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治理黑臭水体何处发力? 发布日期:2015-07-28




    当前,我国污水处理率不断提高,但城市水体黑臭现象依然存在,成为政府和公众普遍关注的环境问题之一。 2015年4月16日出台的《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)明确提出:到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年城市黑臭水体得到消除。各省、市也均出台黑臭水体治理相关文件。公众关注和政策加码双重施压下,向黑臭水体宣战已刻不容缓。《水工业市场》杂志6月刊专题约请了专业人士,就目前我国城市黑臭水体治理的相关问题展开了深入交流与探讨。


国内城市水体黑臭的现状及原因?


环保部科技标准司司长 熊跃辉:城市水体大面积受污染,引起水体富营养化,形成黑臭水体。

在我国城市化和工业化进程加快的过程中,由于水污染控制与治理措施滞后,或者能力有限与水平低下,一些城市水体尤其是中小城市水体,直接成为工业、农业及生活废水的主要排放通道和场所,导致城市水体大面积受污染,引起水体富营养化,形成黑臭水体。河流黑臭现象最早出现在上海苏州河,随后南京的秦淮河、苏州的外城河、武汉的黄孝河和宁波的内河等,均出现不同程度的黑臭现象。


环保部环境规划院副院长 吴舜泽:大江大河的水质和小河小沟的水质呈现分异化,国家的监测数据和老百姓的感受呈现分异化,已经成为一个最大的水情。

中国的流域水污染防治规划从九五开始启动,经过近20年的治理,当前国内水环境的总体状况呈现好转趋势,大江大河水质得到明显改善。但是,由于受规划不合理、排污集中、截污不够、流量不足、环境管理差等因素影响,小河小沟黑臭水体比较多。在“水十条”的编制和研究过程中,我有这样的体会,大江大河的水质和小河小沟的水质呈现分异化,国家的监测数据和老百姓的感受呈现分异化,已经成为一个最大的水情。


中国环境科学研究院工程设计中心研究员 王之晖:在微生物产生的种种异味中,现在最有代表性也对水质影响最大的是一些放线菌代谢产生的一类具有特殊结构的物质。它们是引起水体臭味的主因。

当河水遭受严重有机污染时,微生物好氧分解使水体中耗氧速率大于复氧速率,溶解氧逐渐被消耗殆尽,造成水体缺氧。在缺氧水体中,有机污染物被厌氧分解,产生不同类型的黑臭类物质。铁锰无机离子被还原并与有机污染物络合,形成“黑”色的复合物。在微生物产生的种种异味中,现在最有代表性也对水质影响最大的是一些放线菌代谢产生的一类具有特殊结构的物质。这些微量有机物实际上是引起水体臭味的主因,因为它们的阈值很低,只要每升水中有0.002-0.02μg,就会让人闻到强烈的臭味,而且用传统的方法很难被去除。


城市黑臭水体治理上存在哪些问题和困难?


环保部环境规划院副院长 吴舜泽:城镇水体排污量相对较大,污染比较集中,水质改善见效慢,而且工作涉及多个部门,所以治理起来相对较难。

近些年,国内一些地方,如上海、山东、江苏、广东等省市已陆续开展了城市水体环境综合整治工作。但总体而言,成功案例不多,教训却很多。主要存在以下问题:首先是系统性不足,各地往往把综合整治理解为各类工程措施或者项目的“打包”、“一锅烩”。治理措施与水环境质量改善关联不密切,忽视了水体治理的系统性。其次是治理手段比较单一,有些地方将水体治理视为政绩工程,爱用护岸、筑坝、搞人造景观等“三板斧”,项目建设不是以改善水质为目标。还有不少项目采取河道加盖、建设闸坝、“三面光”等过多的强干预的非生态化措施。很多地方的黑臭水体治好后一段时间又反弹,说明这些形象工程其实是打着生态文明的旗号,干的则是非自然、非生态,甚至是破坏生态系统的事。另外,项目没有建设标准、定额规范和配套管理的制度,也是地方在黑臭水体治理时存在的问题。

