黑臭水体治理

城市河道黑臭水体治理方案及水质达标保障

返回列表 来源: 发布日期: 2018.04.11

▼ 黑臭水体成因

城市黑臭河道水体之所以呈黑臭状态,主要是过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡,污染物再此条件下转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质。河道“黑臭”产生的原因总体上来说主要有三个方面:
第一,部分河水系流动性差,造成水体呈死水状态;
第二,水体中有机污染物超标(污水直排、偷排、漏排);
第三,水体中溶解氧不足,造成水体呈厌氧环境。

海口黑臭水体白沙河治理前

海口黑臭水体白沙河治理前

综合以上三方面原因,外部环境充足的条件下,水体中原有的好氧微生物对有机物进行好氧分解,消耗大量的氧气,造成水体溶解氧不足形成厌氧环境,使得厌氧微生物大量繁殖,对水体中的有机污染物进行发酵,产生氨气、硫化氢、硫醇等多种发臭物质,逸出水面进入大气,直接刺激人的嗅觉器官,同时,水中铁、锰等重金属在厌氧条件下被还原,与水中的硫形成硫化物,形成大量黑色悬浮胶体颗粒,加上水体自身的色度,使其颜色为黑色或者泛黑色导致河流黑臭。

▼ 黑臭水体治理目标

(1)消除黑臭。依据《城市黑臭水体整治工作指南》中城市黑臭水体污染程度分级标准的水质指标,消除黑臭即水质好于轻度黑臭的低限水质指标,水质指标列入下表:

住建部黑臭水体治理目标

项目 透明度
(cm)
溶解氧
(mg/L)
氧化还原电位
(mV)
氨氮
(mg/L)
指标 >25 >2.0 >50 <8.0
(2)消除劣五类,使水体水质达到Ⅴ类水质标准,提升人居环境质量,部分主要水质指标如下表所示:
项目 水质指标(mg/L);地表水GB38383-2002标准
溶解氧 COD 高锰酸盐指数 氨氮 TP
Ⅴ类水 ≥ 2.0 ≤ 40 ≤ 15 ≤ 2 ≤ 0.4
Ⅳ类水 ≥ 3.0 ≤ 30 ≤ 10 ≤1.5 ≤ 0.3
Ⅲ类水 ≥ 5.0 ≤ 20 ≤ 6 ≤ 1 ≤ 0.2

▼ 黑臭水体治理办法

微生态活水直接净化(HDP)技术

构建HDP工艺,通过曝气充氧+流水不腐+微生物净化三部分核心,改善水体溶氧环境,增强水动力,使水体内部形成循环;利用生物模块在载体上形成生物膜,通过与水体接触降解水体中的有机物,提升水体自净能力;并借助后期规划水系驳岸建设种植的水生植物,促进水体生态系统快速构建,逐渐形成稳定的水生生态系统;同时,通过底泥原位修复,对剩余底泥以及新产生底泥进行持续削减,防止二次污染,同时延长清淤周期;通过有效的专项治理措施,抑制富营养化,应对去除黑臭之后可能出现的富营养化。

▼ 黑臭水体治理原理

微生态活水直接净化工艺的核心技术在于微生物净水,借鉴城镇污水处理厂通用的生物接触氧化原理,利用特制设备或组合设备通过大水面广域曝气及造流活化水体,直接在河湖水体内部构筑生物净化体系,将水体中天然存在的土著微生物进行直接培育,在生物载体上培养庞大的微生物种群,建立起一个看不见的污水处理厂,利用微生物的新陈代谢对水中污染物进行转移、转化及降解,最大程度地恢复水体的自净能力,使水质得到净化,重建并恢复适宜多种生物生息繁衍的水生生态系统。“HDP河流直接净化技术”示意图如下:

HDP工艺示意图

HDP工艺示意图

曝气增氧方式可有效增加水体溶解氧,有助于水中微生物种类由厌氧向耗氧转化,形成河道水体自然富氧系统。微生物群体需要附着于载体表面形成生物膜,通过与水体接触,生物膜上的微生物摄取水中的污染物作为营养吸收并进行同化,最终实现河道生态修复。微生态活水(HDP)直接净化工艺能够满足治理河水黑臭所需要求——曝气充氧和微生物净化,同时能够使非流动河道的水体流动。具体而言,微生态活水(HDP)直接净化工艺实现了如下三大基本功能模块。
(1)流水不腐
要长期保证水质,必须实现水体的快速交换,实现水体的”活化”,只有流动的水体才能达到”流水不腐”的效果。通过专利设备河湖水质原位净化机(A型、B型)营造庞大水流,让水体流动起来。
(2)曝气充氧
污染严重的城市河道一般都缺氧严重,缺氧条件下会产生沼气,使水体发臭发黑。溶解氧也是水中鱼虾、微生物、水草等动植物的生存基础。曝气充氧是解决水体黑臭的必要手段,曝气机虽然早已有之,但常规的鼓风机曝气根本无法在形态复杂面积庞大的河湖水域里安装,机械曝气机扩散面积很小,除非高密度设置否则无法对大水面均匀曝气,真正适合用于庞大河湖的净化机几乎没有。佳业佳境公司提供采用国际先进产品“河湖水质原位净化机”,既能高效曝气,又能将溶解氧大范围扩散,特别适合大水面的河湖曝气,而且无需用绳索牵拉固定,安装使用非常方便。
(3)微生物净化
在水体中安放特殊的微生物载体,水中原有土著微生物或人工投撒的微生物菌种附着在载体上大量生长。大量的微生物以水中污染物为食,从而就降解污染物,极大地强化了水体自净力,全面提升了水质。
微生物净化水质这一点正是污水厂的原理,通过这种方式得以简单地实现。曝气充氧为大量微生物呼吸生存创造条件,生物填料则为微生物繁殖和降解污染物提供了场所,两大功能模块互相配合,在河道中建立了如同小型污水处理厂的生物净化系统,培育土著微生物的大量繁殖,恢复河道的自净能力,实现了污水厂生物接触氧化的效果。

