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黑臭水体治理技术环境保护部南京环境科学研究所张毅敏二零一六年五月1、我国黑臭水体污染现状及成因【目录】2、黑臭水体治理技术简介3、总结与展望【我国黑臭水体污染现状及成因】1.1黑臭水体污染现状——形势严峻近年来，随着我国经济地快速发展，城镇化进程加快，城市排污量不断增加，再加之城市水体自身环境容量小等原因，许多城市水体已受到严重污染，黑臭问题现象突出。【我国黑臭水体污染现状及成因】1.1黑臭水体污染现状——形势严峻在全国295座地级及以上城市中，有超过七成的城市存在黑臭水体，黑臭水体总数1861个。在全部黑臭水体中，河流数量占比最高，达85.7%；重度污染水体数量占比达到33.5%。从黑臭水体地域分布情况来看，经济发达且水系更多的中东部地区的黑臭水体数量占比较大，中南区域和华东区域合计占比达71.0%。已认定黑臭水体中不同类型水体占比情况分区域已认定黑臭水体数量分布情况河流85.7%湖4.5%塘9.8%重度黑臭33.5%轻度黑臭66.5%中南，701华东，621华北，200西南，146东北，141西北，52（数据来源：住建部和环保部联合公布第一轮全国黑臭水体摸底排查结果，截至2016年2月16日）【城市黑臭水体网络监督信息发布】自2016年2月18日“城市水环境公众参与”微信公众号开通以来，全国通过该微信公众号累计收到监督举报信息共1223条，地方主管部门已办结1062条，逾期未回复75条（住房和城乡建设部与环境保护部联合发布，截至5月1日）。已完结，1062历史监督数据统计图正常办理中，86逾期，75【城市黑臭水体网络监督信息发布】各省公众监督及回复情况统计表（单位：条）地区截至5月1日累计收到监督举报信息已完结逾期1223106275北京449445天津43河北20109山西981内蒙古11辽宁65吉林321黑龙江64上海97江苏5650浙江942安徽3230福建3535江西66山东104601河南22211湖北48839湖南267257广东5148广西11海南1重庆1413四川23182贵州55云南1457陕西14131甘肃99新疆5411.2黑臭水体污染成因【我国黑臭水体污染现状及成因】难点1水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。成因1：外源有机物和氨氮的耗氧水体超量受纳外源有机物及一些动植物腐殖质，如生活污水、畜禽粪便等，水中DO被快速消耗。DO下降到一个过低水平时，大量有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其它带异味易挥发的小分子化合物，从而散发臭味。河道中大量营养物质促使藻类繁殖，这些藻类在死亡后分解矿化形成耗氧有机物及氨氮，导致季节性水体黑臭现象。1.2黑臭水体污染成因【我国黑臭水体污染现状及成因】难点1水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。成因2：内源底泥的释放污染在酸性、还原条件下，污染物和氨氮从底泥中释放，沉积物中产生的CH4和N2、H2S等难溶于水的气体在上升过程携带污泥进入水相，使水体发黑。外源污染被阻断后，河道底泥内的有机物、氮、磷及重金属随水体活动而释放出来。1.2黑臭水体污染成因【我国黑臭水体污染现状及成因】难点1水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。成因3：水体流动性变差和水温升高丧失生态功能的水体的流动性往往较差，直接导致水体复氧能力的衰退，局部水域或水层亏氧，形成适宜蓝绿藻快速繁殖的水动力条件，增加水华暴发风险。此外，水温升高将加快水体中微生物和藻类残体分解有机物及氨氮速度，加快DO的消耗，加剧水体黑臭。【黑臭水体治理技术简介】2.1我国黑臭水体治理技术的发展历程我国水体污染治理理念和技术相对都比较滞后。