1 黑臭水體的定義和等級(jí)劃分

所謂“黑臭”，是指在視覺(jué)上河流水體因污染而產(chǎn)生的明顯異常顏色（通常是黑色或泛黑色），同時(shí)產(chǎn)生在嗅覺(jué)上引起人們感覺(jué)不適甚至厭惡的氣味，是水體感官性污染最常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。

目前，由住建部負(fù)責(zé)編制的《城市黑臭水體整治工作指南》（以下簡(jiǎn)稱《指南》），已經(jīng)對(duì)城市黑臭水體給出了明確定義: 城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)令人不悅的顏色和(或)散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱。

《指南》對(duì)黑臭水體等級(jí)進(jìn)行了以下明確劃分:

輕度黑臭

透明度低于25cm、溶解氧低于2mg/L、氧化還原電位-200~50mV，氨氮指標(biāo)不高于8mg/L。

重度黑臭

透明度低于10cm、溶解氧低于0.2mg/L、氧化還原電位低于-200mV、氨氮指標(biāo)高于15mg/L。

劃分等級(jí)的目的是為城市黑臭水體整治優(yōu)先順序以及年度計(jì)劃制訂提供參考，同時(shí)也為整治效果評(píng)估提供重要依據(jù)。

2 黑臭水體形成的原因

在不同區(qū)域和環(huán)境內(nèi)，產(chǎn)生水體黑臭的最初原因各不一樣。但水體一旦黑臭，可以肯定是由以下原因所造成: 在水體底部已經(jīng)累積了一層黑色腐敗淤泥。

這些淤泥主要是由各種有機(jī)物質(zhì)下沉，與其他各種無(wú)機(jī)物質(zhì)一起形成混合污泥。主要物質(zhì)是岸邊掉入水體的樹(shù)葉和腐敗死亡的水藻, 各種污水和混合污水流入并攜帶泥沙和糞漿物質(zhì)進(jìn)入水體等。這些淤泥的產(chǎn)量和組成成分與周圍水體環(huán)境有很大關(guān)系。

通常情況下，河流湖泊底部總會(huì)有一些有機(jī)淤泥，這是不能避免的。但淤泥累積到一定厚度，就很快會(huì)產(chǎn)生以下黑色水體:

-      在靜止或流速緩慢的河體內(nèi)，在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度很高情況下會(huì)在底部形成消化污泥層

-      在厭氧情況下，有機(jī)物質(zhì)通過(guò)生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生 NH3, H2S，硫醇和硫醚等揮發(fā)性臭味物質(zhì)

水體中的鐵、錳等重金屬離子在厭氧狀態(tài)下被還原，與水中的硫離子結(jié)合形成硫化鐵、硫化錳等黑色沉淀物質(zhì)。在金屬硫化物的作用下，與水體底部的泥土顆粒和懸浮物質(zhì)混合在一起，形成灰色或黑色淤泥。

因此，河床底部有機(jī)污泥的沉積和厭氧發(fā)酵是水體黑臭的直接原因，其總體生化反應(yīng)過(guò)程如下:

2C₁₃H₂₅O₇N₃S (有機(jī)物)+ 12H₂O ? 13CO₂ +13CH₄ + 6NH₃ ↑+ 2H₂S↑

圖1 河道水體黑臭的直接原因是NH₃和H₂S

2.1 黑臭水體內(nèi)產(chǎn)生H2S的生化機(jī)理

黑臭水體內(nèi)的H2S產(chǎn)量或者臭味程度直接和以下污泥性質(zhì)有關(guān)：

-  淤泥層厚度

-  淤泥層內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)含量

-  淤泥層內(nèi)有機(jī)物質(zhì)中的高蛋白含量

夏季，在黑臭水體0.5m 深度處，通常溶解氧濃度小于0.5 mg/L。隨著深度變大，溶解氧濃度幾乎為零。在這種厭氧狀態(tài)下，河床底部便開(kāi)始發(fā)酵過(guò)程，其中H2S氣體主要是通過(guò)降解含有蛋白質(zhì)的有機(jī)物質(zhì), 準(zhǔn)確地說(shuō)是含硫氨基酸(半胱氨酸和甲硫氨酸)。而在城市黑臭水體內(nèi)，根據(jù)周圍環(huán)境不同，隨污水或雨污混合污水排入水體的，還會(huì)有以下固體物質(zhì):

1. 尿酸和糞便物質(zhì)中的有機(jī)含硫物質(zhì)

2. 食品垃圾、肉類餐廚垃圾、屠宰場(chǎng)、洗滌劑、化妝品中的蛋白物質(zhì)

