纳污坑塘黑臭水体治理技术方案

白东旭 黄荣富 张大志 张晓东 尚继龙 贾云龙

摘要：指出了城市黑臭水体是严重的水环境问题，破坏了生态环境，危害着人类健康。城市黑臭水体整治整治和治理工作涉及范围广，系统性强，模式比技术更重要。治理工作应根据不同地方的水文水质特征、治理目标以及治理阶段，采取相应的治理技术。黑臭水体的治理方法包括化学法（费用较高且存在二次污染）、物理法（费用高）、生物法。一些研究表明：物理化学方法与生物法相结合处理污水具有较好作用。主要提出了物理修复与生物修复技术相结合的底泥处理技术，以及生物修复技术中的坑塘存余污水处理工程技术方案，以供参考。

关键词：城市黑臭水体;底泥处理技术;污水处理技术

中图分类号：X52

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）14-0137-02

1 整治城市黑臭水体的意义

城市黑臭水体不仅破坏了人类居住的生态环境，还直接威胁人类的身体健康[1]，国务院颁布的《水污染防治行动计划》明确指出了“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”的治理目标。城市黑臭水体的整治是改善人居生态环境的重要内容，但因城市黑臭水体的形成原因复杂，影响因素较多，整治任务量非常大[2，3]。

纳污坑塘黑臭水体的治理涉及截污控源工程、坑塘存余污水治理工程、坑塘污染底泥的清淤与环保处置工程、生态恢复及景观建设工程、智能水务系统工程等5个子系统。截污控源是保证坑塘存余污水按时保质保量处理完的前提条件，坑塘污水处理工程是消除黑臭使水质达标的关键环节，底泥清淤是坑塘存余污水处理后不变质的“稳定容器保障”，生态恢复工程能保证处理后存余水水质保持。因此，各个子系统要有机结合、系统设计、系统实施，方能保证本工程达到消除黑臭的治理目标。

2 臭水体治理技术方案

2.1 底泥处理技术方案

首先通过筑坝、排水、底泥清淤、平整、地基处理、防渗建底泥脱水场地;然后安装环保治理加药设备，铺设脱水用的土工管袋;再通过环保绞吸清淤船将污染底泥清淤后输送到脱水场地， 同时在管袋内加入环保治理的药剂，实现底泥在脱水场地及临时场地内脱水固结。其中轻微污染底泥、中度污染底泥实施人工岛进行间接利用，重度污染底泥外运通过回转窑烧制水泥进行资源化利用。

2.1.1 构筑围堰

填筑从最低洼部位开始，按水平分层向上铺土填筑。施工时做到相邻的分段作业面均衡上升，以减少施工接缝，如段与段之间不可避免出现高差，应以斜坡相接。

2.1.2 防渗工程

主要用于污染底泥的脱水，场底防渗层从下至上依次为：场底地基、GCL膨润土衬垫、HDPE光面土工膜、长丝土工布、级配建筑垃圾（或鹅卵石）滤层;边坡防渗层从下至上依次为：场底地基、GCL膨润土衬垫、HDPE土工膜、长丝土工布。

脱水场地底部设有预制排水沟，坡向汇水池内，坡度为0.002，排水沟内壁敷设GCL膨润土衬垫、HDPE土工膜、长丝土工布三层防渗膜层，用于将土工管袋脱水收集至排水沟内，汇集后排到汇水池内。用于将沥出水输送至指定场地内。

2.1.3 底泥环保清淤

为了避免在疏浚工程中污染程度深的污染土向污染程度较轻的区域扩散，在重度污染区与中度污染区之间以及中度污染区与轻微污染区的分区线上设置拦污坝。疏浚施工中，绞刀头距防污屏5 m距离时绞刀停转，采用只吸不绞的施工方法，以避免绞刀破坏防污屏。

绞吸船管线的铺设按清淤顺序渐进式加接，当污泥输送达到要求标高时沿输泥的方向加长管线。绞吸挖泥船利用DGPS进点定位法，进行精准快捷方便地施工定位[4]。开挖厚度不能太厚、前移距离不能过大，要依据真空数据并保持适当的压力、管内流速及浓度，以防止堵管。因一些原因停船后恢复启动时，首先要疏通管道。