在近30年的不断探索中，借鉴国外水体整治和管理经验，我国水体污染控制与治理经历从单纯注重水资源开发、水体安全功能到治理水体环境、维护景观多样性，到重点建设水体生态系统等三个发展阶段，相应的水体治理技术也在不断发展。【黑臭水体治理技术简介】2.1我国黑臭水体治理技术的发展历程第三阶段第二阶段第一阶段20世纪80年代-20世纪90年代水利治河阶段。以提高防洪排游、蓄水航运为目的，利用防洪工程、排污工程和灌溉工程等措施控制污染并改善水质。20世纪90年代-21世纪初环境保护与综合治理阶段。全国开展了混合污水截流管道的修建和优化、兴建集中污水处理设施、氧化塘等为城市水体污染控源截污，开展底泥疏浚、引清调水等水体整治技术。21世纪初以来水体生态修复阶段。“十五”科技专项以及“十一五”期间，水专项在多个城市水体污染控制与治理中的实施与示范，多自然型水体修复技术的理论研究与应用推广在国内得到快速发展【黑臭水体治理技术简介】2.2黑臭水体治理技术路线城市河道的黑臭治理要遵循“外源减排、内源清淤、水质净化、清水补给、生态恢复”的技术路线。•外源减排•内源清淤前提与基础•水质净化阶段性手段•水动力改善•生态恢复长效保障措施•治水工作必须始终把握的基本要求多管齐下【黑臭水体治理技术简介】2.3黑臭水体治理技术（1）外源阻断（或控源截污）技术外源阻断截污纳管面源控制针对缺乏完善污水收集系统的水体，通过建设和改造水体沿岸的污水管道，将污水截留纳入污水收集和处理系统，从源头削减污染物排放。对于目前尚无条件进行截污纳管的污水，可在原位采用高效一级强化污水处理技术或工艺，快速高效去除污染物。城市面源污染主要来源于雨水径流中含有的污染物，其控制技术主要包括各种城市低影响开发（如海绵城市）技术、初期雨水控制技术和生态护岸技术等。农村的面源主要来自农业、养殖、农村生活等。技术缺陷与不足：工程量大，工程系统性强，周期长，实施难度大等【黑臭水体治理技术简介】2.3黑臭水体治理技术（2）内源控制技术清淤疏浚一般有两种方式：干湖疏浚和带水疏浚◆干湖疏浚将水抽干，然后使用排干疏浚设备，如推土机和刮泥机等。该法应用有限。◆带水疏浚用挖泥船直接从水中清除淤泥，清淤过程要根据污染物特征采取相应措施，尽量减少开挖时污染物在水中扩散形成二次污染。该法应用广泛。技术缺陷与不足：治理费用昂贵，疏浚精度和准确度要求较高，淤泥处理问题等【黑臭水体治理技术简介】（3）水质净化技术水质净化物理法化学法生物与生态法人工曝气复氧强化絮凝剂、杀藻药剂等植物净化技术（人工湿地、生态护岸、人工浮岛）、微生物强化技术、生物膜法、生物栅修复技术等2.3黑臭水体治理技术【黑臭水体治理技术简介】（3）水质净化技术—生物与生态法★植物净化水生植物的根际吸附等作用可吸收去除一些有机污染物和重金属等物质。植物净化技术中常用的水生植物主要有沉水植物、挺水植物、浮叶植物和漂浮植物四类，由于黑臭水体的透明度较低，不适宜沉水植物生长，因此，用于治理修复黑臭水体的水生植物主要是后三类。★微生物强化技术在受污染水体中，人为投加高效微生物/酶制剂或其它改善微生物生存环境的物质（生物共代谢基质及辅助营养物质），可较好地提升土著微生物生长代谢能力，快速分解去除污染物。2.3黑臭水体治理技术【黑臭水体治理技术简介】2.3黑臭水体治理技术（3）水质净化技术—生物与生态法★生物膜法添加滤料或载体的形式使微生物絮凝在一起形成生物膜，通过膜表面上的原生动物等降解高浓度。★生物栅修复技术利用微生物、植物、水生动物和底栖动物等要素的协同作用，根据水质强化净化要求构建而成的一种近自然型生态修复装置。生物栅系统具有巨大的由植物根系和组合填料形成的表面积，对固体污染物和NH3-N等有一定的沉降、拦截和吸附作用。天然能源曝气，由天然能源—风光互补供电系统和水下微孔曝气管构成。风光互补天然能源曝气系统太阳能曝气系统【黑臭水体治理技术简介】（3）水质净化技术—物理法【黑臭水体治理技术简介】（4）生态恢复技术宜把河流从上游至下游整体纳入生态修复范围。遵从河流自身的功能、形态与生态定位。河道水质净化是河道生态修复的前提条件。河道生态修复规划应将维护管理纳入其中。