除率在60%以上，30秒快速基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准化学需氧量(COD)5060100120生化需氧量(BOD5)10203060悬浮物(SS)10203050总氮(以N计)1520－－氨氮(以N计)5(8)8(15)25(30)-总磷(以P计）2005年12月31前建设的11.5352006年1月1日起建设的0.5135（3）污水厂提标改造技术什么叫提标改造？城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918－2002)排放等级适用条件一级A当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时一级B城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域（划定的饮用水水源保护区和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时⁃2005年底，全国设市城市污水处理厂792座，处理能力5725×104m3/d，其中二级以上694座，处理能力4791×104m3/d;⁃2006年底，全国设市城市污水处理厂815座，处理能力6366×104m3/d，其中二级以上处理为689座，处理能力5425×104m3/d。⁃2006年，655个设市城市污水经再生利用总量占污水处理量的4.74％。（3）污水厂提标改造技术为什么要提标改造？指标污水深度处理转盘过滤、滤布过滤、石英砂过滤、膜过滤填料、碳源、水力优化一体化除磷装置(混沉)氯系消毒与紫外结合解决思路配套工艺技术COD、TN、NH3-N生物段强化处理TP病毒、细菌芽孢化学除磷强化消毒（3）污水厂提标改造技术有哪些提标改造工艺技术？SS（3）污水厂提标改造技术圆形沉淀池水力优化及效果平流沉淀池水力优化施工现场氧化沟力优化施工现场出水TSS溢流速度①水力优化（3）污水厂提标改造技术②生物段投加填料生物填料生物池改造现场运行（3）污水厂提标改造技术滤布表面滤布工作与反冲洗示意图③滤布过滤装置示意图现场工作示意图（左：马达；右：盘片）（3）污水厂提标改造技术④反硝化深层过滤⁃固定化生物膜⁃外加碳源⁃深层过滤⁃微絮凝•技术特点•处理效果⁃硝酸盐氮＜1.0⁃TN＜3.0（15）⁃TP＜0.3（0.5）⁃SS＜5.0（10）反硝化滤池工作反硝化滤池反冲洗反硝化滤池出水⑤化学除磷同步沉淀前置沉淀后置沉淀厌氧缺氧好氧絮凝池接触过滤初沉池二沉池M+M+M+M+M+M+：金属沉淀剂（3）污水厂提标改造技术优点降低了生物处理阶段的负荷先进行了化学除磷，生物过程无机污泥含量不会增加缺点不是所有的磷都被水解（有些以多磷酸盐的形式存在）有机负荷的降低会影响反硝化功能产生的污泥量较大（与同步沉淀相比）沉淀剂用量增加（3）污水厂提标改造技术前置沉淀除磷：优点明确的条件多磷酸盐已水解为磷酸盐可被生物去除的磷已被去除不会影响生物处理过程缺点相比其它方式费用更高很可能造成铁或铝的过量为了避免过滤负荷过大，只有少量的磷可以被去除后置沉淀除磷：化学除磷的关键在于混凝剂的选择和投加量优化！原有工程升级改造工程合计工程总投资(万元)18300年总成本(万元)3969.742519.966489.70单位水量总成本(元/m3)0.54380.34520.889年经营成本(万元)2997.381513.294510.67单位水量经营成本(元/m3)0.41060.20730.6179（3）污水厂提标改造技术原有工程升级改造工程合计工程总投资(万元)5499.12年总成本(万元)4051.52737.56789单位水量总成本(元/m3)0.740.501.24年经营成本(万元)21901368.753558.75单位水量经营成本(元