1、中国市政工程华北设计研究总院有限公司 国家城市给水排水工程技术研究中心中国市政工程华北设计研究总院有限公司 2 指南的编制背景与目标定位中国市政工程华北设计研究总院有限公司 3 组织机构：住房和城乡建设部 环境保护部 农业部 水利部 编制单位：国家城市给水排水工程技术研究中心 清华大学 住房城乡建设部城镇水务管理办公室 住房城乡建设部科技发展促进中心 苏州科技学院 指南的编制背景与目标定位中国市政工程华北设计研究总院有限公司 指南的编制背景与目标定位 4中国市政工程华北设计研究总院有限公司 指南的编制背景与目标定位 5 潜在成因类指标 COD、氨氮、总磷 直接感官指标 色度、恶臭强 度 直接表
2、征指标 透明度、ORP（溶解氧） 黑臭水体治理 水环境质量达标 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 6 黑臭水体整治 “ 三部曲” 水体循环 水变清 旁路治理 生态补水 水流动 水自净 截断外源 治理内源 水质净化 海绵城市 生态修复 充氧复氧 断面设计中国市政工程华北设计研究总院有限公司 与简单的工程治理相比，理念改变更重要 雨季模式 旱季模式 通过橡胶坝形成的所谓“大水面”即使生态化也难以实现水质维持 停留时间过长 景观亲水性差 补水需水量大 潜在污染源多 7中国市政工程华北设计研究总院有限公司 8 美国丹佛某河 道 德国柏林某河 道 上部硬化宽河面，满足行洪和安全 中部人行道，满足景观
3、娱乐和休闲 底部生态窄河面，满足基流和净化 安全 和谐 亲水 水质维持的核 心 1、减少外来污染源 2、有效的生态流速 3、一定的复氧效果中国市政工程华北设计研究总院有限公司 1. 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 2. 高污水处理率与水体黑臭问题并存？ 3. 分流制改造后河道真的就干净了？ 4. 城市水体能实现底泥原位稳定化吗？ 5. 底泥清淤需要做什么准备工作？ 6. 河道洒药或生物制剂到底有什么作用？ 7. 河道真的可以变成污水处理厂吗？ 8. 磁混凝或其他混凝技术能解决黑臭吗？ 9. 如何解决水体上游来水污染问题？ 10. 如何实现污水处理厂补水和防洪结合？ 11. 如何将旁路治理与
4、水体循环有效结合？ 12. 如何通过复式断面解决水量和行洪问题？ 13. 怎么利用水生生物提升水体净化能力？ 14. 如何规避生态修复自身的技术缺陷？ 黑臭水体整治 “ 三部曲” 水变清 水流动 水自净 9中国市政工程华北设计研究总院有限公司 10 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 水变清-截断外源 COD: 219 12 NH 3 -N: 22 0.5 南方某城市河道周边建设有4座污水 处理厂，累计处理规模90 万m 3 /d，出 水执行一级B或二级排放标准， COD、氨氮、TN 等指标年均值优于 一级A COD: 187 15 NH 3 -N: 19 0.7 COD: 415 17 NH
5、 3 -N: 38 1.9 COD: 576 19 NH 3 -N: 20 2.5 排放量 类型 水量 （万m 3 /d ） COD （t/d ） NH 3 -N （t/d ） 4座污水厂 90 14.9 1.6 6个排污口 6.8 14.2 1.8中国市政工程华北设计研究总院有限公司 11 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 水变清-截断外源 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 02 04 06 08 01 0 0 百分百 处理率（% ） 理论COD （mg/L ） 实测COD （mg/L ） 全国 457 258 南方 450 216 北方 520 324 “
6、污水处理率”仅代表 处理了那么多的“水” 理论COD：按生活源产排污系数及使用说明 测 算 实测COD：按2015年污水厂进水水质加和平均测算 破漏管道的整治修复与污水直排口、合流制管网溢流口控制同等重要 砖砌检查井 漏水管道 隐形排污口中国市政工程华北设计研究总院有限公司 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 水变清-截断外源 0 50 100 150 200 250 300 原水 一级强化 二级标准 一级B 一级A 地表IV类 溶解性 颗粒物 不可常规去除 可生物降 解有机物 8090% 6080% 5060% 2030% 1020% 1030% 污染物排放总量高有时并不代表污染重 12中国
