河道黑臭水體成因與治理關(guān)鍵技術(shù)探析,防洪工程論文

河道黑臭水體成因與治理關(guān)鍵技術(shù)探析,防洪工程論文摘要：水質(zhì)影響著地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生活，消除黑臭現(xiàn)象對環(huán)境保衛(wèi)具有重要意義。論文分析了河道黑臭水體產(chǎn)生的原因，從物理、化學(xué)、生物3個方面總結(jié)了常用的治理措施，并結(jié)合項(xiàng)目列舉了除黑除臭技術(shù)措施的工程應(yīng)用。本文關(guān)鍵詞語：河道黑臭水體治理;技術(shù)措施;工程實(shí)際應(yīng)用;Abstract：Waterqualityaffectsregionaleconomicdevelopmentandpeopleslives.Eliminatingblackodorisofgreatsignificancetoenvironmentalprotection.Thispaperanalyzesthecausesoftheblackandsmellywaterinriver,summarizesthecommonlyusedtreatmentmeasuresfromphysical,chemicalandbiologicalaspects,andliststheengineeringapplicationoftheblackandsmellytechnologymeasuresincombinationwiththeproject.Keyword：treatmentofblackandsmellywaterofriver;technicalmeasures;engineeringapplication;1、引言近年來，尤其是的十九大以后，社會各界愈加關(guān)注生態(tài)文明建設(shè)，過去的以犧牲環(huán)境換取生產(chǎn)發(fā)展的形式已經(jīng)被徹底淘汰。作為一個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分的河道水體，不僅直接影響該地區(qū)的自然環(huán)境，還在很大程度上影響著該地區(qū)居民的身心健康，其受污染與否及受污染程度得到了極大的關(guān)注。當(dāng)某一地區(qū)的水體內(nèi)垃圾沉淀物含量超過水體的自凈能力后，會使本來清澈的水體產(chǎn)生不同程度的黑臭現(xiàn)象。2021年2月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了我們國家第一輪各大城市黑臭水體排查情況，介入排查的295座地級及以上城市中，僅有79座城市沒有發(fā)現(xiàn)黑臭水體，其余216座城市排查出黑臭水體1861個，結(jié)果觸目驚心。因而，探究城市黑臭水具體表現(xiàn)出象的成因并提出有針對性的改善水體質(zhì)量的措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合近年來的污水處理經(jīng)歷體驗(yàn)，在具體分析河道黑臭水體成因的基礎(chǔ)上，總結(jié)了當(dāng)前國內(nèi)常見的黑臭水體治理技術(shù)，結(jié)合工程經(jīng)歷體驗(yàn)列舉了某河道黑臭水體治理的工程措施，以期為國內(nèi)同類工程治理項(xiàng)目提供理論和經(jīng)歷體驗(yàn)的參考。2、河道黑臭水體成因探究黑臭水體源于水質(zhì)污染，一般指水體中污染物排放過量導(dǎo)致含氧量低于2.0mg/L，引發(fā)水體含氧量減少導(dǎo)致透明度降低變黑、硫酸性物質(zhì)被硫酸鹽復(fù)原菌復(fù)原成硫化氫進(jìn)而發(fā)臭的現(xiàn)象[1]；或者，當(dāng)某一地區(qū)的水質(zhì)低于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)V級時，可以歸為該類水體。2.1、根本原因黑臭水體產(chǎn)生的根本原因在于水中微生物和藻類殘體分解有機(jī)物、氨氮化合物的速度加快，使水體含氧量減少、硫酸氫含量增加，最終導(dǎo)致河道內(nèi)水體變黑變臭。這一現(xiàn)象受水體溫度影響較為顯著，水溫升高后，微生物活性加強(qiáng)，無論是耗氧量還是硫化氫轉(zhuǎn)化量都大量增加，易使水體變黑發(fā)臭。