河道污水处理关键技术专项方案.docx

河 道 黑 臭 污 水 处 理

技

术

方

案

*****************
二零****年****月

第一章 项目概况
多年来，伴随中国社会经济快速发展，尤其是城镇工业和人口快速发展，污废水和污染物排放量有了显著增加，而城市河流一直被大家视为城市废水和生活污水关键排污通道和场所，过分污染直接引发了水体富营养化，甚至造成水体发黑发臭，形成城市黑臭水体，完全丧失使用功效、影响景观和人类生活和健康，河道污染普遍存在且日益突出，成为中国现在城市河道污染问题中亟待处理水环境问题。党中央、国务院及相关部门对此高度重视，前后组织指导各地进行黑臭水体摸底排查工作，并公布《国务院相关印发水污染防治行动计划通知》（国发〔〕17号）和《城市黑臭水体整改工作指南》。
河道水体污染关键是受到污染源入侵，如天然降雨、大气扬尘、生活垃圾、沿途各工厂排放等，和长久积累河底淤泥及淤泥释放有害物质。且水体缺乏必需循环，溶解氧过低，缺乏水生动、植物生存环境，使水体逐步失去自净能力，加上河道底泥长久未清，使底泥不停释放分解为N、P等营养盐，造成水体富营养化，水体逐步变绿，产生异味，轻易发黑发臭。
依据基础资料，此次项目需治理河道污水关键起源于沿途各工厂污水排放，其关键成份为N、P等营养盐及COD。在系统分析该河道黑臭水体水质水量特征及污染物起源基础上，结合环境条件和控制目标，筛选技术可行、经济合理、效果显著技术方案，初步确定黑臭水体整改技术路线，预估所需工程方法、工程量、项目总投资、实施周期及水体整改效果。
本技术方案关键针对上述河道污水进行处理，因地制宜地选择污水处理药剂、处理方法，最终确定向水体中加入配制药剂，降低水体中COD含量，达成脱氮除磷效果，并使之絮凝沉淀，河道淤泥经挖掘、合适处理后运往污泥处理中心或进行综合利用。