7、市政工程华北设计研究总院有限公司 当前重点：污水厂提标还是沿河截污？ 水变清-截断外源 提标改造 沿河截污 经济效益 环境效益 终极目标：功能区达标-污水处理厂提标 现阶段目标：消除黑臭-全面截污纳管 现阶段污水厂全部提升至地表水III 类，不如排污口的污水处理至二级排放标准 13中国市政工程华北设计研究总院有限公司 14 分流制改造后河道真的就干净了？ 水变清-截断外源 屋面 （沉淀物） 湿沉降 道路 （沉淀物） 绿地 （沉淀物） 雨水管道 （沉积物） 海绵城市 污水杂物进入雨水管道和雨水对管底沉积物冲刷 污染不可回避，也是海绵城市建设需关注的问题中国市政工程华北设计研究总院有限公司 15
8、分流制改造后河道真的就干净了？ 水变清-截断外源 雨水管 雨水篦子 路面 污水管 餐饮业倾倒、道路冲洗等形成的旱流水；降雨、降雪融 水等形成的初雨污染直排入河，成为重要的河道污染源 传统雨污分流系统中国市政工程华北设计研究总院有限公司 16 分流制改造后河道真的就干净了？ 水变清-截断外源 雨水管 雨水篦子 路面 污水管 雨水管道末端设置截流装置，只能收集截流装置上 游一定区域的初期雨水，不能实现对初雨的全收集 大小弃流管 可控弃流阀 末端截流式雨污分流系统 污水 处理厂 污水储池 L=vt v-降雨期间管道流速 t-设计初期雨水时间中国市政工程华北设计研究总院有限公司 17 分流制改造后河道
9、真的就干净了？ 水变清-截断外源 雨水管 雨水篦子 路面 污水管 污水 处理厂 全截流式雨污分流系统 1、每个雨水篦子下均设弃流或截流装置 2、必要的污水或初期雨水储池 3、专门的雨水收集和处理系统 4、降低污水处理厂负荷率要求 污水储池 ？ 负荷率？ 或 初雨弃流口中国市政工程华北设计研究总院有限公司 18 分流制改造后河道真的就干净了？ 水变清-截断外源 雨水篦子 路面 污水管 污水 处理厂 污水储池 v-降雨期间管道流速 t-设计初期雨水时间 定期对城市污染区雨水管道进行冲洗， 不失为部分地区水质维持的理想选择中国市政工程华北设计研究总院有限公司 19 0 0.5 1 1.5 2 2.5
10、 3 3.5 4 4.5 5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 01245789 NH 3 -N （mg/L ） PO 4 3- -P （mg/L ） 时间（d ） PO4-P NH3-N 为什么要控制或清理城市河道底泥？ 水变清-内源治理 更换新水后形成明显的浓度差，加速底泥中氮磷释放 非持续性换水时，换水7 - 10天后氮磷浓度恢复至原状 更换新水后的氮磷释放试验 底泥清淤 原位稳定中国市政工程华北设计研究总院有限公司 20 底泥清淤需要做什么准备？ 水变清-内源治理 泥质调查 不同泥层的表观及物理特征 重金属及有毒有害物质含量 淤泥的脱水性能及清液特征
11、底泥的有机组分含量及特征 泥量调查 总体特征及生态净化需求 不同泥质特征的泥层厚度 不同厚度底泥的面积特征 河道底泥总量的初步测算 处理处置 底泥清淤方式及对泥质影响 底泥处理及临时堆放场设置 脱泥水的性质及其处理处置 底泥最终处置方式及其出路 底泥清淤工程实施前一定要明确淤泥出路中国市政工程华北设计研究总院有限公司 21 如何实现污水处理厂补水和防洪的结合？ 污水 处理厂 水流动-生态补水 旱季模式 污水处理厂仍位于城市下游，并沿河设提升泵房（地势平坦地区或无需提升）和供水 管网，旱季将污水处理厂出水引入城市河道，作为河道水体补充水，增加水体径流量 雨 水 管 污水管 再生水/雨水管 出 水
12、中国市政工程华北设计研究总院有限公司 22 如何实现污水处理厂补水和防洪的结合？ 污水 处理厂 水流动-生态补水 雨季模式 雨季污水处理厂出水不再回补城市河道，而是直排入河 暴雨期间，输水管道或可起到雨水排放或行洪通道作用 污水管 雨 水 管 出 水 排 水 雨水/再生水管中国市政工程华北设计研究总院有限公司 23 如何将旁路治理与水体循环有效结合？ 净化 设施 水流动-水体循环 提升泵 管道、暗渠或生态渠道 对于城市缓流水体，在其下游设置提升泵和必要的净化设施，并通过管道、暗渠或 生态渠道的形式将处理后的水引入水体上游，实现水质净化的同时提高水体流动性中国市政工程华北设计研究总院有限公司 2