這些含硫有機(jī)物質(zhì)是形成硫化氫的基礎(chǔ)物質(zhì)。此時(shí)主要是由脫硫細(xì)菌來(lái)完成這一生物脫硫過(guò)程。脫硫細(xì)菌生命力十分頑強(qiáng)，當(dāng)水體內(nèi)缺氧和溫度升高時(shí)，反而容易生長(zhǎng)繁殖。特別是在夏季和暖和區(qū)域，如果氧氣被快速消耗，脫硫細(xì)菌就會(huì)產(chǎn)生有毒的腐蝕性硫化氫氣體。圖2 顯示了水體內(nèi)含硫有機(jī)化合物分步形成硫化氫氣體的具體化學(xué)過(guò)程。

脫硫細(xì)菌的特點(diǎn)描述如下:

- 在水體內(nèi)到處存在

- 耐鹽

- 生存區(qū)域: pH 5~9.5; 5~75°C

- 當(dāng)氧氣含量很低時(shí)不會(huì)死亡, 只是失活

- 代謝產(chǎn)物H₂S 濃度最大可達(dá)2000mg/L

- 有利的氧化還原電勢(shì): -150~-200mV (H₂S-產(chǎn)生時(shí)會(huì)降低至-250mV)

圖2 在脫硫細(xì)菌作用下的生物脫硫過(guò)程

H₂S 氣體含有典型的臭雞蛋味道，但如果有時(shí)和其他臭氣物質(zhì)相結(jié)合時(shí)，典型的H₂S味道消失，會(huì)使得污水衍生出其他類型的惡臭。

2.2 黑臭水體中H₂S 濃度對(duì)人體的影響

硫化氫是一種十分有毒的氣體，即使將硫化氫濃度稀釋100 000 倍, 也就是說(shuō)100L空氣中含有1 ppmH₂S時(shí)，人們還是能夠嗅出。但在濃度很高的情況下，硫化氫具有麻醉人體嗅覺(jué)受體的性質(zhì)，人類鼻子反而不能嗅出，此時(shí)會(huì)對(duì)人造成致死危害。麻醉人體嗅覺(jué)的濃度閾值大約是在250~300 ppm H₂S濃度范圍(見(jiàn)表1)。

表1 有害物質(zhì)硫化氫(H2S)在不同濃度情況下對(duì)人體的影響

濃度/ppm	癥狀
0.05~ 0.1	嗅覺(jué)閾值(因人而異)
0.2	惱人的臭味
5	最大工作崗位允許的濃度 (MAK，5 mL/m3 = ppm = 7 mg/m3)
10	較長(zhǎng)時(shí)間接觸(幾個(gè)小時(shí))會(huì)導(dǎo)致眼粘膜瘙癢
20	不堪忍受，長(zhǎng)時(shí)間接觸后眼角膜會(huì)損傷
100	顯著減弱嗅覺(jué)， 眼粘膜和呼吸道粘膜瘙癢，咳嗽
200	難聞的味道，頭痛，呼吸困難，惡心
> 500	沒(méi)有嗅覺(jué)
> 1000	沒(méi)有嗅覺(jué)，抽筋，失去知覺(jué) (幾分鐘內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生生命危險(xiǎn))
> 5000	沒(méi)有嗅覺(jué), 抽筋，失去知覺(jué) (幾秒鐘內(nèi)就會(huì)死亡)

在通常情況下，黑臭水體所產(chǎn)生的臭味濃度是0.01~2 ppm 。即使在濃度很低的情況下，如果嗅覺(jué)長(zhǎng)期接觸H₂S，也會(huì)導(dǎo)致人體乏困, 沒(méi)有胃口, 頭痛, 易怒，記憶力衰退和注意力不集中。

2.3 其他因素對(duì)黑臭水體的影響

一年四季的環(huán)境條件變化會(huì)導(dǎo)致溫度、太陽(yáng)日照強(qiáng)度和水體的循環(huán)混合/滯流狀態(tài)改變。此時(shí)，以下非生物因素會(huì)對(duì)河流湖泊水生動(dòng)植物有影響：

§ 溶解氧含量。 溶解氧在水中的含量和溫度有關(guān)。隨著水溫上升，溶解氧在水中的含量也相應(yīng)下降。

§ 溫度。水體內(nèi)的溫度分層會(huì)導(dǎo)致液體上下環(huán)流。

§ 各種鹽類物質(zhì)濃度。 例如，氮磷含量。

隨著水中溫度上升和溶解性物質(zhì)濃度上升(例如，有機(jī)物質(zhì)和污水), 水中氧氣的溶解性能就會(huì)下降。

在水體內(nèi)吸附的氧氣，即溶解性氧氣(DO- dissolved oxygen)對(duì)水體內(nèi)生物耗氧代謝過(guò)程十分重要。這部分氧氣可被水生生物直接利用。因?yàn)樯镉袡C(jī)物質(zhì)的降解代謝，在污染水體內(nèi)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn) "缺氧"狀態(tài)。