第二章 编制基础资料
2.1编制依据
2.1.1国家法律、法规及文件
1）《中国环境保护法》（1月1日）；
2）《中国水污染防治法》（6月1日）；
3）《中国大气污染防治法》（1月1日）；
4）《中国固体废物污染环境防治法》（4月1日；
5）《城镇污水处理厂污泥处理处理及污染防治技术政策（试行）》。
2.1.2技术导则、标准及规范
1） 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-）；
2） 《城市环境卫生设施设置标准》（CJJ27-）；
3） 《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）；
4） 《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-93）；
5） 《地表水环境质量标准》（GB 3838-）；
6） 《地下水质量标准》（GB/T14848-）；
7） 《地下水环境监测技术规范》（HJ/T 164-）；
8） 《土壤环境质量标准》（GB 15618-）；
9） 《城镇污水处理厂污泥处理分类》（GB/T 23484-）；
10） 《通常工业固体废物贮存、处理场污染控制标准》（GB 18599-）。
2.1.3其它相关文件
1） 《国务院相关印发水污染防治行动计划通知》（国发〔〕17号）；
2） 《城市黑臭水体整改工作指南》 ；
3） 国家、省内相关环境保护治理计划、政策及文件；
2.2编制目标
针对河道内受大气扬尘污染、生活垃圾入侵、各沿途工厂排放等污染源产生污废水，依据试验检测数据、结合起源及性质，为河道污水处理选择高效、经济、可行处理技术，制订安全防护计划，并作出科学合理成本测算，指导处理工程技术实施。
2.3编制标准
依据住房城镇建设部印发《城市黑臭水体整改工作指南》中相关黑臭水体整改方案编制标准性要求，城市黑臭水体整改应根据“控源截污、内源治理、活水循环、清水补给、生态修复、管理建设”基础技术路线具体实施，其中控源截污和内源治理是选择其它技术类型基础和前提。本技术方案编制，遵照以下标准：
1）遵照法律法规标准
严格根据国家各类相关法律法规所要求内容、次序及安全等要求编制，使建设单位各项要求得到有效确保。
2）服从生态、环境保护要求标准
处理现场做到布局合理，节省用地，降低干扰，避免污染环境；处理过程中充足考虑当地人民群众长远利益，主动利用现有条件，合理安排临时工程设施，降低固体废弃物产生，满足环境保护要求。
3）遵照“安全第一、预防为主”方针
严格施工安全操作规程，加强安保防护工作、从管理制度、施工方案、资源配置等方面制订切实可行防范方法，确保施工安全。
第三章 河道黑臭概况
3.1河道污水概况
据测量，本项目河道全长约4.51km，西段污水呈黄绿色，东段污水呈墨绿色，各段局部深浅不一，所以需对深度进行分段测量，统计河道总污水量及总淤泥量见附表。
3.2黑臭水体成因
3.2.1黑臭形成条件
经调查河道周围环境及区域水文地质，分析水体黑臭形成条件以下：
（1）生活污水
周围居民生活污水没有完全接纳污管、肆意排放等原因，一部分生活污水流入河道。生活污水中耗氧性有机物和氮磷进入水体后，不管其是否有充足溶解氧，在适合水温下全部将受到好氧放线菌或厌氧微生物降解，排放出不一样种类发臭物质，加剧水体黑臭程度。
（2）工业废水
未经处理工业废水或处理后不达标废水直接排入河道水体后，废水中自有恶臭物质及有机污染物质一样受到好氧放线菌或厌氧微生物降解，排放出不一样种类发臭物质，长久以往造成了河流有机污染严重、水体黑臭现象。
（3）雨水径流
在降水过程中，雨水携带大气中污染物进入水体，且地表径流形成后携带着多个污染物质，最终进入河道水体。
（4）底泥污染
当水体被污染后，部分污染物日积月累，经过沉降作用或随颗粒物吸附作用进入到水体底泥中。底泥被看做是污染物质最终储存场所，在不停积累富集下，底泥中污染物质浓度往往比上覆水中污染物质高出多个数量级。底泥污染在很长时间内对河道水质产生影响，底泥中污染物质和上覆水保持着一个吸附和释放动态平衡，一旦上覆水环境发生改变，底泥中污染物质就会经过降解、吸附、溶解、微生物分解等作用，重新释放到水中，产生“二次污染”。同时在酸性、还原条件下，厌氧发酵产生甲烷及氮气造成底泥上浮也是水体黑臭关键原因之一。
（5）水体热污染
河道两岸工厂向水体排放高温废水，不仅能威胁到河流中水生生物繁殖和生存，同时使局部甚至整个河流水温上升。而水温是促进水体发臭一个关键原因。当水体温度低于8℃度和高于35℃时，河流通常不产生黑臭，因为在这个温度段内放线菌分解有机污染物，产生乔司脒（河道黑臭标志评定性物质）活动受到抑制。而在25℃时放线菌繁殖达成最高，河流黑臭也达成最大。所以当河流受到有机物污染且水温适宜情况下，微生物强烈活动会使水体中有机物质大量分解，生成多种发臭物质，从而引发河流出现不一样程度黑臭。
3.2.2黑臭形成原因
“黑臭”被认为是一个水体中有机污染物分解生物化学现象，是水体有机物污染极端表现。黑臭成因关键由水体污染源、水体热污染和水动力学条件不足三个方面造成。水体污染源关键分为有机污染、氨氮和总磷、底质污染和底泥再悬浮、重金属污染和其它污染等。有机污染物入河是造成水体黑臭现象关键原因之一。水体热污染关键表现在城市河道水体中微生物在适宜水温下代谢活动强烈，大量分解水体中有机污染物，使溶解氧降低，产生致臭物质。水动力学条件不足，水循环不畅也是引发河道水体黑臭原因之一。诸如河道水量不足，流速低缓和河道渠道化、硬质化全部有可能加剧河道黑臭。
水体水质影响原因以下图：

