1、净 水 技 术WATER PURIFICATION TECHNOLOGYVol. 29, No. 5, 2010October 25th, 2010净水技术 2010， 29（ 5）： 1-3， 45 Water Purification Technology1 黑臭河道概况上海属平原感潮河网地区，除外围长江口 、东海 、杭州湾水体外，内陆主要以黄浦江 、苏州河及其主要支流为骨架与众多的中小河道形成了交织成网的水系，水位落差较小，水力比降十分平缓，约在五万分之一至十万分之一之间，河道水流缓慢，污染严重，水位落差较小，又较易产生淤积黑臭现象 。随着工农业生产和城市的发展，河网水系被严重污染，河道
2、黑臭现象日益突出，其中又以苏州河最具代表性 。从上世纪二十年代起，河流水质开始出现恶化，出现了季节性的黑臭现象，到七 、八十年代时已成为一条终年黑臭的 “臭河浜 ”。到了九十年代初，全市河道黑臭现象严重，黑臭河道遍布全市城郊水网 。为改善上海的水环境质量，重塑上海城市形象，提高市民生活居住的环境质量水平，历届上海市委市府对黑臭河道治理相当重视，开展了大规模的河道水环境整治，黑臭现象逐步得到遏制 。经过上海第一轮和第二轮三年环保行动计划的综合整治1，杨浦 、普陀 、长宁 、徐汇 、闸北 、虹口等六个中心城区中小河道基本消除黑臭，而经过苏州河环境综合整治工程的实施，使苏州河的水质也有较大程度的改善
3、2。虽然经过整治后河道黑臭情况有所好转，但仍不容乐观 。根据 2005 年 上海市郊区黑臭河道调查报告 统计，在上海 10 个郊区的 101 个镇的 929 km河段中尚有黑臭河道 654 条段（ 691 km） 。其中全年性黑臭的 337 条段（ 341 km），阶段性黑臭的 317 条段（ 350 km） 。另据 2006 上海市河道报告 统计，在参与评价的 617.9 km 河道中，优于 III 类水（含 III类水）的河长占 12.5 %，类水的河长占 17.5 %，类水的河长占 14.3 %，劣 V 类水的河长占 55.7 %，也就是说仍有一半以上的河段水质为劣 V 类，黑臭河道的整
4、治任务还很艰巨 。2 河道黑臭原因当河道所接纳的污染负荷远远超过自身净化能上海地区黑臭河道治理技术分析李珍明，蒋国强，朱锡培（上海市苏州河环境综合整治领导小组办公室 上海市水利管理处，上海 200002）摘 要 介绍了上海地区黑臭河道的现状 、成因及整治技术，归纳了一些常用的黑臭河道整治措施和对黑臭河道整治成果进行评价的指标体系 。通过成功治理黑臭河道的实例，说明综合运用各种技术手段和措施优化了黑臭河道的治理，达到了很好的效果 。关键词 黑臭河道 治理技术中图分类号： TV68 文献标识码： A 文章编号： 1009-0177（ 2010） 05-0001-04Analysis of Cont
5、rol and Remediation Technology for Black and Odorous Rivers in ShanghaiLi Zhenming, Jiang Guoqiang, Zhu Xipei(Shanghai Suzhou Creek Rehabilitation Project Head Office Shanghai Water Administrant Department, Shanghai 200002, China)Abstract The general situation, causation and remediation technology o
6、f black and odorous rivers in Shanghai were introduced.Some useful remediation measures and indexes system for evaluatiion of remediation achievement were concluded. The successful cases show by means of comprehensive measures and technology, the control and remediation technology for black and odor