溫度對(duì)水體的影響主要也是通過(guò)水體內(nèi)的溶解氧含量來(lái)實(shí)現(xiàn)：一年四季河流湖泊水體內(nèi)的溫度和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不是均勻分布。在不同的季節(jié)時(shí)間內(nèi)，水體內(nèi)形成不同的溫度層。尤其是對(duì)于一些較深的湖泊生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這一溫度分層具有十分重要意義, 這是因?yàn)樵诓煌瑴囟认滤拿芏炔灰粯?，?huì)導(dǎo)致水體循環(huán)流動(dòng)，溫度，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度和溶解氧重新分布(見(jiàn)表2)。

表2 在靜止流動(dòng)的河流或湖泊內(nèi)，一年四季中水體循環(huán)流動(dòng)情況

從表2可以看出，只有在春秋季節(jié)，水體內(nèi)因?yàn)闇夭钤驎?huì)產(chǎn)生環(huán)流混合，導(dǎo)致溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻分布。在夏季，太陽(yáng)可強(qiáng)烈加熱水體表面。表水層加熱后會(huì)擴(kuò)展體積, 也就是說(shuō)密度變小。但在底部靜水層的溫度一般是4℃, 水體密度最大。整個(gè)水體處于滯流狀態(tài)，表水層的溶解氧不會(huì)循環(huán)混合到達(dá)底部區(qū)域。

夏季，因?yàn)樗w內(nèi)含有很多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以加速水生植物生長(zhǎng)，產(chǎn)生較多的氧氣。但另一方面，以下原因可能導(dǎo)致污染水體處于缺氧或厭氧狀態(tài)：

§ 水溫較高，溶解氧飽和濃度相應(yīng)降低

§ 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩, 會(huì)導(dǎo)致植物密度過(guò)大，光線無(wú)法透射水面底下較深部位，導(dǎo)致植物死亡，并在底部區(qū)域進(jìn)行生物降解。這一分解過(guò)程需要消耗很多氧氣 (好氧分解)

以上物理生化過(guò)程為水體底部區(qū)域的厭氧細(xì)菌生長(zhǎng)和有機(jī)物厭氧發(fā)酵提供了良好條件。 因此，黑臭事件最容易產(chǎn)生在夏季夜晚。

3 黑臭水體的控制方法

如果需要完全修復(fù)河流的生態(tài)環(huán)境，治理黑臭水體的主要處理方案是采用以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn):

-  外源阻斷。 完善污水截留收集系統(tǒng), 建造雨水或混合污水調(diào)蓄池。

-  內(nèi)源控制。 清淤疏浚。

-  水質(zhì)凈化。 曝氣充氧，提高水體溶解氧濃度和氧化還原電位，緩解水體黑臭狀況。

控源截污是城市根治黑臭水體的前提條件。如果只是靠一次淤泥清理來(lái)完全恢復(fù)健康河流的生態(tài)環(huán)境是不可能的。黑臭水體在清淤之后，始終會(huì)有以下污染物質(zhì)過(guò)量進(jìn)入河流：

-  市政污水和各種工業(yè)廢水直接排入

-  在降雨事件時(shí)，雨污混合污水?dāng)y帶泥沙和糞漿物質(zhì)進(jìn)入

但是必須指出，因?yàn)槟壳拔覈?guó)市政污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)范是按旱季流量放大1.3倍的規(guī)模進(jìn)行實(shí)施建造，在發(fā)生降雨事件時(shí)，總是有相當(dāng)一部分混合污水不能進(jìn)入市政污水處理廠處理，而是溢流進(jìn)入受納水體。

實(shí)際情況是在中國(guó)許多城市，因?yàn)橥恋睾唾Y金有限，很難進(jìn)行下水道管網(wǎng)的改造和建造大量雨水調(diào)蓄裝置，一般也只能通過(guò)以下方式來(lái)阻止水體黑臭現(xiàn)象的產(chǎn)生：

-  截留收集高濃度廢水，防止高濃度有機(jī)廢水(尤其是來(lái)自食品街、屠宰場(chǎng)和食品工業(yè)的高濃度有機(jī)廢水)直接進(jìn)入河流