关键污染源以下图：

1、 水体变臭原因分析
水体中有机污染物含量过高时，在好氧微生物作用下，有机物分解会大量消耗水中氧气，使水体转化成缺氧或厌氧状态。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，致水体变臭。腥臭味由微藻、放线菌、霉菌等引发。水体中有机物（COD、BOD）是造成水体腥臭直接原因；有机物分解消耗氧气致使DO降低，甚至消失，且流滞行水体复氧速率慢，是造成黑臭第二原因。
2、 水体变黑原因分析
在缺氧和厌氧条件下，水体中铁、锰等金属离子和水中硫离子形成硫化亚铁、硫化锰等化合物。悬浮颗粒吸附硫化亚铁、硫化锰等，致使水体变黑。黑色通常是由悬浮颗粒造成，去除悬浮颗粒能够有效去除黑色。
3.2.3水体黑臭程度评价指标
表3.2-1 黑臭水体识别理化指标和参考标准
特征指标
城市水体等级
无黑臭
轻度黑臭
重度黑臭
透明度（cm）
>25
25~10*
<10*
溶解氧（mg/L）
>2.0
0.2~2.0
<0.2
氧化还原电位（mV）
>50
-200~50
<-200
氨氮（mg/L）

8.0~15
>15
注：*水深不足25cm时，该指标按水深40%取值。
3.3河道黑臭水体危害
1、影响居民生活，危害身体健康
（1）饮用水源告急：据环境监测资料显示，现在城市河流有机污染相当严重，水质关键以Ⅳ一V类水为主，大部分城市河流展现黑臭现实状况，已经不能作为很好饮用水源。
（2）居住环境恶化，身体健康受损：因黑臭河道影响，居住环境恶化，居民整天紧闭窗户，出门时掩鼻憋气，妨碍正常呼吸。河流“黑臭”不仅给人感官以刺激，使人感到不愉快和厌恶，其水体散发出气体成份如硫化氢、氨等也可直接危害人体健康，河道臭气使人心烦气躁、头晕脑胀、头痛、工作效率低下；使人厌食恶心、呕吐，造成消化功效减退；严重时，损害中枢神经、大脑皮层兴奋和调整功效。除此以外，严重黑臭还会影响人内分泌系统、神经系统及其精神状态。
2、黑臭河道破坏河流生态系统
城市河流“黑臭”现象是一个生物化学现象，水体中有机物质厌氧分解， 有机质在分解过程中将消耗水中溶解大量氧气致使水域呈缺氧状态，影响水体中鱼类及其它水生生物正常发育和生长，严重还会引发鱼类等水生生物和需要氧气微生物缺氧而大量死亡，致使水生生物和水鸟等绝迹，破坏河流生态系统。
3、损害城市景观
河水黑臭使城市空气和城市整体效果大大降低，限制了城市本身发展，破坏了城市美好形象。

第四章 技术筛选
4.1河道黑臭水修复发展趋势
为响应国家《水十条》提出“到地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年城市黑臭水体得到消除”，恢复河道水生态系统和自净能力、防治蓝绿藻爆发，提升周围居民幸福感、树立良好城市形象，城市黑臭水体整改已经成为地方各级人民政府改善城市人居环境工作关键内容，城市黑臭河道治理任务刻不容缓。黑臭河道治理总体思绪图4.1-1所表示：