微生物净化示意图

微生物净化示意图

当然实际工程应用中,还需要根据情况追加其它辅助工艺,共同组成一个完整的治理工艺。佳业佳境公司还开发了多项后续新技术,以便适应各种复杂多变的水环境,解决用户各种难题。

▼ 黑臭水体治理水质保障

1、有机物: 通过生物膜表层生长的好氧和兼性微生物,在有氧条件下,有机污染物经微生物好氧代谢而降解,终点转化为二氧化碳和水。

2、营养元素(N、P): 借鉴污水处理厂的脱氮除磷工艺,采用微生物进行降解,即在好氧、缺氧、厌氧等不同环境中进行利用微生物来净化水体。同时考虑到河湖水体中的氮、磷含量会比污水中的氮、磷低,搭配水生植物进行深度降解。
在河湖水质原位净化机的充氧和推流下,依托河湖水专用生物填料,在生物填料上的生物膜存在溶解氧梯度,使得生物膜内层形成缺氧微环境。生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物,内层的则是厌氧微生物,形成好氧区和厌氧区,各种微生物相辅相成,形成了微生态活水直接净化工艺中的直接控氮除磷技术。

3、除藻:HDP工艺通过营造水流、生物膜中的原生动物、投撒生物控藻素等几种方式,相辅相成,实现藻类去除。
A.营造水流除藻抑藻
具体除藻原理:
1)形成超大水流,打破藻类生存环境,抑制其繁殖;
2)把藻类送到光照少的水底、从而抑制其光合作用;
3)把块状化的藻类打碎,分解,使之成为原生动物及小鱼的食物。
B.生物膜中的原生动物除藻:生物膜上的原生动物对蓝藻具有捕捉和吞咽分解作用,原生动物将蓝藻作为食物吃掉,而且不产生危害,是非常安全环保的生物除藻方法。
C. 生态控藻素除藻:针对可能的环境突发污染,微生态活水直接净化工艺提供了一种对动物没有影响、对环境不会造成二次污染的生态药剂——生态控藻素,作为备用产品,用于预防藻类大规模爆发。
D.水面垃圾及水华清除机:针对现状藻类已经大面积爆发,无法应用常规生物生态手段解决情况下,可采用物理性设备——“表面垃圾及水华清除机”进行快速去除,利用特殊设计的动力吸头浮在水面表层,巧妙实现对水面表层十几毫米厚的表层水高效抽吸,将水面蓝藻、浮萍等物质抽吸上岸,再进行过滤后,处理后的清水再回流到河道里面。

4、处理悬浮物:利用HDP工艺的造流功能,加速悬浮物的碰撞凝聚,最终通过物理沉降到河道底部。

5、控制底泥上浮:底泥上浮是一种常见现象,表现为河底底泥表层成片成片撕裂并上浮,在面积聚成大片黑色漂浮物,严重影响景观效果。

▼  黑臭水体治理优势

工艺技术适用性优势在于:
(1)工艺对黑臭水体水质能够快速消除黑臭,对水质较好的可以逐步提升改善,适用范围较广;
(2)工艺施工及治理效果受水体底部黑臭淤泥影响小、不需对河底进行改造;
(3)工艺不受水体盐度影响、抗暴雨冲击能力强、土著微生物生命力顽强,没有系统崩溃全军覆没的风险;
(4)工艺可对整条河、湖同步展开净化,不受水量限制等;

工艺水质治理效果优势在于:
(1)针对黑臭水体,工艺治理开始后10-20天内快速消除水体黑臭,近似立竿见影;
(2)能够快速提高溶解氧,改善水体底部的氧化还原电位,削减氨氮、大幅提高水体透明度;
(3)能实现水底表层黑臭淤泥的全面氧化,变黑泥为黄土,实现淤泥的无机化,阻断水体内部污染源;
(4)轻度污染的水体治理后主要指标能达到地表水Ⅳ类或Ⅲ类标准,透明度可达1-2m,把污染水体改变成美丽动人的水景观;
(5)把一潭死水变成缓缓流动的活水,实现“流水不腐”功效。

工艺施工及维护等优势:
(1)施工时:无大型机房、占地面积极小、设备材料大部分为水下淹没式安装,不需大量土建工程,施工周期短,有水无水均可安装;
(2)使用维护:工艺整体能耗低,见效快,效果持久,运行过程中几乎为无人化管理;
(3)景观及环境噪声影响:工艺所使用设备噪声甚小,整体工艺实施后,不会影响景观水体周围声环境,大部分设备材料为淹没式安装,不会对水体周围景观效果造成影响。

▼ 革命性突破

水体净化速度 >> 水体恶化速度
强大的净化能力,使得河道的净化速度大于水体恶化速度,彻底扭转水体恶化趋势,从而使水体越来越清澈,实现良性循环。解决了一直以来水体恶化速度大于自净速度的难题,实现了重大革命性突破。

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