城市水環(huán)境污染治理與控制
【www.szxrs.com南京純水設備】我國的水環(huán)境問題是全國性、區(qū)域性的,從城市水環(huán)境來看,需要構建一個綠色智慧新型的城市水系統(tǒng),以滿足日益增長的美好生活的需要。城市水環(huán)境治理是系統(tǒng)解決城市水系統(tǒng)交織疊加的復雜難題,無法用單一的手段或者技術解決,舉例來說,城市水體黑臭的主要問題是BOD5和氨氮,水質富營養(yǎng)化的問題是氮磷,生態(tài)與環(huán)境安全的問題主要是新興微量污染物。
人類的這些活動產生大量污染物的排放,因此,會產生不同的環(huán)境響應。比如,在大氣方面,霧霾對水環(huán)境也是有一定的影響,在一些地區(qū)測試,空氣濕沉降中總磷的濃度能達到0.1mg/L,而水體富營養(yǎng)化的標準僅僅是0.05mg/L。概括來說,整個過程便是一個大氣、水體、土壤和生態(tài)相互影響的過程,從學術角度上說,所有過程便表現(xiàn)為質量、動量、熱量的傳遞過程。這些因素疊加在一起的環(huán)境響應一旦超過了環(huán)境承載力,會產生各種環(huán)境問題,例如局部條件下的水量過多會出現(xiàn)洪災,在城市區(qū)域便是內澇,其實,更多的時候是出現(xiàn)河道斷流,而且斷流的環(huán)境影響比內澇更不利,因為斷流往往會導致干旱、飛塵和熱島效應,又會造成空氣污染,所以這些過程都是相互關聯(lián)的。南京純水設備
回溯一下水環(huán)境的問題和緣由,主要是因為人類的各種活動產生排泄物與廢棄物、工業(yè)生產產生很多有毒有害污染物、還有一些其他活動,比如現(xiàn)今的人們大量使用日化用品與各類藥物,這三個方面造成了城市資源與環(huán)境的重大變化及關聯(lián)響應。
水環(huán)境的問題是多因素的關聯(lián)疊加,城市水環(huán)境治理既要進行污染物控源減排,又要進行水環(huán)境質量提升和生態(tài)環(huán)境改善。目前我國正在全面推行的相關工作主要有以下幾項,一是海綿城市建設理念落地,二是城市黑臭水體治理,三是城鎮(zhèn)污水處理廠提標,四是雨污水管網提質增效,這也是住建部等部委正在全力推進的重點工作,本質上都是水環(huán)境的綜合治理。南京實驗室純水設備
解決好城市水環(huán)境治理要采用全過程聯(lián)動整體解決方案
城市水環(huán)境治理任務實施起來很艱難,因為關鍵任務是有大量的投入需求的。可以大致做一個估算,我國城市水環(huán)境治理需要投入50萬億以上:全國城鎮(zhèn)污水處理達到一級A及更高標準,需要2萬多億,污泥處理處置3000億,與此同時還要把污水、雨水管網解決好,污水管網20萬億,雨水管網30萬億。
但很多時候又不單單是錢或技術的問題,而是非常綜合的問題。要解決好水環(huán)境治理需要采用全過程聯(lián)動整體解決方案:城市水系為主體的大排水系統(tǒng)、市政管網為主體的小排水系統(tǒng)、地塊“排-蓄-滲”微排水系統(tǒng)、源頭減量-收集-調蓄-河湖水體、溢流控制-再生處理-生態(tài)重建。如果單純使出水達到一級A標準,但管網卻不完善,那水環(huán)境治理仍然是跟不上的。發(fā)達國的一些聞名城市便是因為沒有解決好雨水污染的問題,才導致的水體黑臭,低影響開發(fā)(LID)等技術在此背景下誕生。我國海綿城市的做法主要是借鑒美國LID的理念,認為他們的做法好值得借鑒,而實際上美國的一些城市是因為過去采用了大量的合流制系統(tǒng),實在無法改造了才采取了這種補救措施,這些補救措施的效果都是有限的。因此,建設海綿城市便可以削弱管網系統(tǒng)建設的說法做法是不對的,大量建設海綿城市的同時,不僅不能削弱灰色系統(tǒng)建設,反而需要進一步加強,協(xié)同推進,相互增強。南京純水設備
理性看待水質標準,提標需科學合理
水環(huán)境的質量標準決定了水環(huán)境治理的方向,但我國目前的標準卻存在一些不足。舉例來說,我國現(xiàn)行的GB3838標準的一些指標(如下表所示),2002年版,偏于生態(tài)環(huán)境目標,對現(xiàn)實情況關注不夠,尤其總氮指標值及其與氨氮、硝態(tài)氮指標的關系。2002年版中總氮標準僅適用湖庫,河流中沒有總氮要求,而實際上很多河流都是要進入湖庫的,湖庫又缺乏總氮去除能力,只能靠上游控制才能達標,河流不達標便無法保證湖庫總氮達標。再看1988年版的標準,比較合理,更切合實際一些,采用的是凱氏氮和***鹽的指標,而總氮正是由凱氏氮和***鹽組成的。