从客观规律来讲城镇水体排污量相对较大,污染比较集中,很多城镇水体缺少径流量,没有生态流量,水质改善见效慢,而且治理城镇黑臭水体涉及规划、建设、市政等部门,工作内容涉及方方面面,所以治理起来相对较难。


中国环境科学研究院工程设计中心研究员 王之晖:黑臭水体的治理难点是,如何构建黑臭水体修复的技术体系和技术路线,以及如何建立吸引社会资金投入的市场化模式。

水体黑臭是国内外大部分国家工业化、城市化发展阶段产生的环境产物。国外整治经验表明,完善的污水截流与收集系统、城市污水处理厂尾水生态化处理、初期雨水处理、隐性污染源治理、生态堤岸、水体生态净化、生态补水是城市水体消除黑臭和整治的工程技术选择。

目前,黑臭水体的治理难点是,如何根据黑臭产生原因,构建黑臭水体修复的技术体系和工程治理技术路线,解决工程实施的技术问题,制定“截污、清淤、活源、治堤”的工程治理技术路线。同时,我国水体修复的市场化模式尚未形成,还不能通过市场推动黑臭水体的修复,也不能形成市场推动科技创新,更不能吸引大量资金投入治污市场。这也是目前黑臭水体修复中障碍之一。


针对城市黑臭水体有哪些成熟的治理技术?


环保部科技标准司司长 熊跃辉:城市河道的黑臭治理应遵循“外源减排、内源清淤、水质净化、清水补给、生态恢复”的技术路线。

外源减排和内源清淤是基础与前提,水质净化是阶段性手段,水动力改善技术和生态恢复是长效保障措施。

一是外源阻断技术。包括城市截污纳管和面源控制两种情况。针对缺乏完善污水收集系统的水体,通过建设和改造水体沿岸的污水管道,将污水截流纳入污水收集和处理系统,从源头上削减污染物的直接排放。对尚无条件进行截污纳管的污水,可在原位采用高效一级强化污水处理技术或工艺,避免污水直排对水体的污染。城市面源污染控制技术主要包括各种城市低影响开发(如海绵城市)技术、初期雨水控制技术和生态护岸技术等。水体周边垃圾的清理是面源污染控制的重要措施。

二是内源控制技术。即清淤疏浚技术,通常有两种:一种是抽干湖/河水后清淤;另一种是用挖泥船直接从水中清除淤泥。后者的应用范围较广。清淤疏浚能相对快速地改善水质,但清淤过程因扰动易导致污染物大量进入水体,影响到水体生态系统的稳定,具有一定的生态风险。

三是水质净化技术。城市黑臭水体的水质净化技术主要包括:人工曝气充氧、絮凝沉淀技术、人工湿地技术、生态浮岛、稳定塘等。德国萨尔河、英国泰晤士河、澳大利亚天鹅河、中国的苏州河等治理中都采用了曝气增氧的方法。

四是水动力改善技术。对于纳污负荷高、水动力不足、环境容量低的城市黑臭水体治理,该技术效果明显。但调用清洁水来改善河水水质应尽量采用非常规水源,同时在调水的过程中要防止引入新的污染源。

五是生态恢复技术。包括城市河道富营养化的控制(关键在于磷的控制)技术、藻类生长人工控制技术,以及水生态修复技术。


中国环境科学研究院工程设计中心研究员 王之晖:在我国景观水体修复中应用最广泛和有效的是人工复氧技术。

针对城市黑臭水体的治理技术主要包括:物理型技术、生物修复技术、人工复氧技术。

物理型技术主要包括截污、调水、清淤等水利工程。这三种物理型技术都在国内外得到了广泛的应用,并发挥了良好的作用。但是,三种技术都受相关条件的限制,从而影响治污效果。如“截污”需要具备完善的污水管网和污水处理厂,“调水”需要有充沛的水资源,“清淤”需要实现外来污染源的有效控制避免后续淤积。

生物修复技术是利用特定的生物(包括微生物:土著或外源微生物以及植物等)在一定的条件下对被污染水体进行修复。但微生物也不能够降解所有的污染物,将生物修复技术应用于黑臭水体治理时,必须与其他环境工程技术如截污、清淤等结合同步进行,否则会由于外源污染物的不断注人,底泥污染物的不断释放影响生物修复的效果,甚至会导致功亏一篑。