图4.1-1 黑臭河道治理思绪
4.2城市河道黑臭治理技术
1、控源截污——截污纳管、面源控制
控源截污是指针对缺乏完善污水搜集系统水体，经过建设和改造水体沿岸污水管道，将污水截流纳入污水搜集和处理系统，从源头上削减污染物直接排放。现在截污纳管是黑臭水体整改最直接有效工程方法，也是采取其它技术方法前提，污染源得不到控制水体黑臭就不可能得到根本治理。
2、内源治理——垃圾清理、生物残体及漂浮物清理、清淤疏浚
内源治理是指经过常见内源治理技术（底泥生态疏浚技术、底泥原位覆盖污染控释技术、底泥生物修复技术、生物制剂原位净化技术等），对黑臭水体内源污染进行治理。
3、 水质人工强化净化
采取工程手段，借鉴污水处理技术，对已污染水体进行处理，在水体水质改善中发挥关键作用，但不应定位为长久方法。
4、活水循环、清水补给——“引清调水”、“引清冲污”
　　引清调水技术关键是依靠现有水利工程设施，利用自然条件优势，利用上游或周围清洁水源改善水体污染一个水污染治理技术。经过调水，河流径流量加大会增加河流环境容量，进而增强水体自净能力，使污染物得到自然稀释和降解。
5、生态修复——岸带修复、生态净化、人工增氧
采取生态修复技术，利用生物或微生物对水体净化作用，提升黑臭水体水质。常见生态修复技术有曝气复氧技术、人工湿地技术、生态浮床技术。
4.3黑臭水体治理阶段
依据污染程度和治理目标不一样，黑臭水体治理可分为：应急治理、水质改善和长久有效保持三个阶段。不一样阶段，治理目标不一样，技术实施关键点也不一样。
（1） 应急治理阶段
对于黑臭现象严重水体，采取有效方法，快速缓解和消除黑臭现象。经过截污，控制外源污染物进入，经过絮凝剂、除藻剂等药剂快速去除污染物，经过底泥清淤将大量污染物迁移出水体，经过地表水或再生水补充，使污染物质快速迁移、稀释，以短期内消除黑臭。
（2） 水质改善阶段
经过应急处理方法，黑臭现象缓解以后，需深入减轻水体污染负荷，采取工程方法净化水质，恢复水体景观功效。人工曝气充氧可使水体保持好氧状态，预防厌氧分解，提升水体中有机污染物质降解速度。对于流滞型水体、封闭和半封闭型水体，投加底质改良剂或氮磷控制剂以降低内源污染负荷；经过植物塘、生物浮岛等，利用水生植物净化功效改善水质。
（3） 长久有效保持阶段
黑臭水体治理后，可能见面临污染负荷再度升高等问题，使得水体水质恶化和黑臭反复，所以需要确保水质有效管理，确保水质改善效果长久有效性。消除黑臭后水体，仍然是富营养化水体，藻类轻易暴发，最终造成黑臭，应采取必需方法控制水华现象。
在水体管理维护过程中，加强水体周围生活垃圾控制管理，严禁生活垃圾直接入水体。同时，要定时清淤疏浚，预防底泥上浮加重水体污染，造成水体再度黑臭。
4.4技术选择标准
（1） 适用性：地域特征及水体环境条件将直接影响黑臭水体治理难度和工程量，需要依据水体黑臭程度、污染原因和整改阶段目标不一样，有针对性地选择适用技术方法及组合。
（2） 综合性：城市黑臭水体通常含有成因复杂、影响原因众多特点，其整改技术也应含有综合性、全方面性。需系统考虑不一样技术方法组合，多措并举、多管齐下，实现黑臭水体整改。
（3） 经济性：对拟选择整改方案进行技术比选，确保技术可行性和合理性。
（4） 长久有效性：黑臭水体通常含有季节性、易复发等特点，所以整改方案既要满足近期消除黑臭目标，也要兼顾远期水质深入改善和水质稳定达标。
（5） 安全性：审慎采取投加化学药剂和生物制剂等治理技术，强化技术安全性评定，避免对水环境和水生态造成不利影响和二次污染；采取保其增氧等方法要防范气溶胶所引发公众健康风险和噪音扰民等问题。
4.5技术方法选择
本项目河道属排洪退水渠，河道内污水起源包含大气降水、浇灌渠道内剩下水量、沿途各工厂排放污水等，河道上下游全部有拦堵，河道内水体循环动力不足。依据河道周围环境条件及水文地质条件，结合黑臭水体水质监测结果，选择适宜修复方法及修复药剂对水体进行修复，本方案最终确定以下配套修复方案：
（1）内源治理——内源控制方法：河道底泥清除，处理河道常年沉积内源污染。
（2）化学修复——水质提升方法：原位物理化学处理，处理因截污不根本，雨季污水溢流污染问题，近一步提升水质。

第五章 修复方案设计
本项目在综合分析该河道水质水量及周围环境情况下，最终确定选择底泥疏浚+强化絮凝技术对河道污水进行修复治理。具体情况以下：
5.1工艺技术介绍
5.1.1底泥疏浚
疏浚是指用人工或机械方法把富营盐、有毒化学品及毒素细菌沉积物进行合适去除，以降低底泥内源负荷和污染风险技术方法。
底泥疏浚方法分为干疏浚和带水疏浚两种类型。干疏浚是指疏浚前把水抽干，通常适适用于规模较小池塘、水库和小型河道，常见人力清挖、机械清挖；带水疏浚常见设备为挖泥船。

