納污坑塘黑臭水體治理技術(shù)方案

白東旭 黃榮富 張大志 張曉東 尚繼龍 賈云龍

摘要：指出了城市黑臭水體是嚴(yán)重的水環(huán)境問(wèn)題，破壞了生態(tài)環(huán)境，危害著人類健康。城市黑臭水體整治整治和治理工作涉及范圍廣，系統(tǒng)性強(qiáng)，模式比技術(shù)更重要。治理工作應(yīng)根據(jù)不同地方的水文水質(zhì)特征、治理目標(biāo)以及治理階段，采取相應(yīng)的治理技術(shù)。黑臭水體的治理方法包括化學(xué)法（費(fèi)用較高且存在二次污染）、物理法（費(fèi)用高）、生物法。一些研究表明：物理化學(xué)方法與生物法相結(jié)合處理污水具有較好作用。主要提出了物理修復(fù)與生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合的底泥處理技術(shù)，以及生物修復(fù)技術(shù)中的坑塘存余污水處理工程技術(shù)方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市黑臭水體;底泥處理技術(shù);污水處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1674-9944（2020）14-0137-02

1?整治城市黑臭水體的意義

城市黑臭水體不僅破壞了人類居住的生態(tài)環(huán)境，還直接威脅人類的身體健康[1]，國(guó)務(wù)院頒布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確指出了“到2020 年，地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，到2030 年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除”的治理目標(biāo)。城市黑臭水體的整治是改善人居生態(tài)環(huán)境的重要內(nèi)容，但因城市黑臭水體的形成原因復(fù)雜，影響因素較多，整治任務(wù)量非常大[2，3]。

納污坑塘黑臭水體的治理涉及截污控源工程、坑塘存余污水治理工程、坑塘污染底泥的清淤與環(huán)保處置工程、生態(tài)恢復(fù)及景觀建設(shè)工程、智能水務(wù)系統(tǒng)工程等5個(gè)子系統(tǒng)。截污控源是保證坑塘存余污水按時(shí)保質(zhì)保量處理完的前提條件，坑塘污水處理工程是消除黑臭使水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，底泥清淤是坑塘存余污水處理后不變質(zhì)的“穩(wěn)定容器保障”，生態(tài)恢復(fù)工程能保證處理后存余水水質(zhì)保持。因此，各個(gè)子系統(tǒng)要有機(jī)結(jié)合、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施，方能保證本工程達(dá)到消除黑臭的治理目標(biāo)。

2?臭水體治理技術(shù)方案

2.1?底泥處理技術(shù)方案

首先通過(guò)筑壩、排水、底泥清淤、平整、地基處理、防滲建底泥脫水場(chǎng)地;然后安裝環(huán)保治理加藥設(shè)備，鋪設(shè)脫水用的土工管袋;再通過(guò)環(huán)保絞吸清淤船將污染底泥清淤后輸送到脫水場(chǎng)地， 同時(shí)在管袋內(nèi)加入環(huán)保治理的藥劑，實(shí)現(xiàn)底泥在脫水場(chǎng)地及臨時(shí)場(chǎng)地內(nèi)脫水固結(jié)。其中輕微污染底泥、中度污染底泥實(shí)施人工島進(jìn)行間接利用，重度污染底泥外運(yùn)通過(guò)回轉(zhuǎn)窯燒制水泥進(jìn)行資源化利用。

2.1.1?構(gòu)筑圍堰

填筑從最低洼部位開(kāi)始，按水平分層向上鋪土填筑。施工時(shí)做到相鄰的分段作業(yè)面均衡上升，以減少施工接縫，如段與段之間不可避免出現(xiàn)高差，應(yīng)以斜坡相接。

2.1.2?防滲工程

主要用于污染底泥的脫水，場(chǎng)底防滲層從下至上依次為：場(chǎng)底地基、GCL膨潤(rùn)土襯墊、HDPE光面土工膜、長(zhǎng)絲土工布、級(jí)配建筑垃圾（或鵝卵石）濾層;邊坡防滲層從下至上依次為：場(chǎng)底地基、GCL膨潤(rùn)土襯墊、HDPE土工膜、長(zhǎng)絲土工布。

脫水場(chǎng)地底部設(shè)有預(yù)制排水溝，坡向匯水池內(nèi)，坡度為0.002，排水溝內(nèi)壁敷設(shè)GCL膨潤(rùn)土襯墊、HDPE土工膜、長(zhǎng)絲土工布三層防滲膜層，用于將土工管袋脫水收集至排水溝內(nèi)，匯集后排到匯水池內(nèi)。用于將瀝出水輸送至指定場(chǎng)地內(nèi)。

