城市排水官網(wǎng)的治理成為黑臭水體整治的關(guān)鍵性因數(shù)
【上海純水設(shè)備行業(yè)新聞】
為貫徹落實國務院《水污染防治行動計劃》確定的鄉(xiāng)村黑臭水體整治目標和工作要求，2015年9月，住建部和生態(tài)環(huán)境部兩部委共同制訂《鄉(xiāng)村黑臭水體整治工作指南》明確提出“2020年底前，地級及以上鄉(xiāng)村建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)；2030年，鄉(xiāng)村建成區(qū)黑臭水體總體得到消除”2018年5月，習近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境維護大會上強調(diào)：要深入實施水污染防治行動計劃，基本消滅鄉(xiāng)村黑臭水體，還給老百姓清水綠岸、魚翔淺底的景象”2018年6月《中共中央國務院關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境維護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》發(fā)布，要求“著力打好碧水捍衛(wèi)戰(zhàn)，保證飲用水平安，基本消滅鄉(xiāng)村黑臭水體”2018年9月，住建部與生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布了鄉(xiāng)村黑臭水體治理攻堅戰(zhàn)實施方案》明確要求“2018年底，直轄市、省會鄉(xiāng)村、計劃單列市建成區(qū)黑臭水體消除比例高于90%基本實現(xiàn)長制久清。2019年底，其他地級鄉(xiāng)村建成區(qū)黑臭水體消除比例顯著提高，2020年底達到90%以上”鄉(xiāng)村河道污染成因及黑臭水體治理的關(guān)鍵
1.1河道水體污染的主要成因
大量污染物排入河道導致水質(zhì)惡化，上海純水設(shè)備入河污染物耗氧速率高于河道復氧速率，嚴重時，河流從有氧環(huán)境轉(zhuǎn)化成厭氧環(huán)境，有機污染物發(fā)生厭氧分解發(fā)生硫化氫和硫醇類等物質(zhì)，水中鐵錳等重金屬還原成硫化亞鐵等，導致水體黑臭。
1.2黑臭水體治理的核心問題
黑臭河流被稱為患癌癥的河流，2015年2月，中央政治局常務委員會會議審議通過《水十條》要求加快鄉(xiāng)村黑臭水體整治。截止至2016年，75%地級以上鄉(xiāng)村河流有黑臭現(xiàn)象，64%分布在東南沿海河網(wǎng)地區(qū)。
黑臭水體治理核心要從兩方面做起，一是減少排放側(cè)，有效方法包括減少污水直排、控制雨天溢流污染等，徐教授指出想要保證水質(zhì)繼續(xù)、穩(wěn)定地改善，一定要重視雨天溢流問題；另一方面，要增加供給側(cè)，有效方法包括提高水體流速，讓河網(wǎng)水系流動起來，以提高水體中溶解氧含量，提升水體自凈能力。
近幾年，國河道黑臭治理初見效果，主要工作包括撤除違章建筑、清理垃圾、疏浚底泥、建設(shè)生態(tài)護坡、建設(shè)濱水景觀等，但是治理反復、反復治理問題也普遍存在已成為我國黑臭河道治理頑癥。
黑臭水體治理面臨的挑戰(zhàn)
中國鄉(xiāng)村建成區(qū)管網(wǎng)密度從1981年的3.17km/km2提高到2016年的10.61km/km22016年，中國鄉(xiāng)村平均污水處置率達到90%東南沿海鄉(xiāng)村污水集中處置率高達94%以上，達到世界領(lǐng)先水平。
根據(jù)環(huán)境公報，近20年來，國污水處置率高達95%管網(wǎng)覆蓋率高達90%但是河道黑臭問題卻越來越普遍，究其原因，混流式排水系統(tǒng)的普遍存在混流式排水系統(tǒng)是指污水管道接入了雨水系統(tǒng)，或是雨水管道接入了污水系統(tǒng)，混流式排水系統(tǒng)對鄉(xiāng)村水環(huán)境造成較大污染。
混流式排水系統(tǒng)導致了三類鄉(xiāng)村河道污染問題，分別是管網(wǎng)高覆蓋情況下的鄉(xiāng)村水體黑臭問題、污水高處理率情況下的鄉(xiāng)村水體黑臭問題、雨天管網(wǎng)溢流情況下的鄉(xiāng)村水體黑臭問題。這三類水體黑臭問題，不只在中國存在其他發(fā)展中國家也普遍存在
2.1管網(wǎng)高覆蓋情況下的鄉(xiāng)村水體黑臭
中國鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)覆蓋率達到90%以上，與歐美國家和日本相當，但鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)密度遠低于日本、美國。常州純水設(shè)備中國鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)密度2016年平均在10.6km/km2日本高密度地區(qū)鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)密度2004年達到50km/km2美國鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)密度2002年平均在20-30km/km2
