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河道治理

城中河道治理要点

 城中河道治理综述

  城市河道简称城中河,是每一个城市为了排水而修建的渠道,随着城市的发展,渠道中逐渐汇集了沿岸众多的排污管道,从这些管道流出的污水很多没有经过处理,使得这些渠道成了污水沟,很多还散发着强烈的异味,影响沿岸人民的日常生活,由于考虑夏季收集雨水,因此不能全覆盖,如何使河道还清和去除异味涉及到方方面面,包括了技术,设备,占地,资金,管理,部门,市政,运行等众多难题。北京一滴水环保科技有限公司长期致力于研究节能微滤技术,本文试图从技术角度研究探讨城市河道的治理,力争起到抛砖引玉的作用,试图研究解答一些以技术为主但是又不仅仅是技术上的疑难问题,例如:

如何消除河道异味?

如何减少淤泥的滋生?

如何使河道污水快速还清?

河道治理如何与污水厂配套?

河道治理的标准选择?

河道治理的技术路线?

河道治理的管理模式?

河道治理的运行模式?

河道没有生态补水怎麽办?

河道治理如何实现中水回用?

10 河道治理选用什么设备?

11 河道污水如何实现过滤?

12 河道治理的运行费用?

 城中河道治理的基本原则

任何治理措施都不得影响泄洪,不得丧失河道的泄洪基本功能。

由于流量大,因此更关注运行费用。

河道中的废水品质不稳定,水量也会时时变化,水处理设备要有适应性。

不是一种临时措施,而是长期的水处理效果,是对污水厂(点源治理)的有益补充,是一种流域治理的新举措。

城中河道治理的关键不仅仅是治理,更多的是运行管理,是长治久安。

 城中河道治理的主要内容

         我国目前的污水处理和中水处理,依据受让水体和用途有很多标准,主要指标为悬浮物(SS),化学需氧量(COD), 以及总磷(TP),总氮(TN)。

● (SS指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉淀后易厌氧发酵使水质恶化

● (COD化学需氧量反映了水中受还原体物质(有机物)污染的程度,含量越高则水中消耗溶解氧就越大,使得水缺氧,会造成水中大量的动植物恶因缺氧而死亡,同时还会使厌氧菌大量繁殖,加速水质恶化

TN)是指水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的总和。总氮量的增加,主要导致微生物和藻类等水生生物大量繁殖,造成水体富营养化。总氮是衡量水质的重要指标之一。

TP)水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。磷酸盐会干扰水厂中的混凝过程。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素,过量磷是造成水体污秽异臭,使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。

 城中河道主要污染物的去除方式

污染物

工艺流线

       

SS

物理或化学

包括过滤或加药絮凝---沉淀过滤

COD

物理,化学, 生化

COD的表现形式分为溶解性和非溶解性,非溶解性可以采用过滤或加药絮凝--沉淀过滤方式,溶解性则需要生化工艺。

TP

  

二个以上的生化池,由聚磷菌通过好氧曝气大量吸附磷虽污泥排除,在厌氧池转化回复吸附功能。

PN

  

二个以上的生化池,在好氧阶段产生硝化反应,在兼氧段反硝化转为氮气逸出

     由此可见:城市河道的处理方式要考虑污染物的去除原理,然后才能决定适合采用什么设备形式,同时还将受制于投资规模,运行费用和管理模式的限制。实际上面对新的环保要求,河道的污染程度,对城市河道与主河道,支流河道,干流河道的处理方式和指标应该是有区别的,应该因地制宜,分而治之。

 城中河治理的标准选择

综上所述,城中河道的治理标准,既不同于污水厂,也不同于其他的污水处理标准,而是应该因地制宜区别对待。

具体标准的选取原则应该是消减一定比例指标,而不是一次性达到哪一种硬性指标,因为河道中的污水与污水厂性质不一样,大小和污染程度随时变化,但是没有污水厂的均化池(初沉池)和完整的处理工艺设备,没有理想的生化池工艺,等等。因此不能完全等同于污水厂对待。

一条城中河流域中可以有多个治理阶段,每一个阶段可以根据需要而采取不同的治理标准,例如西安的皂河,总体是消减CODSS,减少对渭河的污染程度,但是在城中区,在非冬季,还可以进行深度处理,用于城市绿化或其他不重要的用水场合,可以按水质和流量收费。

无论选用何种标准,有一种总起码的标准是肯定的,那就是起码要达到:无色无味,清澈透明,因为这是常年生活在河道两岸市民的最起码要求。

 城中河治理的管理模式

 