城鎮(zhèn)污水處理廠的排放標準趨嚴,核心指標遞增,考核要求往往是所有樣品都要穩(wěn)定達標,考核方式不合理。目前,行業(yè)中也有一個爭論,到底是應該先完善管網還是先提標?有些專家認為,管網系統(tǒng)沒建好之前,不應該花那么多錢去提標。我們認為,提標改造是解決區(qū)域和流域水環(huán)境問題,管網完善主要解決當地的自身問題,不能因為自家臟亂差便不管公共場所是否整潔了。南京實驗室純水設備
所以,我們應該合理看待標準中的每一個指標。個人認為,COD、BOD5、SS、糞大腸桿菌不應該作為懲罰性的指標,可以作為監(jiān)控性指標,把氨氮、TP、TN作為懲罰性的指標已足夠。有很多污水處理廠由于SS和糞大腸桿菌指標單一樣品超標而被罰款,這個不太合理,一是SS指標低濃度情況下本便測不準,二是天然水體本身SS便有高達上千的,糞大腸桿菌的測定值差異一般是數量級的,應該采用幾何平均值。而像TP這類指標屬于比較關鍵的指標,而且提標成本又低,應該更多關注這類指標。南京純水設備
提標改造需要科學合理,切合實際。污水處理廠的提標應該包括三個方面,一是政府部門的工作提標,二是運行部門的管理提標,在這兩件事情做好的基礎上,才能進行進一步的工程提標。目前有不少污水處理廠的出水已經優(yōu)于一級A標準,有的出水中某些主要指標達到了地表水IV類、III類,此時標準進一步提高的時候,可能只需要運行優(yōu)化或增加一定的藥劑量,運營成本增加五分、一毛錢可以解決了。然而,很多地方仍會投資很多錢,把原來的污水處理廠重新工程改造,而改造的成效可能不如運行優(yōu)化或是源頭管控。
城市水環(huán)境治理需恢復自然生態(tài)水文過程
城市水環(huán)境治理的重點任務是,切實控制城市工業(yè)污染物,全面控制城市生活污染物,有效控制城市面源污染物,恢復城市水體生態(tài)徑流量,逐步消除城市水體內源污染物,當前對氨氮和總磷的控制十分關鍵。在城市水環(huán)境治理過程中也要分清主次,工業(yè)污染物方面,應重點關注COD、有毒有害及微量污染物,而不是氮磷;生活污染物方面需要從源頭上控制日用化學品和藥物,這些都是污水處理廠新興微量污染物的主要來源。此外,經過我們長期研究發(fā)現(xiàn),污水處理廠還受到地表降水徑流和地表廢棄物的很大影響。南京實驗室純水設備
城市水環(huán)境治理的關鍵環(huán)節(jié)在于水量恢復與水質復原。從水量和水質來看,在各項任務沒有完成之前,實現(xiàn)恢復城市水體水質是不現(xiàn)實的。水量方面,系統(tǒng)中缺水便要考慮水量的恢復,除了盡可能恢復天然徑流量,目前能做的事情,一方面是加大城市污水處理規(guī)模,實現(xiàn)全收集、全處理及全利用,另一方面是從海綿城市方面結合雨水的利用。在這個過程中為什么要提標呢?因為用水需要有保障。根據原水是什么水,出水要達到什么標準,從而采取不同的技術手段,而本質上其實是工程投資和運營成本并重的一個過程,同時在這個過程中追溯水的源頭與后續(xù)。
自然環(huán)境中的水是通過降水、滲濾等連續(xù)、交互的的過程而來的,由于城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的影響,城市的建設把這種關聯(lián)都切斷了。比如,閘壩的建設切斷了水的天然流動,改變了水力學特性,土壤結構的改變削弱了生物作用,干濕度、溫度的變化也使土壤的化學過程、生物學過程發(fā)生變化,導致生態(tài)水文從連續(xù)變成非連續(xù),從交互變成非交互,從整體性變成了碎片化受干擾的過程。南京純水設備
城市水環(huán)境的綜合治理是要恢復生態(tài)水文連續(xù)、交互、自我保持、自我修復的過程,現(xiàn)階段僅僅靠自然過程已經無法恢復,所以需要依靠大量的工程強化手段來補償來促進恢復生態(tài)循環(huán)的過程。通過水質、水量、土壤的聯(lián)合調控來實現(xiàn)水量水質、土壤和生態(tài)的良性互動循環(huán)。
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