根据纳污坑塘底泥的含水率及有机质含量，设置底泥脱水工艺，如图1所示。

2.1.4 最终处置工程

脱水完成后的底泥按照区域不同进行不同形式的资源化利用，其中轻度、中度污染底泥直接原位造岛封场，重度污染底泥送至水泥回转窑进行资源化利用。

2.2 坑塘存余污水治理技术方案

通过建设污水处理工程，对坑塘内的黑臭水体进行处理。坑塘内的污水采用分隔处理的方式，将每格污水经水处理站净化后返回已腾空清淤完毕的坑塘中，依次类推，最终实现整体纳污坑塘黑臭水体的消除。

膜处理技术是一种水处理新技术，采用膜分离材料，故称为膜分离技术，该技术始于20世纪60年代，应用于海水淡化的处理。现如今，膜分离技术作为一种新型的再生水回用技术，已经广泛地应用于城市饮用水及污水处理，并涉及食品、医药以及生物工程等领域[5]。膜技术发展初期，虽然在城市污水处理方面具有较好的效果，但由于膜的高价格、短寿命以及高耗能，推广应用非常困难。

为了更好地利用膜技术，膜生物反应器（Membrane-Bioreactor，简称MBR）于20世纪80年代引入到污水处理领域。这种新工艺是一种新型高效的污水处理与回用工艺[6]，将生物反应器的生物降解作用与膜的高效分离技术有机结合，充分发挥两者的优点，在国内以及国外的再生水处理方面得到广泛地应用及推广，并在大型工程中得以应用，其具有装置占地小、泥水分离效率高、生化反应速率较高、产泥量小、出水水质好且稳定、操作管理简单等特点[7]，远远超越了传统生物技术。

按照生物处理的工艺要求，MBR共有厌氧区（除磷）、好氧区（硝化池）、缺氧区（反硝化池）3个生物反应区（池），在污水处理过程中起着关键作用[8]。在厌氧条件下，聚磷菌对磷的释放升高了污水中磷的浓度;大分子量长链有机物在缺氧区分解为易生化的小分子有机物;污水在好氧区进行有机物生物降解和生物硝化反应;好氧区回流的污水还能在缺氧区进行反硝化;膜组件中的0.2μm孔径的中空纤维膜可以阻止细菌、各种悬浮物、藻类等物质的通过，得到优质的出水[9]。

坑塘存余污水治理技术方案采用MBR膜污水处理工艺，流程如图2所示。

3 结论

城市黑臭水体是严重的水环境问题，破坏了生态环境，危害着人类健康，关乎人民群众的切身利益。黑臭水体的治理是一项复杂而严峻的工程，涉及的方向、范围较广，而且专业性较强，通过单一的治理方法很难完全解决问题。通过上述研究可知，在底泥处理和坑塘存余污水处理工程中，采用物理修复与生物修复综合利用技术，提出了相应的解决思路，以真正全面有效地消除黑臭水体，发挥该技术的最大化优势。另外，针对某些特殊情况也可以根据处理要求以及经济条件进行适当调整。

参考文献：

[1]张列宇，王 浩，李国文，等.城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J].环境保护，2017，45（5）：62～65.

[2]张碧莹.城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J].科技风，2018（27）：243

[3]席雪洁，吴瑞军，胡长鑫，等.城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J].清洗世界，2019，35（2）：63～64.

[4]包元平.提高绞吸式挖泥船生产效率的探讨[J].水运工程，2000（6）：27～32.

[5]兰会贤.绿色化学的膜分离技术在水处理中的应用[J].化工设计，2009，19（5）：37～40，49.

[6]王國青，焦怀金，高鹏杰.MBR技术在城市湖泊水华治理工程中的应用[J].水利规划与设计，2013（3）：41～43.

[7]王 震，黄 武，胡程月，等.膜生物反应器在污水处理中的应用[J].四川化工，2018，21（6）：19～22.

[8]华 佳，柏双友，张 军，等.A2/OA-MBR工艺在污水处理厂扩建设计中的应用[J].给水排水，2018，54（5）：31～36.

[9]李 冰，张向超.西泉眼水库污水处理的MBR膜技术[J].黑龙江水利科技，2009，37（3）：47～48.