中國鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)建設(shè)過程中，重視總管和干管的建設(shè)，忽視收集管網(wǎng)的建設(shè)，這導致了很多污水無法進入污水管網(wǎng)，只能直排河道，造成了排水管網(wǎng)高覆蓋率情況下鄉(xiāng)村河道黑臭。
2.2污水高處理率情況下的鄉(xiāng)村水體黑臭
中國鄉(xiāng)村污水收集處置率和歐美國家接近，但是鄉(xiāng)村水體水質(zhì)差別很大，大量地下水和雨水排入污水處置廠，虛高了鄉(xiāng)村污水處置率，高處理率數(shù)字面前隱藏了污水未經(jīng)處置直接排放的真相。
中國南方地區(qū)污水管道中的地下水入滲比例可高達28-40%地下水入滲量可達3800-6300m3/km2d而德國為1296m3/km2d約是德國的3-5倍。地下水入滲明顯降低了污水處置廠晴天的進水濃度，中國污水處置廠設(shè)計生活污水進水COD350mg/L但是4000多座污水處置廠中約有1000座進水COD150mg/L以下，這個問題在中國南方鄉(xiāng)村更加明顯。
大量雨水非法進入鄉(xiāng)村污水處置廠，大型污水處置廠雨天平均進水量逾越晴天平均進水量16-35%最大值達到同期晴天進水量的1.7-2.2倍。雨水管道接入污水處置廠的問題在中小鄉(xiāng)村更加嚴重，雨天污水處置廠進水量高達晴天進水量的2倍以上。
2.3雨天管網(wǎng)溢流情況下的鄉(xiāng)村水體黑臭
雨天黑臭治理最為困難，和鄉(xiāng)村管網(wǎng)種種問題密切相關(guān)。鄉(xiāng)村合流制排水管網(wǎng)在遠距離污水輸送過程中，將近一半的污染堆積在管道底部，雨天排水“零存整取”河道受到?jīng)_擊性污染。中國南方地區(qū)，合流系統(tǒng)雨天排水時，COD高達1200mg/L均值也高達540mg/L左右。合流制管道晴天污水流速慢，污染堆積，雨天排水，堆積物擾動泛起，初期雨水溢流污染嚴重。
中國鄉(xiāng)村污水管網(wǎng)建設(shè)滯后鄉(xiāng)村發(fā)展20余年，為了解決這些區(qū)域的污水排放，采取雨污水混接等臨時性措施，時至今日，沒有實施改造，分流制排水系統(tǒng)雨污混接嚴重，基本上沒有完全分流的系統(tǒng)。國內(nèi)23個分流制系統(tǒng)的研究分析結(jié)果顯示，混接水量占污水量的比例平均約為26.2%最高達70%初期雨水污染主要來源于積存的混接污水。
2.4鄉(xiāng)村河道黑臭的治理措施
排水管網(wǎng)混亂、截污效率不高、雨天污染嚴重等排水問題是中國河道污染的頑癥，對應的治理措施包括修復破損管網(wǎng)，提高污水處置廠效能；完善收集管網(wǎng)，全面截除直排污染源；防治合流管網(wǎng)堆積，調(diào)蓄溢流污染；雨污混接改造，末端旱流截污和初期雨水快速處置。
水流不暢也是鄉(xiāng)村河道黑臭的重要成因，平原潮汐河網(wǎng)，上游承納下泄污染，下游受到頂托，水流不暢，污染回蕩疊加，上海水處理設(shè)備河流自凈能力較低，采用潮汐河網(wǎng)大氣復氧速率和水動力耦合調(diào)控技術(shù)進行治理。
黑臭水體治理的技術(shù)需求
鄉(xiāng)村排水系統(tǒng)的問題，中國鄉(xiāng)村水環(huán)境水質(zhì)一道繞不過去的坎，遲早都必需要面對，鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)的完善與修復，未來8至10年間，將迎來上萬億元資金的投入。
由于人口密集，交通繁忙，高樓林立，中國鄉(xiāng)村管網(wǎng)問題的解決非常困難，地下勘察、地下修復、地下施工存在巨大技術(shù)需求，高密度城區(qū)修復破舊管網(wǎng)，遠比新建管網(wǎng)更加困難。
中國鄉(xiāng)村每平方公里排水管網(wǎng)建設(shè)利息大約是720-1899萬元，中國鄉(xiāng)村污水收集管網(wǎng)缺口逾越三分之一，已建管網(wǎng)破損率將近30%目前，許多與管網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)業(yè)績良好，過去并不受重視的鄉(xiāng)村污水管網(wǎng)，逐漸迎來產(chǎn)業(yè)風口。
3.1雨污混接改造
