黑臭水体治理对策

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黑臭水体的治理要下笨功夫,没有捷径,要愚公移山
黑臭水体污染原因分析
主要污染源
工业污水 排放
大气沉降
面源
点源 污染源
生活污水 排放
内源
底泥 污染物
植物固碳固氮
降水径流
(二氧化碳吸收、
氮吸收)
生物体污 染物
黑臭水体污染原因分析
污染源调查
污染源调查
点源污染
面源污染
内源污染
其他
污 合管非 废 流网常 水 制初规 直 溢期水 排 流雨源 口 口水补
二、黑臭水体治理技术与措施
黑臭水体治理的基本思路
从长远考虑,明确目标、因地制宜、综合施策 、规范管理,确保水质改善效果长期稳定。
• 事先调查、明确目标:为了保障治理措施的科学性 和可操作性,事先的黑臭水体的成因分析是基础。
• 分阶段实施:根据水体污染的程度、污染原因和污 染阶段的不同,有针对性的制定合理的治理措施。
-300
-400
0
1
2
黑臭程度
黑臭水体的形成原因
水体黑臭程度评价指标
黑臭水体识别理化指标和参考标准
特征指标 (单位)
透明度(cm) 溶解氧(mg/L)
无黑臭 >25 >2.0
城市水体级别 轻度黑臭 25~10* 0.2~2.0
重度黑臭 <10* <0.2
氧化还原电位(mV) >50
-200~50
需要时间,达到一定时候后才能耗尽始终的溶解 氧。(举例:一碗豆浆变臭需要多长时间?)
- 水力条件:水力停留时间(与反应时间相当)。 滞留性水体容易发生黑臭。
黑臭水体的形成原因
为什么不用COD作为识别指标?
为什么滞留型水体容易发生黑臭现象? 为什么“流水不腐”?
- 滞留型水体的复氧速度慢,容易导致缺氧。流水的复氧速 率快,不易形成缺氧。
• 黑臭水体治理是民生工程,也是生态文明建设的重 要组成部分。
• 黑臭水体治理目标体现了国家的决心。然而,在黑 臭水体治理实践中,仍面临诸多技术方面的问题。
黑臭水体治理需求
黑臭水体治理的难点
• 黑臭水体成因复杂,影响因素众多,是水环境污染治理 的难点。
• 采取有效技术措施,短时间内能消除黑臭现象,但其难 点在于治理后的水质长效保持,保证黑臭不反弹。
黑臭水体治理的基本思路
• 治理措施:综合考虑城市水系统建设、区域水循环体系 构建和水生态安全功能健全进行规划和设计水体治理, 不能就河论河,也不能就黑臭论黑臭。
• 技术方案:治理技术没有“一招鲜”,但可以有好的“ 组合拳”。再好的单一技术也不能彻底解决问题,需要 好的综合治理方案。
• 因地制宜: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。行政部门应对不同方 案进行综合、系统和全方位的对比。
在实践中存在诸多误解/误区: 黑臭成因、水质标准、治理技术、治理方案
提纲
黑臭水体的形成原因及危害 黑臭水体治理技术与措施 黑臭水体治理与水生态建设案例
一、 黑臭水体的形成原因及危害
黑臭水体的定义与危害
城市黑臭水体的定义
城市黑臭水体是指出城市建成区内,呈现令人不悦的 颜色(黑色或泛黑色),和(或)散发出令人不适气味( 臭或恶臭)的水体的统称。
《城市黑臭水体整治工作指南》(2015年8月)
黑臭水体的定义与危害
城市黑臭水体危害
• 破坏城市景观 • 破坏水体生态系统 • 破坏水体功能和价值 • 影响居民生活,危害人体健康
水体水质影响因素
关键要素
污染源 点源 面源 鸟类
补水 Baidu Nhomakorabea水量、水质)
空气(氧气、二氧化碳、N、P) 阳光、气温
•悬浮物
• 有机物生物分解过程(消耗溶解氧、产生副产物)
- 好氧分解:有机物+溶解氧二氧化碳、硝酸根、硫酸根、水
- 厌氧分解:有机物
甲烷、氨、硫化氢、有机胺、有机酸
•微藻生长繁殖过程(增加水体有机物浓度)
二氧化碳+氮+磷+阳光藻细胞(悬浮物)+氧气
黑臭水体的形成原因
水体为什么会变“臭”?