-  對(duì)當(dāng)?shù)氐暮诔羲w進(jìn)行調(diào)查，確定在水體內(nèi)產(chǎn)生黑臭現(xiàn)象時(shí)的最小淤泥層厚度

-  對(duì)河道底部淤泥進(jìn)行定期清淤處理

-  對(duì)抽吸排出的淤泥按當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)進(jìn)行相應(yīng)的處理處置

通過(guò)定期清淤處理，可以有效控制水體內(nèi)有機(jī)淤泥的厚度，擴(kuò)大水深并快速有效降低有害物質(zhì)的濃度，同時(shí)抑制產(chǎn)生H2S，消除黑色水體，為河流湖泊內(nèi)動(dòng)植物提供較好的生活條件。

4 黑臭淤泥的成分分析和清淤總量統(tǒng)計(jì)

為了確定清淤工程和后續(xù)污泥處理處置的費(fèi)用，必須事先對(duì)黑臭水體內(nèi)的沉積淤泥進(jìn)行抽吸總量估算和淤泥成分分析：

§ 通過(guò)取樣確定河流水深和泥層厚度，計(jì)算確定需要抽吸排出的污泥總量和所需要的總體工程預(yù)算費(fèi)用。

§ 取樣和分析污泥成分，了解沉積淤泥固含量，淤泥內(nèi)有機(jī)物質(zhì)含量和泥沙含量(泥沙內(nèi)各種顆粒度分布曲線)。通過(guò)這些參數(shù)，可以大致估算污泥濃縮和/或脫水處理后可以獲得的污泥含固量，從而估算污泥運(yùn)輸和污泥脫水所需要的工程預(yù)算費(fèi)用。

§ 取樣和分析污泥成分，了解沉積淤泥內(nèi)石塊木條、大型塑料和金屬部件等的含量。根據(jù)這些物質(zhì)的含量和狀態(tài)，確定清淤工作的具體措施和方法。

§ 取樣和分析污泥成分，了解沉積淤泥內(nèi)各種重金屬含量和有害有機(jī)物含量，從而確定污泥的處置途徑，特別是在污泥進(jìn)行農(nóng)用或土地利用時(shí)必須了解這些參數(shù)。

以德國(guó)柏林市內(nèi)某湖泊為例，來(lái)說(shuō)明清淤之前的準(zhǔn)備工作。

現(xiàn)狀分析

在一年之內(nèi)，湖泊水深從大約 4.0  m  縮小至大約 2.5  m。仔細(xì)觀察水體表面，可以看見(jiàn)氣泡上升，說(shuō)明沉積污泥已經(jīng)產(chǎn)生厭氧發(fā)酵過(guò)程。污泥含有各種類型有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物質(zhì)，根據(jù)德國(guó)固廢垃圾法律規(guī)定，屬于固廢危險(xiǎn)垃圾。對(duì)此湖泊的主要危害是來(lái)自污泥中的高濃度有機(jī)污染物質(zhì)。在此湖泊水深 2.0 m 以下區(qū)域，幾乎全年沒(méi)有溶解氧。魚(yú)類生活受到危害或根本無(wú)法生存。此湖泊生態(tài)平衡受到極大影響和損害。在夏季有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)大量藻類繁殖并導(dǎo)致魚(yú)類死亡。

處理要求

通過(guò)清淤處理，可以消除產(chǎn)生厭氧狀態(tài)的根源，大幅降低水體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)和氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，并為湖泊的進(jìn)一步生態(tài)修復(fù)提供良好基礎(chǔ)。

圖3 在湖泊池塘內(nèi)每隔20m網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行淤泥厚度測(cè)試，確定沉積污泥厚度，同時(shí)取樣分析

測(cè)試取樣

為了消除黑臭水體，必須定期測(cè)試確定河道內(nèi)沉積淤泥的厚度。這樣可以確定，何時(shí)進(jìn)行底泥抽吸處理。為了準(zhǔn)確說(shuō)明淤泥抽吸時(shí)間和抽吸容積，有必要對(duì)水體內(nèi)污泥料位進(jìn)行測(cè)定。

多數(shù)情況下，采用手動(dòng)測(cè)試方法來(lái)確定沉積淤泥層厚度：

污泥料位測(cè)試儀由三段有機(jī)玻璃管道組成，總長(zhǎng)3~5m。管徑50mm,管道底部配置一個(gè)球閥和閥門控制導(dǎo)桿。料位測(cè)試具體操作方法如下：