5.1.2强化絮凝
强化絮凝是河道黑臭治理一个化学方法，经过使用化学药剂，铁盐、铝盐协同氧化剂，如双氧水及沉淀剂石灰石等作用，去除黑臭河道中悬浮物质和溶解性氮、磷，降低水色度，关键用于感官视觉上改善，多用于黑臭河道治理部分步骤。经过化学絮凝作用，短时间内大幅度改善水质。强化絮凝方法对COD含量范围有一定要求，而且因为化学试剂投加会对河道水体生物环境造成改变，对后续处理有极大影响，所以并不过多用于实际工程应用中。
5.2施工安排
5.2.1施工前准备
1、机械器具准备
在清理污染河道前，根据清运淤泥量准备好各类机械和作业工具。依据该场地清运工作和修复治理工作实际需要，将机械器具分为：大型器械、场地清理作业、工程防护用具、个人安全防护用具和应急用具等。在工程实施前，应完成施工设备全方面安装调试。
2、基础设施准备
基础设施准备关键是场地内供电接入和土方车临时道路、治理车间准备。用电关键为满足现场照明。
5.2.2施工进度及人员配置
1、施工人员安排以下表：
表5.2-1 劳动力计划表（单位：人）
工种及工作
前期准备
药剂配制
底泥疏浚
污水抽注
药剂注入
取样自检
退场整理
运输司机
2
—
—
—
—
—
2
挖机司机
—
—
2
—
—
—
2
技术人员
3
3
3
3
3
3
3
一般工
5
10
10
10
10
10
5
2、施工进度安排以下图：

5.3底泥疏浚+强化絮凝
5.3.1技术路线
经过对黑臭水体所在城市社会经济现实状况、污染源现实状况、水质现实状况、生态现实状况分析，在现有工作基础上，针对城市黑臭水体水质恶化、生态破坏、自净能力差等特点，基于水体不一样污染类型及特征，以调查监测为基础，以管理手段为保障，关键针对河道、湖泊等关键区域，经过外源节流、内源整改、生态修复和对应能力建设，近期以生境改善为目标，远期以生态修复和健康保障为目标，治理黑臭水体，修复受损水生态系统，形成城市黑臭水体整改技术路线和受污染型水生态系统恢复技术典范。
图5.3-1 城市黑臭水体整改技术路线
本项目治理河道属退水渠，不存在生物生存环境及生态系统修复，依据试验室小试试验指导，本方案采取底泥疏浚+强化絮凝修复技术对河道黑臭水体进行处理治理。确定修复方案总体技术路线图5.3-2所表示：

图5.3-2 河道黑臭水体修复技术路线图
5.3.2工艺步骤
本方案依据河道长度、地理位置及周围环境，拟将河道分段处理，具体操作步骤以下：
第一， 将第一段河道中黑臭污水抽提到第二段河道中，将第一段河底淤泥清挖疏浚，外运处理。
第二， 在第二段河道中加入药剂Ⅰ，调整pH，去除黑臭河道中悬浮物质，降低河道污水中COD，促进磷沉淀；加入药剂Ⅱ，有效脱除溶解性氮；加入药剂Ⅲ，絮凝沉淀，降低水色度，使黑臭污水清澈。将处理检测合格后清水抽提回注第一段河道。
第三， 将第三段河道中黑臭污水抽提到第二段河道中，将第三段河底淤泥清挖疏浚，外运处理。
第四， 在第二段河道中反复加入药剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，并可利用步骤二中剩下药剂，提升药剂使用效率，降低药剂使用量。将处理检测合格后清水抽提回注第三段河道，并将第二段河底淤泥清挖疏浚，外运处理。
第五， 对剩下河段反复上述步骤处理。