• 水体中有机污染物含量过高时,在好氧微生物的作用 下,有机物分解会大量消耗水中的氧气,使水体转化 成缺氧或厌氧状态。
污染治理中存在的技术层面上的问题
• 缺乏对“实用性技术” 的长期、系统、科学的工程验证 • 缺乏对现有技术适用性的客观认识,缺少设计规范 • 缺乏技术集成的宏观思路和科学方法 • 注重短期效应、忽视长效运行 • 注重单一措施、忽视综合治理 • 注重水质净化、忽视水生生态修复 • 注重技术措施、忽视科学管理 • 机械套用污水处理的思路与技术 • 缺乏对水生植物净化作用的科学认识
400
12
无黑臭 ORP
无黑臭 DO
300
轻度黑臭 ORP 重度黑臭 ORP
轻度黑臭 DO
重度黑臭 DO 10
200
8 100
0
6
-100
4
-200 2
-300 0
-400 0 10 20 30 40 50 60 70 80
时间(天)
200 100
0 -100 -200 -300 -400
0 2 4 6 8 10 12
• 许多黑臭水体治理工程,因重治理轻保持、重短期轻长 效而导致水体返黑,水质反复恶化。
• 根本原因:不掌握水质变化的规律和成因
黑臭水体治理需求
面临主要技术问题
• 如何制定科学、合理的水质净化目标?(COD、氮、磷) • 黑臭水体治理有哪些适宜技术?如何选用? • 这些技术的适用性和局限性如何? • 如何优选和集成黑臭水体治理技术? • 如何防止治理后黑臭反弹,保持水体水质良好、稳定?
DO (mg/L)
黑臭水体的形成原因
黑臭水体与污染物指标的关系
• 透明度:黑臭水体往往还有大量悬浮物,导致透明度降低 。透明度低是黑臭水体的“伴随特性”。往往是由排入的 污水中的悬浮物引起的。
• 微藻一般不在黑臭水体生长。黑臭水体不会发生“水华” 。
• 氨氮:一般是黑臭水体中有机物分解的“产物”和“结果 ”,往往不是黑臭水体形成的直接原因或要因。
- 滞留型水体中微藻容易生长,给水体带来新的有机污染。 流动性水体水力停留时间短,微藻不易生长。
- 滞留型水体污染源:大气沉降、无机碳吸收(微藻生长)
黑臭水体的形成原因
为什么不用COD作为识别指标?
• 影响黑臭的其他指标和条件——温度条件 - COD分解速度与温度密切相关,高温分解速度快。当 COD分解导致溶解氧消耗的速度大于溶解氧的补充速 度时才形成厌氧。 - 冬天温度低,COD分解慢,且饱和溶解氧高,不宜形 成厌氧。 - 臭味物质的挥发与温度有关,低温不宜挥发

城冰畜
市雪禽
降融养
雨水殖




水岸 水 体带 生 底沿 植 泥线 物
垃状 圾况
污落 潜 水叶 在 厂沉 事 超降 故 标情 排 排况 放 水
黑臭水体污染原因分析
环境条件调查
周边环境特征
周边建筑群特征、城市道路和交通情 况、水体沿岸其他基础设施情况等。
水文条件
水体的位置、边界范围、面积及水位、 流速及流量、周边水系连通情况等。

黑臭水体的形成原因
ORP (mV) DO (mg/L) ORP (mV) DO (mg/L)
溶解氧、氧化还原电位与黑臭现象的关系
50 ORP DO
0 -50 -100 -150 -200
8
50 ORP
7
DO 0
6 -50
5
4
-100
3 -150
2 -200
1
此前持续曝气
8 7 6 5 4 此后停止曝气 3 2 1
黑臭水体与污染物指标的关系
12 10
8 6 4 2 0
0
2 mg/L
1
黑臭程度
0.2 mg/L 2
40 35 30 25 20 15 10
5 0
0
10mg/L
8mg/L
1
2
黑臭程度
黑臭水体的形成原因
黑臭水体与污染物指标的关系
200
100
50mV
0
ORP (mV)
-100
-200 -200mV
住建部黑臭水体整治培训班(2015年10月31-11月1日@贵阳)
城市黑臭水体形成原因与治理技术
胡洪营 清华大学环境学院 2015年10月31日
黑臭水体治理需求
• 2015年4月16日国务院颁发的《水污染防治行动计 划》(简称“水十条”)提出,到2020年,地级及 以上城市建成区黑臭水体控制在10%以内;到2030 年,全国七大重点流域水质优良比例总体达到75% 以上,城市建成区黑臭水体总体得到消除。
黑臭水体的形成原因
NH3-N (mg/L) NH -N (mg/L)
3
氨氮和氧化还原电位、溶解氧的关系
40
40
30
30
20
20
10
10
0 -400 -300 -200 -100 0 100 200
0 0
ORP (mg/L)
5
10
15
DO (mg/L)
黑臭水体的形成原因
DO (mg/L) NH3-N (mg/L)
• 在缺氧和厌氧条件下,有机物腐败、分解,产生氨、 硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质, 致使水体变臭。
• 腥臭味:由微藻、放线菌、霉菌引起。
• 有机物污染是直接原因(第一要因)。 • 恶臭化合物是水溶性的小分子物质,一旦
生成就难以去除。
黑臭水体的形成原因
水体为什么会变“黑”?