河道生态修复技术主要有岸坡生境修复、河道缓冲带修复、河道生物多样性修复。河道基底、岸坡及缓冲带范围区分示意图2.3黑臭水体治理技术岸坡生境修复技术岸坡生境修复工程设计需确定生态护岸工程的设计要求、稳定计算、结构型式等内容，并应满足相关规范的规定。生态护岸设计应满足结构材料的自然性、结构的软质化及岸坡自然形态的保持等要求；生态护岸工程结构设计除满足生态效果的设计要求外，尚应满足护岸设计的稳定安全要求；生态护岸应按持久状况、短暂状况和偶然（地震）状况设计；护岸结构型式应根据河道断面型式、沿线岸坡挡土高度、工程地质等自然条件、施工条件等环境条件来设计。【黑臭水体治理技术简介】生态护岸构造形式仿自然护坡的斜坡式或阶梯式结构型式示意图抛石防护的斜坡式结构型式示意图石笼允许内渗流水通过透水式挡墙应用石笼进行陡坡的加固石笼允许内渗流水通过透水式挡墙应用石笼进行陡坡的加固植草砌块、生态混凝土、石笼基床等阶梯式结构型式示意图综合式护岸结构示意图【黑臭水体治理技术简介】岸坡带植被修复设计（2）植物栽种时间（3）水生植物的栽种水深（1）原则一般陆生植物、球宿根植物的最佳种植时间为植物休眠期。水生湿地植物种植的最佳时间一般是春夏或初夏，耐水性差的种类宜在生长期种植，耐寒性强的种类一般可在休眠期种低温或高海拔地区宜在生长期种植芦苇香蒲水葱菖蒲旱伞草梭鱼草水深80-110cm水深50-80cm水深110cm水深20-50cm水深20cm荷花荷花芦苇芦苇香蒲水葱适宜生长的植物较多生态学原则景观性原则亲水性原则【黑臭水体治理技术简介】08河道生态多样性修复技术水生植物群落多样性修复技术水生动物群落多样性修复技术【黑臭水体治理技术简介】水生植物群落多样性修复技术（1）适用范围流速缓慢河岸带缓坡水深1m岸线复杂性高（2）设计要求设计以挺水植被为主、沉水植被为辅，结合少量漂浮植被的全系列生态系统修复模式。挺水植物选择河流所在区域常见植物，种植面积占2km河流岸带恢复区的水面20%，以2-10丛/m2密度种植；沉水植物选择不同季相的种类来恢复疏浚后的河流生态系统，约占恢复河段水面的10%，以30-100株/m2的密度种植【黑臭水体治理技术简介】水生动物群落多样性修复技术（1）适用范围流速缓慢河岸带缓坡水深1m岸线复杂性高（2）设计要求当水体沉水植物生态修复和多样性恢复后，开展水系现存物种调查，首先选择修复水生昆虫、螺类、贝类、杂食性虾类和小型杂食性蟹类；待群落稳定后，引入本地肉食性的凶猛鱼类。底栖动物选择河流所在区域常见动物，投放面积占2km河流岸带恢复区的水面10%，动物选择不同季相的种类，水生昆虫、螺类、贝类一般以50~100个/m2，杂食性虾类和小型杂食性蟹类以5~30个/m3的密度投放。【黑臭水体治理技术简介】（5）其它在有条件的地方，实行区域限磷或提高污水总磷排放标准。人工控制藻类生长，物理控制技术有藻类直接收集和紫外线杀藻等，化学控制技术包括投加无机或有机抑（杀）藻剂，生物控制技术包括种植抑藻水生植物或投放食藻鱼类等。彻底清除沿河垃圾，严控有色有味污染源的直排，构建岸边绿化带【黑臭水体治理技术简介】（1）超磁透析保护+原位生态修复利用高效物化分离与原位生态修复方法相结合，超磁透析保护结合原位生态修复，高效水质净化。提高降解能力和占地面积限制的不足，短期见效快，长期易保持。超磁分离水体净化技术，把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。【黑臭水体治理技术简介2.4一些黑臭水体治理新技术简介（2）超磁分离+组装式接触氧化“超磁分离+组装式接触氧化”复合技术工艺是针对于黑臭地表水净化的技术工艺。超磁分离可高效削减黑臭水体中的悬浮物、TP、COD等污染负荷，与组装式的接触氧化技术相结合，去除氨氮等污染物，短时间内提升河湖水质。占地面积小、可移动性、可现场组装拆卸、无需复杂土建、易操作管理、自动化程度高等优势，适于城市黑臭河道土地资源匮乏，需求紧迫的地区。超磁分离组装式接触氧化黑臭河道污水出水【黑臭水体治理技术简介】S