2.1.3?底泥環(huán)保清淤

為了避免在疏浚工程中污染程度深的污染土向污染程度較輕的區(qū)域擴(kuò)散，在重度污染區(qū)與中度污染區(qū)之間以及中度污染區(qū)與輕微污染區(qū)的分區(qū)線上設(shè)置攔污壩。疏浚施工中，絞刀頭距防污屏5 m距離時(shí)絞刀停轉(zhuǎn)，采用只吸不絞的施工方法，以避免絞刀破壞防污屏。

絞吸船管線的鋪設(shè)按清淤順序漸進(jìn)式加接，當(dāng)污泥輸送達(dá)到要求標(biāo)高時(shí)沿輸泥的方向加長(zhǎng)管線。絞吸挖泥船利用DGPS進(jìn)點(diǎn)定位法，進(jìn)行精準(zhǔn)快捷方便地施工定位[4]。開(kāi)挖厚度不能太厚、前移距離不能過(guò)大，要依據(jù)真空數(shù)據(jù)并保持適當(dāng)?shù)膲毫?、管?nèi)流速及濃度，以防止堵管。因一些原因停船后恢復(fù)啟動(dòng)時(shí)，首先要疏通管道。

根據(jù)納污坑塘底泥的含水率及有機(jī)質(zhì)含量，設(shè)置底泥脫水工藝，如圖1所示。

2.1.4?最終處置工程

脫水完成后的底泥按照區(qū)域不同進(jìn)行不同形式的資源化利用，其中輕度、中度污染底泥直接原位造島封場(chǎng)，重度污染底泥送至水泥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行資源化利用。

2.2?坑塘存余污水治理技術(shù)方案

通過(guò)建設(shè)污水處理工程，對(duì)坑塘內(nèi)的黑臭水體進(jìn)行處理。坑塘內(nèi)的污水采用分隔處理的方式，將每格污水經(jīng)水處理站凈化后返回已騰空清淤完畢的坑塘中，依次類推，最終實(shí)現(xiàn)整體納污坑塘黑臭水體的消除。

膜處理技術(shù)是一種水處理新技術(shù)，采用膜分離材料，故稱為膜分離技術(shù)，該技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，應(yīng)用于海水淡化的處理?，F(xiàn)如今，膜分離技術(shù)作為一種新型的再生水回用技術(shù)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于城市飲用水及污水處理，并涉及食品、醫(yī)藥以及生物工程等領(lǐng)域[5]。膜技術(shù)發(fā)展初期，雖然在城市污水處理方面具有較好的效果，但由于膜的高價(jià)格、短壽命以及高耗能，推廣應(yīng)用非常困難。

為了更好地利用膜技術(shù)，膜生物反應(yīng)器（Membrane-Bioreactor，簡(jiǎn)稱MBR）于20世紀(jì)80年代引入到污水處理領(lǐng)域。這種新工藝是一種新型高效的污水處理與回用工藝[6]，將生物反應(yīng)器的生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)以及國(guó)外的再生水處理方面得到廣泛地應(yīng)用及推廣，并在大型工程中得以應(yīng)用，其具有裝置占地小、泥水分離效率高、生化反應(yīng)速率較高、產(chǎn)泥量小、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定、操作管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)[7]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)生物技術(shù)。

按照生物處理的工藝要求，MBR共有厭氧區(qū)（除磷）、好氧區(qū)（硝化池）、缺氧區(qū)（反硝化池）3個(gè)生物反應(yīng)區(qū)（池），在污水處理過(guò)程中起著關(guān)鍵作用[8]。在厭氧條件下，聚磷菌對(duì)磷的釋放升高了污水中磷的濃度;大分子量長(zhǎng)鏈有機(jī)物在缺氧區(qū)分解為易生化的小分子有機(jī)物;污水在好氧區(qū)進(jìn)行有機(jī)物生物降解和生物硝化反應(yīng);好氧區(qū)回流的污水還能在缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化;膜組件中的0.2μm孔徑的中空纖維膜可以阻止細(xì)菌、各種懸浮物、藻類等物質(zhì)的通過(guò)，得到優(yōu)質(zhì)的出水[9]。

坑塘存余污水治理技術(shù)方案采用MBR膜污水處理工藝，流程如圖2所示。

3?結(jié)論

城市黑臭水體是嚴(yán)重的水環(huán)境問(wèn)題，破壞了生態(tài)環(huán)境，危害著人類健康，關(guān)乎人民群眾的切身利益。黑臭水體的治理是一項(xiàng)復(fù)雜而嚴(yán)峻的工程，涉及的方向、范圍較廣，而且專業(yè)性較強(qiáng)，通過(guò)單一的治理方法很難完全解決問(wèn)題。通過(guò)上述研究可知，在底泥處理和坑塘存余污水處理工程中，采用物理修復(fù)與生物修復(fù)綜合利用技術(shù)，提出了相應(yīng)的解決思路，以真正全面有效地消除黑臭水體，發(fā)揮該技術(shù)的最大化優(yōu)勢(shì)。另外，針對(duì)某些特殊情況也可以根據(jù)處理要求以及經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

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