因而，夏季水體黑臭現(xiàn)象會比冬季明顯。研究表示清楚，水溫到達(dá)25℃時，水體的黑臭現(xiàn)象最為嚴(yán)重。這一現(xiàn)象也使污染物沉積、復(fù)氧能力衰退，進(jìn)而更容易變黑、發(fā)臭。2.2、直接原因黑臭水體產(chǎn)生的一個直接原因在于環(huán)境污染。詳細(xì)來講，各類污水排放是罪魁禍?zhǔn)?，如生活污水、工業(yè)廢水等，固然會經(jīng)過污水處理站的處理，但是常有處理不到位或不達(dá)標(biāo)而蓄意偷排現(xiàn)象，有些地區(qū)排水管網(wǎng)設(shè)計不合理，管道存在堵塞、變形、破損等缺陷，加之排污系統(tǒng)與雨水利用系統(tǒng)混接、亂接、錯接，污水處理廠事故排放等，導(dǎo)致污水與地下水甚至河道水雙向滲漏，進(jìn)而導(dǎo)致各類污物進(jìn)入河道水體，產(chǎn)生黑臭現(xiàn)象。合流制溢流污染也是產(chǎn)生黑臭水體的一個重要因素，固然合流制排水系統(tǒng)當(dāng)前已改為截流式合流制，但受資金及施工技術(shù)的限制，很多合流制的截流系數(shù)并不高，甚至有部分工程降到了零點(diǎn)，一旦遭遇雨水沖襲，會連帶引發(fā)管道沉積物、地表徑流污染等進(jìn)入河道，產(chǎn)生黑臭現(xiàn)象。黑臭水體產(chǎn)生的另一個直接原因在于水體自凈能力的下降，又稱為內(nèi)源污染。水體內(nèi)各類生物代謝產(chǎn)物及死亡后尸體的腐敗積累會構(gòu)成有機(jī)物污染，長期沉積的淤泥、污物遭到擾動再次懸浮會產(chǎn)生大量顆粒懸浮物，都會很大程度上降低河道水體的自凈能力，長期這樣會引發(fā)水體黑臭現(xiàn)象。3、河道黑臭水體治理的關(guān)鍵技術(shù)措施各類河道黑臭水體治理的根本原則能夠概括為截污控源、減少污染，活水循環(huán)、清水補(bǔ)給，水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)[2]，在這里基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)睾拥赖牡匦蔚刭|(zhì)特點(diǎn)、自然環(huán)境和生態(tài)特征，系統(tǒng)分析引起黑臭的原因后因地制宜確定科學(xué)合理的水體整治和長效保持的技術(shù)措施。當(dāng)前，針對河道黑臭水體的治理，能夠劃分為物理疏浚法、化學(xué)降解法以及生物修復(fù)法3類，每類方式方法都有獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍，在實(shí)際中能夠考慮綜合使用。3.1、物理疏浚法物理疏浚法主要是通過各種機(jī)械、人力等手段清理水中的污染物，或者降低污染物含量，進(jìn)而消除黑臭現(xiàn)象。華而不實(shí)，最簡單的措施是利用各種機(jī)械裝置或引入活水沖擊，定期清理、沖刷水體中沉積的生物殘體、動植物漂浮物、淤泥等，并及時去除河道沿岸的各類垃圾。在清污、清淤之前，要對水體的污染和水生植物的生長情況進(jìn)行具體的調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定施行方案，并結(jié)合季節(jié)、氣候等因素明確疏浚的范圍及深度，布置好污物、污泥的運(yùn)輸與處置，避免二次污染。這種措施一方面需要投入大量的資金和人力作保障，另一方面需要各類行政部門加強(qiáng)管理和監(jiān)督。為了到達(dá)減少污染物排放的目的，還能夠采用截污納管技術(shù)。詳細(xì)來講，能夠沿著河道走向鋪設(shè)排污管和節(jié)流管，在適當(dāng)位置修建污水處理站或提升泵房，提高污水收集和處理的效率；能夠?qū)τ晁鬯狭鞴芫W(wǎng)進(jìn)行改造，在資金允許的情況下重新鋪設(shè)管道、實(shí)現(xiàn)兩類管道的分離，在排污與排水量不大的情況下，能夠通過增設(shè)止回閥減少雨水倒灌的風(fēng)險。這類方式方法一次投資大，但是能夠長期使用，并且需要從市政發(fā)展和長遠(yuǎn)發(fā)展的角度進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，對設(shè)計與施工水平要求較高，但是，輔助以各類高科技水體、水質(zhì)傳感分析儀器，能夠到達(dá)事半功倍的效果。