• 在缺氧和厌氧条件下,水体中的铁、锰等金属离子与 水中的硫离子形成硫化亚铁、硫化锰等化合物。
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0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
时间(min)
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时间(min)
黑臭水样曝气过程中的水质变化 (水样取自北京市某河流)
黑臭水体成因
黑臭水体与营养盐浓度和水华的关系
<-200
氨氮(mg/L)
8.0~15
>15
注:* 水深不足25 cm 时,该指标按水深的40%取值。
有机物污染是导致黑臭的直接原因(第一要因),
但为什么不用COD作为识别指标?
黑臭水体的形成原因
为什么不用COD作为识别指标?
COD浓度高是导致水体黑臭的“第一要因”或 “诱导因素”、“必要条件”,但不是充分条 件。 • 影响黑臭的其他指标和条件——时间因素 - 污染时间,即污染形成后经历的时间:COD分解
•无机营养盐 •溶解性有机物
溶解氧 pH值
•金属离子(铁、锰)
底泥
•水生植物 •微藻
•细菌
•水深、水体面积、生态系统 •水力条件(流动性、停留时间) •底泥性质、
退水
水体水质影响因素
关键过程
• 溶解氧消耗与补充过程:有机物分解、氧气溶解
- 溶解氧消耗过程:有机物分解 - 氧气溶解过程:与水流、气候条件有关
• 悬浮颗粒吸附硫化亚铁、硫化锰等,致使水体变黑。 • 其他颜色:印染废水等
•“黑”色一般是由悬浮颗粒导致 •去除悬浮颗粒可以有效去除“黑色 ”
黑臭水体的形成原因
黑臭水体与污染物指标的关系
• 有机物(COD、BOD) :导致黑臭的直接原因(第一要因) • 溶解氧(DO):有机物分解消耗氧气,致使DO降低,甚至消
失,是导致黑臭的“次生原因”。 • 氧化还原电位(ORP):反映水体氧化还原水平的综合指标
,由DO、氧化性物质(硝酸根等)、还原物质等决定。比 DO更能反映水体的“缺氧程度”。导致黑臭的“次生原因 ”。
黑臭水体的形成原因
ORP (mV) DO (mg/L)
ORP (mV)
溶解氧与氧化还原电位的关系
水体岸线硬化状况 其他
硬化岸线和河湖床的面积、硬化厚度、 硬化类型等。
黑臭发生时段、持续时间、百姓投诉 情况、影响居民人数等。
城市黑臭水体治理技术路线
整治基本原则
明确目标,整体规划 因地制宜,标本兼治 生态改善,长效保持 部门联动,政策保障 强化监管,公众参与
城市黑臭水体治理技术路线
饥不择食 慌不择路
城市黑臭水体治理技术路线
技术路线与措施定位
控源截污、内源治理;活水循环、清水补给;水质净化、生态修复
• “控源截污、内源治理“是基础与前提,污染源得不到控制, 水体黑臭就不可能得到根本治理;
• 黑臭水体中,微藻难以生长,一般不发生水华(缺少光 照、有机物浓度高抑制藻类生长)
• 黑臭治理后:水体的氮磷浓度仍较高微藻生长水华 爆发藻类死亡/细胞溶化有机物浓度升高导致黑臭
• 黑臭水体治理后的氮磷控制和水华控制非常重要 (关系到是否返黑返臭?是否能长期保持?
• 黑臭水体长效治理面临巨大困难
黑臭水体的形成原因
为什么不用COD作为识别指标?
影响水体黑臭的主要指标和条件
• 有机物污染物浓度 • 污染时间(污染形成后经历的时间) • 水力条件/缺水情况(水力停留时间) • 温度条件
黑臭 水体
• 黑臭水体的直接判定指标只能是感官评价:嗅辨、识辨 • 理化指标只能是“参考指标”,辅助指标 • 水质净化没有统一目标(“因水而异”:COD、氮、磷
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