目前,在我国景观水体修复中应用最广泛和有效的是人工复氧技术,大量实践证明其是一种有效的工程措施。主要方式包括水力循环曝气、空气曝气、纯氧曝气、投加氧化剂等。

溶解氧在河水自净过程中起着非常重要的作用,如果单靠天然曝气,河水的自净过程将非常缓慢。关于人工曝气复氧技术的研究,国外大多集中在19世纪七八十年代,国内近年来也开展了大量的研究。目前该技术已趋于成熟,新的研究主要集中在原有设备的改进、具体方式的优化或与新技术的结合等方面。虽然河道曝气在国外已经开展了40多年,但在我国,除了在北京、重庆和上海等地的小河道治理中使用过河道曝气技术,尚未在河道大规模综合治理中应用过。




治理城市黑臭水体资金从哪来?有好的商业模式吗?


中国工程院院士、哈工大副校长 任南琪:在当前水污染防治项目投资回报率普遍偏低的大环境下,PPP模式能够调动社会投资进入水污染防治领域。

目前资金是我国黑臭水体治理的一大瓶颈,为了提高社会资本投入环境保护的积极性、主动性,拓宽水污染防治项目融资渠道,国家现在推行PPP。在当前水污染防治项目投资回报率普遍偏低的大环境下,我认为这个模式非常好,能够调动社会投资进入水污染防治领域。


环保部环境规划院副院长 吴舜泽:黑臭水体治理需要大量资金投入,需要拓宽资金筹措渠道,通过多元化融资解决资金需求。

据江苏、浙江、珠江三角洲等地调研,每条黑臭城市河道长度平均约为2-4公里,每公里的治理资金约为2000-4500万元。在这种情况下,大家应该拓宽资金筹措渠道,通过财政投入、河道资源开发收入、银行贷款等多元化融资渠道解决水体综合整治的资金问题。


中国环境科学研究院工程设计中心研究员 王之晖:从国家鼓励方向看,PPP模式将成为企业参与治水的主流渠道之一。

“水十条”关于城市黑臭水体的治理目标明确,可量化、可考核,给地方政府治污施加巨大压力同时,也驱动政府投资环保和购买公共服务。有测算显示,完成“水十条”目标需投入资金约4-5万亿元,社会资本将成为重要来源。从国家鼓励方向看,PPP模式将成为企业参与治水的主流渠道之一。政府和私人组织通过签署合同来明确双方的权利和义务,将部分政府责任以特许经营权方式转移给企业,建立起政府与社会主体“利益共享、风险共担、全程合作”的共同体关系,政府的财政负担减轻,企业的投资风险减小。


当前,我国污水处理率不断提高,但城市水体黑臭现象依然存在,成为政府和公众普遍关注的环境问题之一。“水十条”明确提出:到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除。公众关注和政策加码双重施压,向黑臭水体宣战已刻不容缓。《水工业市场》杂志6月刊专题约请了专业人士,就目前我国城市黑臭水体治理的相关问题展开深入交流与探讨。


要完成“水十条”提出的黑臭水体治理目标,下一步需在哪些方面发力?


环保部科技标准司司长 熊跃辉:建立以溶解氧为核心指标的评价体系;先截污后修复,以综合手段治理;改善生态条件,让水流动起来;构建岸边绿化带,增强水体自净能力。

一、建立以溶解氧为核心指标的评价体系。黑臭水体治理的关键是改善水体的溶解氧状态,使水体由低氧/厌氧状态恢复到正常的好氧状态。国家重大水专项相关研究成果,建议以溶解氧为核心,建立包括臭阈值、透明度、色度等4项指标黑臭水体评价体系。

二、先截污后修复,综合手段治理黑臭水体。在流域尺度上采取污染源治理等截污措施,能够大幅度削减入河污染负荷,是消除黑臭问题的首要举措。同时将河岸带修复、人工充氧等河道内工程措施作为污染负荷削减的重要补充手段,进一步降低污染水平。在河流水质得到有效改善的基础上,通过水生生物的恢复,逐步实现河流生态修复,达到消除黑臭的目的。

