城市黑臭水体治理技术pdf

城市黑臭水体治理技术刘翔教授清华大学环境学院2015年12月3日[e-mail]提纲1城市水体黑臭问题分析2城市黑臭水体治理技术1城市水体黑臭问题分析城市黑臭水体整治•《水污染防治行动计划》第27条整治城市黑臭水体–2015年，地级及以上城市建成区应完成水体排查，公布黑臭水体名称、责任人及达标期限。–2017年，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体。–2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体控制在10%以下。–2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。城市黑臭水体分布状况•黑臭水体所占比例大、影响严重–江苏：约占排查河长的20%。–浙江：约占排查河长的10%。–北京：劣于V类的河长占45%。–广州：黑臭水体比例接近60%。–河南：黑臭河流长度接近30%。•全国–不完全统计，黑臭河流约为6500条2014年全国重点流域水质状况滇池太湖巢湖2014年重要湖泊水质分布82010年海河流域水质分布2014年海河流域水质分布（2014年）北京市：河流94条总河长2274.6km劣V类占45.8%有河皆干，有水皆污城市黑臭水体治理问题•成因复杂，治理难度大–地表水质量标准与污水排放标准失联–工业企业违规排污–城市面源污染（初期雨水、分散畜禽养殖）–合流制溢流污染排放（管网错接、阳台洗衣机排水、餐饮直排）–城市水体缺乏流动–有些城镇垃圾河、黑臭河在百姓房前屋后随处可见•黑臭复发，长效保持难–采取有效措施，可以消除黑臭现象，但容易复发，长效保持难度大我国城市水体管理问题•多头管理，未能形成协同作用。•缺乏总体设计，工程与水质不关联，把河流整治分解为各类工程措施或者项目的“打包”，治理措施与水质改善关联不密切，缺乏系统、科学的总体设计。•各达其标，未实现标准联动，污水排放等污染物控制标准和水环境质量标准之间缺乏联系和协调。•河道非生态化改造，硬化护岸、闸坝拦水、大水面景观等工程措施，阻断了河水自然流动和生态联系，导致河流自净能力减弱，生态系统退化。。•缺乏长效管理的意识和机制，重视工程项目建设，对项目建成后的长期运行管理缺乏考虑，无配套管理制度等。黑臭水体治理要求•一是坚持水质目标导向，落实截污优先、治理为本、开源增流、生态恢复、系统治理等要求。•二是坚持问题导向，解决建成区污水直排等瓶颈问题，制定实施“一河一策”或“分类治理”。•三是坚持工程建设与长效管理两手抓，将水环境保护作为城市发展的刚性约束，创新工程运营维护模式。城市黑臭水体指导文件：《城市黑臭水体整治工作指南》黑臭水体：是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体的统称。判别程序：（政府负责，公众参与）1.根据已掌握信息及投诉情况，初选清单；2.问卷排查（60/100以上可认定）提出清单；3.水质监测，分级（轻度/重度，局部/整体）；4.公布黑臭水体名单及整治计划。5.治理达标：90%以上的满意度。职责分工：1.责任主体：城市人民政府2.信息发布，公众参与3.评估监督：第三方评估，上级核查，公众监督城市黑臭水体整治基本原则•明确目标，整体规划–整治目标、总体方案和具体工作计划•因地制宜，标本兼治–综合应用控源截污、内源治理、生态修复等措施•生态改善，长效保持–修复水生态系统，提升水体自然净化能力•部门联动，政策保障–强化部门协作，鼓励多渠道融资，日常维护管理•强化监管，公众参与–全过程监管，鼓励公众参与，接受社会监督城市黑臭水体治理工作流程城市水体黑臭问题诊断城市黑臭水体分级：特征指标轻度黑臭重度黑臭透明度（cm）25-10*10*溶解氧（mg/L）0.2-2.00.2氧化还原电位（mV）-200–50-200氨氮（mg/L）8-1515注：*水深不足25cm时，该指标按水深的40%取值。关键问题：(1)消除厌氧状态；(2)去除COD、氨氮。我国水污染物排放来源分布2014年COD总排放量2294.6万吨2014年氨氮总排放量238.5万吨（2014年）总产生量削减量排放量环境容量地表IV标COD（万吨）3492.41197.82294.675030mg/L氨氮（万吨）348.6110.1238.5—1.5mg/L城镇污水处理率90.2%；处理能力478.2亿m3，处理量382.7亿m3，负荷率80%城镇水污染控制状况0100200300400500200920102011201220132014污水处理量（亿m3）COD总量（10万吨）COD排放量（10万吨）COD削减量（10万吨）氨氮总量（万吨）氨氮排放量（万吨）氨氮削减量（万吨）城市水体污水分散直排城市水体污染来源分析管网类型•合流制•分流制•截流制•未纳管城市水体治理技术需求对象问题诊断技术需求外来源上游源上游来水输入通常要大于本地源净化，拦截点源错接漏接，入河占外源负荷20%-30%诊断，改造无法接管，直排占外源负荷10%-20%截污，就地处理面源合流制管网溢流占外源负荷15%-25%减少溢流，控制沉积物分流制管网初雨占外源负荷10%-25%截留，快速处理内源底泥沉积物污染内源释放，耗氧底泥改性或清除河道硬化,渠化,闸坝生态阻断、水体隔断生态恢复水体缓流,滞流,断流自净减弱，甚至丧失缺补充水，缺氧河流水质不善消耗溶解氧，黑臭水质改善，净化2城市黑臭水体治理技术城市黑臭水体整治技术类型•原则：适用性、综合性、经济性、长效性、安全性•类型：控源截污、内源治理、生态修复、其他措施•技术体系：控源截污—截污纳管—面源控制内源治理—垃圾清理，生物残体及漂浮物清理，清淤疏浚生态修复—岸带修复，生态净化，人工增氧其他措施—（开源活水）：活水循环，清水补给—（河水净化）：就地处理，旁路治理城市水体污染主要来源技术思路管网污染源河水底泥水体河道整治技术体系控源截污技术水质改善技术截污纳管面源控制内源治理生态修复开源活水河水净化污染控制水质改善城市黑臭水体整治技术体系1.