7、ous rives isoptimized, and the result of remediation is satisfactory.Key words black and odorous rivers control and remediation technology收稿日期 2009-11-04作者简介 李珍明 (1969-)，女，硕士，研究方向为计算机网络 、数据库和信息管理系统 。电话： 021-63218584；E-mail： 。!“!“!“!“世博年 ”科普论坛1- -Vol. 29, No. 5, 2010力后，就会引起河道黑臭 。河道黑臭是有机污染的一种极端现象，是由于水
8、体缺氧，有机物腐败而造成的 。从上海的实际情况来看，引起河道黑臭的原因主要有以下几种 。2.1 大量污染源进入河道大量外源性污染物的进入河道是河道黑臭的主要原因 。工业废水 、生活污水和垃圾 、畜禽粪便 、农田化肥及各种重金属等都会引起水体黑臭 。大量未经处理的污水直接排入河道，使河水溶解氧几乎为零，导致河道出现黑臭现象 。2.2 不利的水动力条件感潮河网地区每天两潮的潮涨潮落，使污水受潮流顶托，长时间回荡 、停留在河道中无法顺利排出，容易发酵造成反复污染，同时从上游挟带的泥砂及各种垃圾就在内河床中沉淀下来，经过日积月累较易产生淤积黑臭现象 。2.3 上游水源条件差由于上海地处长江下游，污染程
9、度越来越严重的上游来水加剧了河道的黑臭程度 。一方面，受污染的河道无法通过引用清水来进行恢复；另一方面，已经治理好的河道可能会再次被上游来水所污染 。2.4 水系结构不合理由于城市发展 、市政建设或其它历史原因，当前在上海还存在许多断头浜和淤塞河段，水系尚不能完全沟通，另外许多排污口和下水沟的存在使相当多的河道水系结构更复杂，治理难度更大3。2.5 河道功能被异化由于历史原因，上海中心城区地下排水管网老化严重，雨污混接，加之城市人口增速太快，市政地下排水管网建设跟不上等原因，致使上海部分河道的功能被异化为接纳污水雨水的排水管道，缺乏相应的污水处理措施从而产生黑臭4。2.6 水生态系统被破坏由于
10、污染严重和环境条件恶劣，以致水体食物链中最重要最基础的一环（即底端腐食群落食物链）极度缺失，造成水体自身净化能力消失殆尽，导致进入水体的有机污染物无法得到及时有效分解，加剧水质恶化 。3 治理技术黑臭河道治理技术是指在黑臭河道的治理过程中，为改善水质而采用的各种技术手段，主要是指应用水力学 、物理学 、化学 、生物学 、生态学以及由此衍生和综合的环境生态工程学方法的基本理论 、基本规律所建立起来的技术手段，旨在消除水体黑臭，降低水体污染负荷，提高水体的复氧能力和氧化能力，进而提高水体透明度，逐步恢复水体生态系统结构与功能的系统技术5。3.1 水力技术根据水往低处流的水力学原理，利用水头差来控制
11、水体定向 、定量和有序流动（如控制内河水位 、控制引排水流速流向 、引排时间等），使水体转向有利于削减污染负荷的技术 。主要包括引清调水 、水力造流和筑坝造流等技术手段和措施 。3.2 物理技术物理技术是指运用机械 、磁力及超声波的手段，采用曝气 、浮游生物去除和污染底泥清除等技术手段来治理河道黑臭的技术 。主要包括气浮法除藻技术 、磁聚除藻法 、超声波除藻 、曝气混合法及污染底泥疏浚技术等 。3.3 化学技术化学技术是指利用化学制剂去除水体臭味 、污染物 、藻类，从而达到治理黑臭河道的技术 。主要包括絮凝剂净水 、除藻等，所用的絮凝剂主要有无机絮凝剂 、有机絮凝剂 、微生物絮凝剂和复合絮凝剂
12、等 。3.4 生物技术黑臭河道水体中存在大量有机物质，腐化作用显著，有机物分解极少，自净能力丧失，需要利用生物技术来增强水体自净功能 。主要包括原位生物修复技术 、复合酶污水净化技术 、生物促生技术 、微生物技术 、组合生物技术等 。3.5 环境生态技术环境生态技术是综合运用生物学 、生态学以及工程学原理，利用生物的代谢活动来吸收 、降解环境中污染物 、降低有毒有害物质浓度或使其无害化的技术 。主要包括土地处理系统 、植物浮床技术 、生态修复技术和生物技术等 。4 常用措施由于上海黑臭河道面广量大，需要综合利用多种技术，采取截污治污 、底泥疏浚 、沟通水系 、引清调水 、水土保持和生态修复等多
13、项措施，以取得较好的整治效果，从而消除上海河道黑臭现象，还原河道水清 、面洁 、岸绿 、景美的自然风貌 。4.1 截污治污黑臭河道整治的关键是截污治污，否则不能从李珍明，蒋国强，朱锡培上海地区黑臭河道治理技术分析2- -净 水 技 术WATER PURIFICATION TECHNOLOGYVol. 29, No. 5, 2010October 25th, 2010根本上改善水质 。要加强市政污水管网建设，尽可能地将污水纳管后经污水处理厂处理后再排放，对沿河单位的排水口加强水质监测，保证达标排放，严格控制进入河道的各种污染源 。4.2 底泥疏浚底泥耗氧是河道黑臭的主要原因之一，底泥是各种污染物