三、改善生态条件,让水流动起来。我国大多数城镇河流水深为1-3m,在一般条件下,大气氧可以穿透上覆水体到达河流沉积物表层。然而,由于排污加剧,水体表面形成缺氧跃变层。一般情况下,维持河流水体流速0.4-1.0m3/s,就可以打破溶氧跃变层形成的理化条件,使得水土界面层的溶氧维持在3mg/L以上,可以有效控制水体底质污染。流水不腐,是缓减甚至基本消除河流黑臭的关键因素。

四、构建岸边绿化带,增强水体自净能力。彻底清除沿河垃圾,严格控制污染源直排,对岸边带进行绿化改造,恢复其自然状态。


中国工程院院士、哈尔滨工业大学副校长 任南琪:消除城市黑臭水体必须将截污、治理、供水、排水乃至污水利用统筹考虑,实现对水的全生命周期的控制。

要改善城市水环境,单纯依靠制定更严格的排放标准,难以完成“节能减排”的目标,综合环境效应甚至可能随之恶化。我认为实现水环境可持续发展的对策在于开源节流与废水资源化。开源节流是根本,目前大家可以做到。资源化则是未来的发展出路,要将污水和污染物分别作为水资源和能源作为未来水处理工程的主导方向。将截污、治理、供水、排水乃至污水利用统筹考虑,做到对水的全生命周期的控制。在治理过程中,需要准确掌握水体污染状况变化及生态环境变化,并将相关信息及时告知公众,所以城市水系统应该建立物联网这样一个概念,同时应进一步加强对水体修复技术的综合集成和组合应用。另外,对于这样一个环境问题、生态问题,政府主导是非常重要的,政府应该建立一个综合的管理委员会,并且推动形成部门合力。


环保部环境规划院副院长 吴舜泽:摸清城市黑臭水体的现状,提出有针对性的治理方案,然后一河一策地去开展工作。

各地方政府应首先做好排查,摸清城市黑臭水体的现状,提出有针对性的治理方案,然后一河一策地去做一些工作,引导老百姓参与到环境治理中,建立以老百姓感官为重点的考核评判体系。在技术路径上,应该遵循截污优先、治理为本、开源节流、生态恢复、系统治理的原则。截污是根本;把管网建设好,做好污水处理,是关键;再做好开源节流以及加强管理等方面的工作。

特别要指出的是,城镇黑臭水体的治理涉及到治和管两方面,治好以后管理不到位也会反弹。所以要强力推进长效管理机制,坚持工程建设与长效管理两手抓。


中国环境科学研究院工程设计中心研究员 王之晖:黑臭水体的消除是一个系统工程,需要建立黑臭水体修复的系统设计方案。

    黑臭水体的消除是一个系统工程,需要对各地水体黑臭的原因进行排查,根据地域差异、污染现状,通过黑臭水体污染成因分析和耦合技术研究,从全面改善水环境质量、恢复水生态健康安全出发,按照人水和谐和水健康循环的治理理念,从污染物治理、河流水体、护岸护堤入手,构建黑臭水体修复的技术体系,并体现物质相容性、结构多样性、生态经济、和谐开放性的原则,建立黑臭水体修复的系统设计方案。
具体而言,黑臭水体修复的技术体系构建主要包括三个方面:一是污染控制与治理技术。严格控制入河污染物是其修复的一个重要前提,从污染物产生源头控制污染物产生,并通过截污对产生点源、面源以及隐形污染源进行综合治理;二是水体修复技术。在“截污、控污”的基础上,对污染严重的水体通过进一步实施水质改善技术和生境修复技术,逐步恢复水体的自我调节、自我恢复的功能,加速改善河流水体水质;三是流域河道治理技术。从恢复河道联通性、渗透性、维持生境需水量、调蓄雨洪入手,通过实施河道生态修复技术、雨洪调蓄技术以及基底修复技术,逐步恢复水体的防洪排涝和生态系统服务功能。

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