為了提高水體自凈能力，能夠在河道適當(dāng)位置對水體進(jìn)行人工曝氣充氧。詳細(xì)來講，即利用噴泉、跌水、射流等曝氣形式對水體注入氧氣，提升水體中溶解氧的含量，進(jìn)而加強(qiáng)水體中微生物的活性，提高對各類污物的分解凈化能力。該技術(shù)能夠提高河水的可生化性，在較短時間內(nèi)快速促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的氧化降解，在初期建設(shè)成本低、見效快，但是并不利于懸浮物沉積，需要與其他方式方法聯(lián)合使用，以獲得最佳效果。3.2、化學(xué)降解法化學(xué)降解法主要是向河道中黑臭水體區(qū)域投放化學(xué)藥劑，利用藥劑與污染物發(fā)生的凝聚、分解或沉淀作用，使污染物從水中分離，或降解成無毒、無味的物質(zhì)，或沉積到河道底部降低黑臭現(xiàn)象。常用的化學(xué)藥劑主要有石灰、氫氧化鈣〔Ca(OH)2〕、過氧化鈣〔CaO2〕等?；瘜W(xué)降解法對黑臭水體中的有機(jī)污染物、重金屬離子〔如As5+、Fe2+、Mn2+等〕具有較好的處理效果，在短時間內(nèi)快速降低水體中污染物含量方面有較好的效果，但是不易于保持水體水質(zhì)的長期活性穩(wěn)定性，容易造成黑臭現(xiàn)象反彈，同時，化學(xué)物質(zhì)反響后可能會對水環(huán)境造成二次生態(tài)污染，不能從根本上保障污染治理的效果。3.3、生物治理法生物治理法是通過增加水體中的微生物、活性酶制劑的含量或水生植物的數(shù)量，利用這些生物體的新陳代謝作用對水體中過量的污染物進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化，進(jìn)而改善水質(zhì)，同時，構(gòu)建具有完好營養(yǎng)構(gòu)造的水生生態(tài)系統(tǒng)，從根本上改良或恢復(fù)水體的凈化功能。需要講明的是，投入水體中的水生植物應(yīng)選擇以水中污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)的物種，這樣在降解或消除污染物的同時還能夠促進(jìn)本身繁衍，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。這是近年來一門新興技術(shù)，具有條件溫和、安全高效、穩(wěn)定持久、綠化環(huán)境、改善景觀的特點(diǎn)，但是有些生物體生長較慢、反響時間長、受水溫和外來菌體影響大，很難起到立竿見影的治理效果。4、河道黑臭水體綜合治理工程應(yīng)用舉例分析隨著我們國家地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展和人口數(shù)量的增長，污水排放量持續(xù)增長，污水直接排入河道和溢流入河的現(xiàn)象仍時有發(fā)生，尤其是雨季持續(xù)時間增長，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的面源污染隨雨水匯入河流，導(dǎo)致部分河道河水水體變黑變臭，下面以某長度為8.7km的污染非常嚴(yán)重的河道為例進(jìn)行分析。4.1、工程大概情況據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，該河道的污染源既有生活污水，又有工業(yè)廢水，水質(zhì)較差，在該河道黑臭現(xiàn)象最嚴(yán)重的A、B兩段進(jìn)行實(shí)測，水質(zhì)主要評判指標(biāo)，如化學(xué)需氧量〔COD〕、氨氮、總磷〔TP〕、懸浮物〔SS〕的含量.針對以上河道黑臭水體情況，在A、B段分別擬設(shè)計A、B2座污水處理站，華而不實(shí)，A站污水處理能力為10000t/d,B站污水處理能力為30000t/d，經(jīng)處理后出水水質(zhì)透明度應(yīng)有明顯提高，有效降低臭味，污染物排入量符合國家地表水功能區(qū)劃要求和監(jiān)測斷面水質(zhì)要求。本工程項(xiàng)目選取懸浮物〔SS〕、總磷〔TP〕、化學(xué)需氧量〔CODcr〕、氨氮含量指標(biāo)〔NH3-N)4項(xiàng)指標(biāo)作為主控指標(biāo)。