14、主要归宿场所，水体污染导致底泥淤腐并加剧水体富营养化进程，所以必须彻底清除河道内已经被严重污染的底泥，再通过底泥生物氧化等方法重建河道底部生态 。4.3 沟通水系应当因地制宜地沟通水系，盘活水体，才可有效提高河道的自净能力 。水系通畅后才能充分发挥现有水利工程设施的作用，加快水体循环，沟通水系为下一步的引清调水提供基础条件 。4.4 引清调水引清调水从遵循自然状况 、实现水体定向有序流动着手，充分利用潮汐动力优势，通过对现有水利工程设施的联合调度运行，实现水体的定向 、定量和有序流动，以达到引清冲污 、科学利用水资源 、全面改善水环境质量的目的6。4.5 水土保持水体的流动会对河岸产生冲刷造成
15、水土流失，船行波 、浪涌和潮起潮落以及沿岸植被的破坏都是引起水土流失的原因 。水土流失将造成河道淤塞，淤泥累积而发黑发臭，因地制宜地建设生态护岸是防止水土流失的有效办法 。4.6 生态修复河流是一种开放流动连续性的生态系统，在黑臭河道的治理过程中，结合河流的生态功能采取一些适当的生化处理措施和生态技术也是改善水质非常有效的办法之一 。如及时清除泛滥的藻类等，合理发展各种水生动植物，可实现水生态平衡发展 。5 评价体系河道黑臭的成因复杂，而且对黑臭程度的描述因个人感观的差异而有别，因此通常需要采用一定的指数来描述水体的黑臭程度，然而迄今为止，国内外关于水体黑臭尚无公认的 、可以完全通用的评价方法
16、和标准 。而对河道水环境评价是水环境治理中的重要基础性工作，通过对水环境的正确评价才能为制定科学合理的整治规划提供依据，也将直接影响决策的科学性和合理性 。与水体黑臭有关的指标主要有： DO、BOD5、COD、氨氮 、硝酸盐氮 、有机污染物 、水温 、pH 值 、硫酸还原菌数量等 。其中 DO、BOD5、COD、氨氮的含量与水体黑臭有较好的相关性7。上海目前常用的评价方法有以下几种 。5.1 黑臭污染指数评价黑臭污染指数 氨氮含量实测值（ mg/L） /（溶解氧饱和率 +0.4） 。当黑臭污染指数 5 时，河水出现黑臭 。黑臭污染指数主要根据氨氮含量和溶解氧饱和率确定，氨氮含量高易生成 NH3
17、等有臭味气体8。5.2 有机污染综合评价黑臭的评价选用 DO、BOD5、CODCr、NH4+-N 四项指标，采用有机污染综合评价法（ A 值法）进行评价，评价标准选择确定为 GB 383888 标准的类水质下限 。有机污染指标 A 值为 23 时表明黑臭开始， 34 处于黑臭状态， 4 处于严重黑臭状态 。5.3 单一指数法评价又称溶解氧指数法，当溶解氧指数 0（ DO2 mg L）表示没有黑臭；当溶解氧指数 1（ DO2 mgL）表示出现黑臭 。单一指数法表明，在正常情况下，当 DO2 mgL 时水质就会黑臭，所以把 DO2 mgL 作为界定水体黑臭的标准 。5.4 河流综合水质标识指数法评
18、价上海市环保局结合水环境治理评价实践，提出了河流水质综合评价方法 河流综合水质标识指数法，通过该指数 WQI 的整数位和小数点后第一位X1.X2 来判定水质类别，主要采用 DO、CODMn、BOD5、TP 以及氨氮等五个指标8。6 治理实例6.1 苏州河环境综合整治工程苏州河横贯上海中心城区，由于长期以来接纳的污染负荷远远超过其自净能力，因此一度终年黑臭，鱼虾绝迹，两岸脏乱差现象十分严重 。为消除苏州河黑臭，实施了大规模的苏州河环境综合整治工程，随着截污治污 、引清调水 、底泥疏浚处置 、河道曝气复氧 、码头搬迁 、水面保洁 、河道两岸整治 、水土保持和生态农业工程等措施的实施， 2000 年
19、苏州河干流段基本消除了黑臭， 2001 年市区河段发现小鱼，2002 年主要水质指标达到景观水标准， 2003 年滨河绿化岸线达 15 km，绿化面积 50 万 m3。2005 年苏州河上游水质指标（ CODCr、BOD5） 稳定达到 IV 类标准，下游平均值达到 IV 类标准； DO 在上游平均值达到 IV 类标准， CODCr、BOD5和 NH4+-N（下转第 45页）3- -净 水 技 术WATER PURIFICATION TECHNOLOGYVol. 29, No. 5, 2010October 25th, 2010（上接第 3 页） 上下游基本持平 。经过治理，苏州河消除黑臭，水质