1城中河道治理与传统的方式有所不同,已经不仅仅是每年集中一段时间清淤和整理护坡,而是要对水质进行处理,如果说污水厂是污水的最后把关,是点源集中治理手段,那么流到河里的水不合格怎麽办?目前大多情况下只能眼看着而无能为力,因此,对河里流动的污水治理可以称之为流域连续治理,是对点源集中治理的有效补充,这需要针对性的管理模式和与运行模式。

实际治理的表现形式是在河道二岸安装水处理设备,有设备就会运行,运行就得有人看护,因此需要相应的管理部门和组织以及管理运行模式,实际上就是把一条城市中的河道,每隔一定的距离安装一套水处理设备,将整条河道看做是一个细长的污水厂,按照污水厂的模式并考虑现场因素进行管理。这样才能达到长治久安。我们的具体建议是:与当地有关部门成立联合管理与运行公司。以市场化手段管理运行河道和污水处理,污水实际去掉污就是珍贵的水资源。

 北京一滴水公司创新技术

          北京市一滴水环保科技有限公司从节能的角度研究水处理技术,特别是污水和工业废水处理技术,由此研发成功的节能微滤系列产品已成功填补了很多行业内的技术空白,产品服务于多家世界500强企业,本案提出的技术框架方案,并不是专门研究河道治理的成果,而是一滴水节能水处理技术在河道治理方面的应用,至于具体方案可以另行给出,

节能微滤技术

节能微滤是一滴水公司多年研究逐步积累的技术成果,这是一种过滤精度介于砂滤和超滤之间的过滤设备系统。主要特点是:仍然采用了不定滤料的形式,

 

采用一种多微孔颗粒状的陶瓷材料替代来石英砂,比重仅为1.1g,石英砂过滤精度一般为10微米,超滤则小于0.1微米,而节能微滤在在0.1---10微米之间,而实际应用在1微米区域。过滤精度比砂滤提高了2个数量级,解决了传统砂滤12个技术难题,价格上则比超滤降低了70%,运行费用也降低70%左右。用在治理城中河污水的主要作用是:可接接受高浊度,高悬浮物污水,主要目的在于去除水中的悬浮物,同时也会降低悬浮物带来的COD

 

 2 双微技术与设备系统

     双微指的是微絮凝+微滤工艺,具体到城市河道污水,仅仅采用物理性质的过滤还不够,因为溶解性的物质难以去除,在微滤之前添加适当的絮凝剂(有机,无极,矿物质或生物絮凝剂),可以有效去除溶解性胶体和一部分污染物,包括脱色,去除异味,降低COD,降低浊度,等等。例如西安的皂河的现场测试结果如下:

测试项目

进水

出水

浊度

100

3

COD

180---380

80---160

SS

50---120 mg/L

3---5mg/L

 

 

 

 

 

 

双微技术用于河道污水治理的具有很低的运行费用,例如:污水处理总得需要一次泵提升,西安皂河每天流量在70万立方左右,提升泵会消耗很大电费,双微系统仅需要3米的水泵扬程即可工作。平均每立方水的提升电耗仅为0.015度。大约每立方的提升电费一分钱左右。药剂费用则因水质而不同。双微系统比单纯的微滤提高了是处理效果,可以进一步脱色,消减一部分溶解性COD,进一步去除水的异味或消毒。出水可以做到无色无味,清澈透明。

亚膜生物反应器(MBR

采用各种形式制造的膜生物反应器,可以用于污水包括河道污水的治理,其性能和效果也是肯定的,但就是价格和运行费用高,特别是水量越大,水质越差投资和运行费用会越高,因此限制了其大规模普及和发展,亚膜生物反应器(YMBR)就是针对上述不足而推出,主要特点是:

● 关于浊度(NTU):MBR可以达到0.2NTU,而中水达到5 NTU即可,因此没有必要一定要达到0.2NTU YMBR1—3NTU,完全能够满足要求。因此后退一步海阔天空,污水处理的原则是达标即可,不是越高档越好。

●关于悬浮物(SS:  MBR出水为0 mg/L,,中水标准为5 mg/L,YMBR1---3mg/L,同样可以满足中水要求

● 关于CODMBR具有非常好的生化效果,但是主要贡献不是超滤膜而是好氧生化池,在这里可以达到比一般污水厂高数倍的微生物浓度,例如,普通污水厂的活性污泥浓度为2mg/L,MBR却可以达到10mg/L,这就大大促进了生化效果,生化后的污水含有高浓度的活性污泥悬浮物,只要有效将污泥与水分离开,实际上用任何方式都可以,包括超滤但也不限于超滤。例如微滤也可以。因此,在需要中水供应的沿河地段,可以设定亚膜生物反应器,除了有效去除COD以外,还可以去除总磷和总氮,提高供水品质,或者直接按照用户的要求配置水处理设备。