查明地下管網(wǎng)雨污混接情況是進行改造的前提，因此需要建立混接污染源的溯源與追蹤技術(shù)及河網(wǎng)污染排放清單分析技術(shù)，開發(fā)地下管網(wǎng)探測與診斷的機器人。鄉(xiāng)村建成地區(qū)實施地面開挖進行雨污混接改造可行性較低，溢流污染末端快速凈化和攔截裝置，以及排水管網(wǎng)自動調(diào)度實現(xiàn)在線調(diào)蓄的開發(fā)很有必要，還可以研發(fā)串聯(lián)生物凈化技術(shù)應對分散污染源。
3.2破損管道修復
目前，國采用的管道修復技術(shù)包括原位固化法、不銹鋼套筒法、管片內(nèi)襯、短管內(nèi)襯、脹管法等。針對破損管網(wǎng)，地下管網(wǎng)缺陷探測和診斷儀器設(shè)備的開發(fā)十分迫切，非開挖管網(wǎng)建設(shè)和帶水修復技術(shù)急需引進。
3.3堆積物清理
目前，國內(nèi)堆積物清理基本采用人工疏浚，局部地區(qū)實施機械清淤。因此，水力自動沖洗技術(shù)、清淤污泥處置處置技術(shù)、預防管網(wǎng)堆積技術(shù)有很大的需求空間。
3.4低影響開發(fā)
建設(shè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施，可以有效減少降雨徑流，從而減少管網(wǎng)的溢流污染。研究標明，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以有效消除積水、減少溢流頻率、減緩堆積物沖刷、不用開挖，經(jīng)濟、環(huán)境效益增強。激進灰色排水設(shè)施和綠色排水設(shè)施的耦合設(shè)計與優(yōu)化管理運行將成為主流技術(shù)。
3.5智慧水務
基于數(shù)學模型的排水管網(wǎng)分析、傳輸模擬、優(yōu)化管理和基于傳感器實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓芫W(wǎng)、河網(wǎng)運營監(jiān)控、數(shù)據(jù)推理、應急處置的智慧水務平臺開發(fā)，具有很大的發(fā)展前景。
小結(jié)
中國鄉(xiāng)村水體消除黑臭面臨的最大挑戰(zhàn)在于管網(wǎng)不完善、管網(wǎng)混接和管網(wǎng)破損，鄉(xiāng)村排水管網(wǎng)完善與修復是鄉(xiāng)村黑臭水體治理重點，管網(wǎng)問題解決，中國河道黑臭治理才干見到實效。
交流與討論
演講結(jié)束后，徐祖信教授與在座的技術(shù)人員進行了交流，對大家提出的合流制污染控制、混流式排水系統(tǒng)改造、截留倍數(shù)選取、調(diào)蓄池設(shè)計、旋流分離技術(shù)等問題給予了細致的解答。
總結(jié)
龔道孝副院長對演講會進行了總結(jié)，首先對徐祖信教授帶來的精彩演講表示感謝，徐教授對鄉(xiāng)村河道污染成因及黑臭水體治理的關(guān)鍵、面臨的挑戰(zhàn)以及技術(shù)需求的介紹，讓我院廣大技術(shù)人員收益匪淺。指出應處置好海綿鄉(xiāng)村建設(shè)、黑臭水體治理、鄉(xiāng)村排水防澇、污水系統(tǒng)提質(zhì)增效四項工作的關(guān)系，提出要全面統(tǒng)籌、協(xié)同推進。海綿鄉(xiāng)村建設(shè)、黑臭水體治理、鄉(xiāng)村排水防澇、污水系統(tǒng)提質(zhì)增效都是落實習近平生態(tài)文明思想的重要舉措，目標都是推動鄉(xiāng)村高質(zhì)量發(fā)展，促進鄉(xiāng)村品質(zhì)提升和人居環(huán)境改善，核心都是從系統(tǒng)思維上提出解決水問題的方案。這四項工作的不同之處在于，海綿鄉(xiāng)村建設(shè)是鄉(xiāng)村發(fā)展理念和建設(shè)方式，黑臭水體治理和鄉(xiāng)村排水防澇解決的具體鄉(xiāng)村水問題，污水系統(tǒng)提質(zhì)增效是針對性地解決管網(wǎng)覆蓋性不強、收集率不高和進水濃度低等問題。海綿鄉(xiāng)村建設(shè)、黑臭水體治理、鄉(xiāng)村排水防澇、污水系統(tǒng)提質(zhì)增效都要從鄉(xiāng)村規(guī)劃建設(shè)管理入手，實施對象包括鄉(xiāng)村河湖水系、市政管網(wǎng)水廠和泵站、建筑小區(qū)、道路廣場、園林綠地等，治理的技術(shù)路線都可以按照“源頭減排、過程控制、末端治理”思路進行。鄉(xiāng)村黑臭水體治理是一項復雜的系統(tǒng)工程，指出未來黑臭水體治理的技術(shù)需求和市場前景，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)方案編制、技術(shù)集成、智慧監(jiān)測監(jiān)管、長效機制建立等四個方面。
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