20、稳步改善，达到了地表水 V 类的标准；鱼类回归，品种和数量增加；河道整洁，市容改观，滨河绿地 、公园大幅增加，改善了市民的生活环境 。6.2 曹杨环浜的生态系统修复曹杨环浜为环形封闭水道，全长 2 208 m，宽 814 m，水深 0.51.5 m，水面积 24 933 m2，槽蓄量（ 3.24.0） 104m3。由于大量城市生活污水 、工业废水和各种垃圾注入河浜，致使水体发黑发臭，沿途环境污浊不堪 。曹杨环浜的治理在完善截污措施，水体曝气充氧 、环浜造流的基础上构建健康生态系统，主要措施包括：构建水生植被 、水生动物种群 、水草的收割及水生物的捕捞与利用系统等 。从 2003 年11 月开始
21、实施该示范工程后，河浜水质逐步变好，总磷 、总氮和氨氮持续降低， 2004 年 8 月的数据与2003 年同期相比，总磷 、总氮 、CODMn和 BOD5均有很大程度的降低 。在示范工程实施期间，水体透明见底8。6.3 几种黑臭河道治理技术实例及效果的对比分析上海黑臭河道治理案例很多，为便于评价不同治理方法所产生的效果，现选取几条典型的黑臭河道，分别为曹家宅 、薛家浦 、许渔河和老段浦 。这几条河道治理方法不尽相同，其中曹家宅主要为前期治理，采取的方法主要是部分清淤和定期投放生物复合酶；薛家浦则是采用底泥疏浚氧化 、机械曝气 、水力置换 、同时辅以种植少量水生植物，分离培养和投放土著菌等措施；
22、许渔河采用底泥氧化 、生态组合浮床 、机械曝气及护理等措施；老段浦则主要采用部分清淤 、人工湿地 、潜流曝气 、同时也辅以种植水生植物 、投放水生动物和进行边坡护理等措施 。经过三个月的运行后发现，由于老段浦采用了综合生态修复的方法，构建了一个从水草 -大型水生植物 -鱼 -螺 -大型水生动物等组成的较为完备的生态系统，所以在整个运行过程中水质较其他三条河稳定，效果最好8。由于污染严重 、生态系统结构被严重破坏 、食物链支离破碎 、物质循环和能量流动的途径缩短 、循环周期变短，黑臭河道通过碎屑食物链的能量增多 、整个生态系统功能丧失殆尽 。因而想从根本上治理黑臭河道，就要从河流生态系统的结构和
23、功能入手 。依据高效 、经济 、环保的原则，使河道整治的工程措施和长效管理办法能因地制宜 、人水和谐地发挥作用，从而最大限度地保持河道水生态系统不断循环和进化，并逐步恢复河道水体生态系统的结构与功能，使河道内的水生态系统能长期自我维护 、恢复自净功能，最终达到持续 、稳定 、自然 、原生态的状态 。参考文献 1 上海市苏州河综合整治办公室 .上海市苏州河环境综合整治方案 R.1998. 2 上海市水务局 .上海市水资源普查报告 R.1999. 3 上海市水务局 .上海市郊区黑臭河道调查报告 R.2005. 4 上海市水务局 .2006 上海市河道报告 R.2006. 5 中国科学院水生生物研究
24、所 .上海市黑臭河道水环境治理技术及其管理规范研究总结报告 R.2008. 6 李珍明 .流动的水流动的美 让上海的水 “活 ”起来 J.中国水利 ,2004,(2):60-62. 7 李珍明 .实施环境水利战略 ,发展节水灌溉新技术 J.中国农村水利水电 ,1999,(10):13-15. 8 中国科学院水生生物研究所 .上海市黑臭河道水环境治理数学模型研究 R.2008.水运行企业平均电费和原水供应量变动情况等条件估算，每万吨原水预处理运行成本约为 68.5148.7元 。4 结论试验表明，与轻质泡沫填料 、聚丙烯填料和 LT型悬浮球填料相比， Ys 型悬浮柱填料能够在 7 d 左右就成功
25、实现挂膜 。当进水氨氮浓度超过 1.0 mgL时，轻质泡沫填料 、聚丙烯填料和 Ys 型悬浮柱填料均能达到 4.0 g （ m3h）的氨氮处理负荷，出水氨氮浓度稳定在 0.5 mg L 以下 。但从运行费用 、维护简单考虑， Ys 型悬浮柱填料具有较大的综合优势，其对黄浦江上游原水预处理运行成本约为 0.006 850.014 87 元 m3。参考文献 1 陈洪斌 ,梅翔 ,高廷耀 ,等 .受污染源水生物处理挂膜过程研究 J.水处理技术 ,2001,27(4):196-199. 2 樊建军 ,王学闯 ,陆少鸣 .悬浮填料流化池预处理去除珠江水中的氨氮 J.中国给水排水 ,2008,24(9):64-67. 3 周建平 ,郑国兴 .悬浮填料在微污染原水生物预处理中的应用J.净水技术 ,2005,24(5):45-48.45- -