13、4 有机物 无机物 氮、磷、矿物 质 CO 2 氮 O 2 O 2 微生物 CO 2 怎么利用水生生物提升净化能力？ 水自净-生态修复 植物净化水体 1、植物生长和代谢 2、根茎微生物分解 3、根系吸附、网捕 通过光合作用生成溶解氧 ， 并通过根茎释放到水中，从 而在根茎周边营造好氧环境 是水生植物净化水体的重要 方式；因此根茎氧传递是生 态修复效果的主要影响因素 水深较深的黑臭水体，不宜采用沉水植物，否则太阳光照射不到，光合作用不能实 现，供氧作用消失，可考虑选用芦苇等挺水植物；相对洁净且阳光充足的水体，宜选 择沉水植物，避免植物过多的吸收空气中的CO 2 和营养盐，造成二次污染中国市政工程
14、华北设计研究总院有限公司 25 城市水体能实现底泥原位稳定化吗？ 水变清-内源治理 硝酸钙 锁磷剂 固化剂 底栖生物活动 底泥产气携带 流水冲刷侵蚀 混凝沉淀反应的条件：1、快速混合；2、慢速反应 河道底泥稳定化形式：1、松散泥层；2、固化泥层 原位稳定为薄层底泥水体的临时措施 历史污染水体清淤是黑臭治理的关键中国市政工程华北设计研究总院有限公司 26 河道洒药或生物制剂到底有什么作用？ 水变清-水质净化 除磷药剂 磷 酸 盐 磷沉淀 溶解态磷 厌氧污泥 磷酸盐 生物制剂 营 养 盐 有 机 物 厌氧污泥 小分子 有机物 H 2 O+CO 2 N 2 +PO 4 3- H 2 S 底栖动物 化
15、学除磷药剂或锁磷剂对河道磷的 去除通常是不可逆，或者说是有效 的，但水体透明度问题会快速反复 实质上是向河道中加入微生物，加速 生物反应，但如果不能有效供氧，将 加速氧的消耗，并再次引发厌氧恶臭 化学药剂 生物制剂中国市政工程华北设计研究总院有限公司 27 河道真的可以变成污水处理厂吗？ 水变清-水质净化 建坝蓄水 投加生物制剂 曝气充氧 停留时间 生物活性 反应环境 底泥问题 生物安全性 混合不彻底 设施效能 污水 处理 要素 行业 技术 难题中国市政工程华北设计研究总院有限公司 28 河道真的可以变成污水处理厂吗？ 水变清-水质净化 曝气充氧 活性微生物 城市黑臭水体投加生物菌剂并曝气一段
16、时间后，水真的变清了？ 其实只是污泥由厌氧变成好氧，如果不持续供氧，还会再次变成厌氧污泥 好氧 污泥 厌氧 污泥中国市政工程华北设计研究总院有限公司 29 磁混凝或其他混凝技术能解决黑臭吗？ COD （BOD ） 沉淀去除为主 65%（40%）以上 溶解性物质去除率低 TN（氨氮） 沉淀去除为主 氨氮几乎无去 除 TP 化学反应和沉 淀 55%以上 水变清-水质净化 可部分解决污染问题，但对溶解性 污染物和氨氮的去除能力有限，可 作为人工湿地等的预处理设施使用 0 50 100 150 200 250 300 原水 一级强化 二级标准 一级B 一级A 地表IV类 溶解性 颗粒物 不可常规去除中
17、国市政工程华北设计研究总院有限公司 30 如何规避生态修复自身的技术缺陷？ 水自净-生态修复 净化 + 景观 枯萎 腐败 水生植物不能及时收割 导 致 枯萎、腐烂，成为水体 底泥，也是部分水体黑臭 问题反复的一个重要原因 外来物种入侵也是需考虑的问题中国市政工程华北设计研究总院有限公司 31 1. 实现真正意义上的截污是水体整治的关键 2. 底泥清淤是确保治理后水体不反弹的核心 3. 选择生物或化学“原位治理”技术需要慎重 4. 不宜将城市黑臭水体演化成“污水处理厂 ” 5. 大水面并不是真正意义上的“人水和谐” 6. 复式断面设计有助于解决水量季节性变化 7. 污水处理厂出水回补河道有利于水
18、质维持 8. 水生植物的收割和养护是生态修复的关键 城市黑臭水体整治的主要技术方向中国市政工程华北设计研究总院有限公司 32 城市黑臭水体整治绩效考核 发布平台 http:/ 33 城市黑臭水体整治绩效考核中国市政工程华北设计研究总院有限公司 黑臭水体整治是一个系统工程，必须用系统的综 合方案加以解决，碎片化的工程措施和技术手段很难 从根本上实现黑臭治理目标。 系统的设计方案和合理的工艺技术只是黑臭水体 整治工作成功的第一步，确保设计方案落到实处、工 程质量过硬则是黑臭水体治理的重要环节，也是黑臭 治理目标最终实现的基本保障。 34中国市政工程华北设计研究总院有限公司 国家城市给水排水工程技术研究中心 孙永利 E-mail ： 地 址：天津市河西区气象台路99 号