本项目中黑臭水体水量约5.6万m3，依据试验室小试试验可知，每1t水中需加入30%药剂Ⅰ10L，加入25kg药剂Ⅱ，加入15~20g药剂Ⅲ。

工艺步骤以下图所表示：

本方案实施后，经检测治理水可达《地表水环境质量标准》中Ⅴ类水质标准，以下表：
序号

Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
1
水温（℃）
周平均最大温升≤1；周平均最大温降≤2
2
pH值
6~9
3
溶解氧（DO）≥
7.5
6
5
3
2
4
化学需氧量（COD）≤
15
15
20
30
40
5
五日生化需氧量（BOD5）≤
3
3
4
6
10
6
氨氮（NH3-N）≤
0.015
0.5
1.0
1.5
2.0
7
总磷（以P计）≤
0.02
0.1
0.2
0.3
0.4
8
总氮（以N计）≤
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
9
铜≤
0.01
1.0
1.0
1.0
1.0
10
锌≤
0.05
1.0
1.0
2.0
2.0
11
铬≤（六价）
0.01
0.05
0.05
0.05
0.01
12
铅≤
0.01
0.01
0.05
0.05
0.1
13
镉≤
0.001
0.005
0.005
0.005
0.01
14
砷≤
0.05
0.05
0.05
0.1
0..1
15
汞≤
0.00005
0.00005
0.0001
0.001
0.001
16
氟化物（以F—计）
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
17
氰化物≤
0.005
0.05
0.2
0.2
0.2
18
硫化物≤
0.05
0.1
0.2
0.5
1.0
19
挥发酚≤
0.002
0.002
0.005
0.01
0.1
20
粪大肠菌群（个/L）≤
200

10000
0
40000

第六章 环境管理计划
为有效控制场地污染土壤和地下水修复过程中二次污染，降低环境影响，本场地污染土壤和地下水修复过程应采取有效环境保护方法。
一、大气二次污染防治
在河道黑臭水及底泥修复治理过程中，要使用工程机械设备，会排放大量污染气体，所以，为预防施工机械产生尾气污染大气环境，全部施工机械尾气排放均应满足国家第三阶段排放标准（即《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机和汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、V阶段）》（GB17691-）中第三阶段排放控制要求）要求，并尽可能降低使用时间和使用强度。
因为在修复过程中会有异味扩散，应在施工过程中喷洒气味抑制剂。
二、废水二次污染防治
河道黑臭水应在该河道内自行处理，避免转移、下渗污染周围环境及地下水。
三、噪声二次污染防治
1、降低设备噪声
修复设备运行过程中会产生噪音。为预防其噪声污染，应选择低噪声设备、加强设备维护、采取噪声隔离方法、降低设备运行时间，尤其是夜间使用频率。对场界噪声应定时监测，应采取设置绿化隔离带等方法减小噪声对周围环境影响。
2、控制作业时间
严格根据国家要求，控制作业时间；特殊情况需连续作业（或夜间作业）时，须采取有效降噪方法，并事先做好当地居民工作。
四、修复过程中土壤二次污染检测
为确保修复过程不会对河道沿岸造成二次污染，在修复完成后，需要对底泥临时堆放场地、清挖疏浚后河道底部等可能遗留污染物地方进行监测。

第七章 结论和提议
7.1结论
经过对受污染河道周围环境条件、水文水质特征调查，分析黑臭水体成因，保障治理方法科学性和可操作性。结合试验室取样分析结果，本方案选定底泥疏浚和强化絮凝组合技术对黑臭水体进行修复，治理后水体可达成《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准用水。
7.2提议
治理河流黑臭技术和方法包含物理法、化学法和生物法，其中因为生物修复含有环境友好、生态节能等优点，在黑臭河流治理中得到了广泛应用。另外，在原有物理、化学和生物技术基础发展、组合和延伸一系列新技术也有着宽广发展前景。中国外对黑臭河流治理研究已经有了一定成效，而且建立了相关水质指数关系式和估计模型。以后，黑臭河流治理和组合技术推广将拥有愈加宽广前景。
现在黑臭水体污染治理在技术层面上还存在缺乏设计规范，机械套用污水处理思绪和技术，忽略综合治理、科学管理及长久有效运行机制等问题。黑臭污染“三分治理，七分管理”，政府应加大对黑臭水体治理工作重视及管理力度。