 城市河道污水处理实施举例

第一步:

将沿岸的排污口有计划顺序收集直接送到岸边的水处理设施,这样做是考虑到沿岸的排污口一般不适宜直接封堵,只能引导,但是引到那里都不合适,最合适的方法是按地段收集后就地处理,例如沿河岸2公里收集15个排污口,通过与河流并行的输水渠道(不是管道)送到水处理设施进行处理。处理后从新排回河道或深度处理回用。

 

第二步:

与收集排污口配合,每个一段距离设置一套双微技术设备系统,处理的来水包括沿河排污口收集的污水,也包括上游难以收集的污水(暂时称之为A段),处理后排到河里的是清澈透明无色无味的干净水。一直到下一个阶段的双微技术设备系统(暂时成为B段),

 

A---B 之间流动的是净化水,A---B之间的距离内也会排入污水,因此会将各个排污口顺序链接起来送到下一个双微技术设备系统。以此类推。这样的处理方式达到如下处理效果:

可将水中的COD降低60%左右,也就是消减COD对主河道的污染量。出水浊度1---3NTU,出水SS控制在5mg/L

解决了老百姓常年对水环境的不满,河道不再散发异味。水中清澈透明。

 

第三步:

污水去掉污就是珍贵的水资源,深度处理可以实现中水回用,难题在于不是技术问题,而是处理量和使用量平衡问题,是中水管道的铺设和使用者需求问题,这是一个长期的系统工程,不是一日之功。如何实现这一过渡呢,本文提出这样的框架方案。

 关于用水平衡问题采用沿河调研用户后,建设适当高度的水塔,水塔低于设定水位时,系统自动启动供水,始终保持水台的水位高度,出水则设置水表,咱水表流量收取费用。

 技术设备采用YMBR和配套工艺,主要原因是除了消减COD以外还进一步去除总氮和总磷,以适应循环水补水的需要。这样的处理效果优于双微工艺,但是又不能将这样的好水白排放到河里,因此设计了自动供水的高位水塔。

 关于水处理设施的占地

      一般讲城市河道沿岸大多有足够的设备安装场地,但是在市中心或二岸已经开发的区段,没有理想的安装场地,因此可以考虑在河上架桥,解决设备的占地问题,美中不足的是这种措施会导致稍高的水泵扬程,造成运行费用的增加。

 

 小结

城市河道水质处理在很多方面还是有待于探讨的课题,与通用传统的污水处理厂有很大不同,例如雨污合流,水质水量很不稳定,缺少生态补水,难以建设类似污水厂的工艺设施,

  即使能够建设也会受到投资和运行费用的限制,缺少统一的针对性执行标准。缺少成熟的管理和运行模式。等等。这些都有待于从实践是检验真理的唯一标准过程中逐步完善。

尽管如此,但并不是问题就难以破解,从市场上已经有大量可以借鉴使用的工艺技术和设备系统,主要问题是经济指标和技术瓶颈的突破,例如:过滤是个很好或难以逾越的工艺手段,但是每天数十万,数百万的水量,以此前的砂滤工艺则很难实施,关键是运行费用高。(本文的节能微滤是一种可以考虑的技术方案)。

很多人对河道治理的概念是清淤和绿化护坡,这次不是了,是沿河增加了很多设备,这需要专业人员管理运行,只对整个河道的整理,管理,例如不能随便到垃圾了,沿河要用网做好隔离。因此首先是观念的转变。

河道一般划归水利部门,而污染的治理有设计及环保部门,今后的运行与管理涉及到市场因素,这需要配套的管理机构或市场化组织,例如有关各方合资成立运行管理公司。

投资和运行费用是不可或缺的问题,谁来投资?运行费用从哪里出?一条河每天大多数十万立方甚至更高,此前大多没有纳入财政费用计划,不像污水厂,可以从自来水费中提取,但是没有日常的运行管理,任何设备投资都不可能持久,根据国家政策,容许民间社会资金进入公共领域,很多省市也出台了相关政策和鼓励措施,例如谁投资谁受益,资产资源置换,用一部分盈利反补投资者的河道运行管理费用。相信随着我国城镇化进程,随着环境治理的力度逐步深入,今后的配套政策会越趋完善。

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