截污纳管（1）管网改造与沿河截污收集技术适用范围：直排入河污水技术方法：提高污水管网覆盖率合流制/截流制管网改造（分流制）沿河截流管道管网缺陷诊断（错接、混接、漏接管网烟雾/示踪法，流量同步观测平衡法）（2）分散式排污真空排水收集技术适用范围：难以收集的较集中多点直排，不封冻（3）难收集型点源原地适宜性处理技术适用范围：点源原地处理技术方法：BAF/MBR等适宜性处理技术美国，2002，15km/km2日本，2004，25km/km2中国，2010，9km/km22.面源控制（1）合流制管网溢流减少及沉积物控制技术适用范围：合流制管网技术方法：LID技术管道防沉/定点沉积技术（2）分流制管网初期雨水污染控制技术适用范围：分流制管网初雨技术方法：LID/BMP技术滞留-沉淀或旋流-快滤技术•LID技术：雨水花园，生态滞留沟/塘，下沉式绿地，植草沟，可渗透路面，生态屋顶，人工湿地，……总结28单项设施功能控制目标处置方式经济性污染物去除率（以SS计，%）景观效果集蓄利用雨水补充地下水削减峰值流量净化雨水转输径流总量径流峰值径流污染分散相对集中建造费用维护费用透水砖铺装○●◎◎○●◎◎√—低低80-90—透水水泥混凝土○○◎◎○◎◎◎√—高中80-90—透水沥青混凝土○○◎◎○◎◎◎√—高中80-90—绿色屋顶○○◎◎○●◎◎√—高中70-80好下沉式绿地○●◎◎○●◎◎√—低低—一般简易型生物滞留设施○●◎◎○●◎◎√—低低—好复杂型生物滞留设施○●◎●○●◎●√—中低70-95好渗透塘○●◎◎○●◎◎—√中中70-80一般渗井○●◎◎○●◎◎√√低低——湿塘●○●◎○●●◎—√高中50-80好雨水湿地●○●●○●●●√√高中50-80好蓄水池●○◎◎○●◎◎—√高中80-90—雨水罐●○◎◎○●◎◎√—低低80-90—调节塘○○●◎○○●◎—√高中—一般调节池○○●○○○●○—√高中——转输型植草沟◎○○◎●◎○◎√—低低35-90一般干式植草沟○●○◎●●○◎√—低低35-90好湿式植草沟○○○●●○○●√—中低—好渗管/渠○◎○○●◎○◎√—中中35-70—植被缓冲带○○○●—○○●√—低低50-75一般初期雨水弃流设施◎○○●—○○●√—低中40-60—人工土壤渗滤●○○●—○○◎—√高中75-95好注：●——强◎——较强○——弱或很小；LID技术面源控制效果3.垃圾清理4.生物残体及漂浮物清理5.清淤疏浚（1）河道底泥生态清淤及资源化利用技术适用范围：河道底泥技术方法：生态适宜清淤技术（机械，水力）泥干化/无害化制砖/陶粒技术（2）河道底质改性与污染物释放控制技术适用范围：河道底泥技术方法：微生物/化学氧化制剂（有机物、氨氮、硫）底泥覆盖/固定化制剂（硫，磷、铁等）6.岸带修复适用范围：河床，河岸，缓冲带技术方法：近自然河道，生态护坡，渗透堤岸，植草沟7.生态净化适用范围：河道体系技术方法：人工湿地，生态浮岛，水生植物，滞留塘，植物塘，生态基，生物控制（植物化感，食藻鱼等）8.人工增氧适用范围：轻度污染水体技术方法：曝气，跌水，喷泉9.活水循环适用范围：无补充水源10.清水补水适用范围：有补充水源技术方法：调水，换水（流速，换水周期），再生水补水11.就地处理适用范围：无法接管，重污染水体技术方法：物理化学，生物，微生物制剂，絮凝剂，抑藻剂12.旁路处理适用范围：重污染水体，突发污染事故技术方法：混凝，过滤，氧化，吸附，超磁分离，生物处理城市黑臭水体治理技术的局限性城市黑臭水体治理技术的局限性城市黑臭河道治理技术选择•应急处理–河水净化（就地处理，旁路治理）–生态修复（人工增氧）•水质改善–控源截污（截污纳管，面源治理）–内源治理（清淤疏浚，垃圾清理）–生态修复（岸带修复，生态净化，人工增氧）•长效保持–生态修复–开源活水（非常规水资源的利用）城市黑臭河道治理总体思路•明确目标，整体规划→整体方案–上下游及补水条件，目标导向，技术协同，综合整治•因地制宜，标本兼治→解决问题–控源截污是水环境改善的前提–辅以内源治理、生态修复及其他措施•生态改善，长效保持→和谐环境–恢复良性水生态系统，提升水体自净能力•部门联动，政策保障→体制机制–政府主导，多部门协作，多渠道融资。•强化监管，公众参与→加强监管–全过程监管，信息公开，公众参与，社会监督结语•城市黑臭水体治理是《水十条》的最难点–成因复杂，空间有限，时间紧迫，部门协同–公众参与：老百姓满意•坚持目标导向和问题导向–明晰目标，分析成因，制定方案，一水一策•工程治理与长效管理并重–分工协作，综合治理，部门协同，长效保持谢谢