4.2、工程技術(shù)方案針對該河道現(xiàn)在狀況，本工程項(xiàng)目綜合使用物理、化學(xué)和生物方式方法，并引進(jìn)新技術(shù)治理黑臭現(xiàn)象。詳細(xì)來講，本工程采用超磁分離處理技術(shù)和氣浮池去除河道黑臭水體中的顆粒性污染物，輔助以催化氧化設(shè)備利用羥基自由基的氧化作用去除水體中的溶解性污染物，進(jìn)而到達(dá)水體凈化、消除黑臭的目的。4.2.1、磁分離裝置磁分離技術(shù)通過在水體中注入磁種，利用磁種增大污染物顆粒間的比外表積，增加其互相之間的碰撞概率，構(gòu)成絮凝，進(jìn)而快速沉降，有效去除水中的微粒污染物、微生物和重金屬污染物〔如COD、BOD、SS、TP〕等。超磁分離系統(tǒng)由混合系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)、磁回收系統(tǒng)、污泥系統(tǒng)及加藥系統(tǒng)組成。超磁分離系統(tǒng)通過泵站將河道黑臭水體輸送到混凝反響池中，與加藥機(jī)投加的絮凝劑、改性磁種和助凝劑進(jìn)行反響；混合完全的污水進(jìn)入澄清池進(jìn)行高效的固液分離；改性磁種通過污泥回流和磁種回收系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用；剩余污泥通過磁種回收系統(tǒng)的污泥排放系統(tǒng)，排至廠區(qū)污泥處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理。超磁分離系統(tǒng)組成框架和技術(shù)原理。4.2.2、氣浮裝置氣浮裝置是在水中通入或產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，使空氣以高度分散的微小氣泡形式附著在懸浮物顆粒上，造成密度小于水的狀態(tài)，利用浮力原理使其浮在水面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固-液分離的水處理設(shè)備。氣浮法凈水是在高壓的情況下，使水溶入大量的氣體為工作液體，在突然減壓時，釋放出無數(shù)微細(xì)氣泡與經(jīng)過混合反響后的水中雜質(zhì)粘結(jié)在一起，使其比重小于1，而浮在液面上，構(gòu)成泡沫〔氣、水顆?！郴旌象w，進(jìn)而使污染物從廢水中分離出來，到達(dá)凈化效果。氣浮裝置在分離水中雜質(zhì)的同時，還伴隨著對水的曝氣、充氧，對微污染及臭味明顯的原水，更顯示出其特有的效果。與超磁分離設(shè)備相比，氣浮裝置不必投加磁種，能夠在一定程度上降低加藥成本，但由于增加了溶氣設(shè)備，需要增加少量的電費(fèi)消耗。除此之外，超磁分離設(shè)備運(yùn)行故障時，可能出現(xiàn)磁種泄露，反而對河道水體造成短時間的嚴(yán)重污染，氣浮池能夠很好地避免此現(xiàn)象發(fā)生。本工程項(xiàng)目所采用的氣浮裝置。4.2.3、催化氧化設(shè)備本工程輔助以高效羥基自由基發(fā)生器和高效納米催化反響裝置，強(qiáng)化水體除黑臭和自凈化效果。該設(shè)備具有強(qiáng)大的羥基自由基生產(chǎn)能力，由于羥基自由基氧化作用的無選擇性，既能夠氧化氨氮等物質(zhì)，又能夠氧化COD等，進(jìn)而進(jìn)一步去除水中污染物，加強(qiáng)去污效果。4.3、工程處理效果該處河道采用以上技術(shù)措施進(jìn)行處理，3個月之后進(jìn)行現(xiàn)場勘測，能夠發(fā)現(xiàn)該河道水體透明度明顯提高，不再有可見垃圾及臭味，且不再有污染源排放入河道內(nèi)；采用分析儀進(jìn)行元素測量后，各項(xiàng)指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，水質(zhì)狀況改善明顯，基本消除了黑臭現(xiàn)象。5、結(jié)束語河道黑臭水體治理直接制約著當(dāng)?shù)厣鐣徒?jīng)濟(jì)的發(fā)展，直接影響著人們的生活水平，是一項(xiàng)集技術(shù)、資金于一體的復(fù)雜系統(tǒng)工程。引起河道水體黑臭現(xiàn)象的原因多種