§ 先測(cè)試管道下部的底閥打開(kāi)，然后緩慢下沉至河道底部。隨著污泥在測(cè)試管內(nèi)上升，可將管內(nèi)空氣向上排出，同時(shí)在水體內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生湍流現(xiàn)象。

§ 一旦測(cè)試管道達(dá)到河底，可通過(guò)導(dǎo)桿將底部球閥關(guān)閉。此時(shí)閱讀水深刻度。

§ 然后將測(cè)試管道從水體內(nèi)垂直取出，并在有機(jī)玻璃管道上閱讀淤泥層厚度。

根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，如果泥層厚度超過(guò)水深 50% 時(shí)或者污泥料位超過(guò) 100cm時(shí)，建議可進(jìn)行清淤抽吸工作。

通過(guò)對(duì)此湖泊內(nèi)污泥測(cè)試確定平均淤泥厚度 150cm，并通過(guò)取樣分析知道，淤泥中含有較高的有機(jī)物質(zhì)含量，是形成沼氣、 NH3和H2S的主要原因，必須采取相應(yīng)措施，清理清除 25000m3  淤泥。

5 黑臭淤泥的清理方法

在進(jìn)行清淤過(guò)程中，傳統(tǒng)方法是抽干河道，采用挖土機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，但會(huì)帶來(lái)以下缺點(diǎn)：

-  對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生臭味干擾和道路污染

-  對(duì)水體植物生態(tài)會(huì)產(chǎn)生破壞

-  人工量和能耗較大

替代方法是采用生態(tài)清淤方法，即采用現(xiàn)代化的淤泥抽吸裝置(清淤機(jī)器人)，可在岸邊遙控操作，對(duì)河體內(nèi)直接進(jìn)行淤泥抽吸，淤泥清理過(guò)程中不會(huì)或只是產(chǎn)生極少量臭味，對(duì)周圍植物生態(tài)體系不會(huì)造成破壞。在通常情況下，整個(gè)清淤過(guò)程只需一個(gè)人工。

圖4 遙控清淤裝置(清淤機(jī)器人)

遙控吸泥裝置的工作原理：

吸泥深度最大可至7m，即使因?yàn)槎嗄甑V化沉積變硬之后的污泥也可以被松化處理，被運(yùn)輸污泥的固含量最高可達(dá)約8%~10%DS。

通過(guò)三個(gè)浮筒可以保證底泥抽吸裝置浮在水面之上。四臺(tái)分別驅(qū)動(dòng)控制螺旋葉的驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以確保靈活運(yùn)行，可以到達(dá)池塘內(nèi)各個(gè)區(qū)域。運(yùn)輸軟管可以被吸泥機(jī)攜帶移動(dòng)。

在抽吸處理底泥時(shí)，吸泥清理耙下沉，螺桿開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，污泥抽吸清理開(kāi)始。一臺(tái)運(yùn)輸能力為40 ~120 m3/h 的轉(zhuǎn)子泵開(kāi)始抽吸污泥/水混合物，并通過(guò)柔性管道泵送至岸上池塘之內(nèi)，也可以在那里進(jìn)行后續(xù)污泥處理處置。

底泥抽吸裝置可進(jìn)行遙控操作，對(duì)以下設(shè)備功能進(jìn)行控制：

- 各種更改和移動(dòng)方向的部件

- 運(yùn)輸泵的開(kāi)/關(guān)控制

- 清理耙的升/降控制

- 運(yùn)輸螺桿的開(kāi)/關(guān)控制

- 平衡浮桶的操作

吸泥裝置KLAWA的主要技術(shù)參數(shù)

外形尺寸(長(zhǎng)度 × 高度)：大約 6080mm x 2415 mm

重量： 大約2600 kg

額定電流：32 A

功率：16 kW

運(yùn)輸能力：40~120m3/h (如果需更大處理能力時(shí)請(qǐng)和供貨商聯(lián)系定制)

與傳統(tǒng)清淤設(shè)備相比較，這一裝置具有以下特點(diǎn):

-  清淤裝置體積較小，運(yùn)輸投運(yùn)十分方便

-  清淤時(shí)水體不需要抽水排放

-  清淤時(shí)不會(huì)散發(fā)臭味

-  通過(guò)柔和抽吸方式，不會(huì)產(chǎn)生湍流，因此在對(duì)河道、湖泊作業(yè)時(shí)不會(huì)污染接受水體或附近水域

在對(duì)公園湖泊、城內(nèi)河流和大型養(yǎng)魚(yú)池塘進(jìn)行清淤時(shí)不會(huì)影響水體內(nèi)動(dòng)植物生活和岸邊生態(tài)環(huán)境。

6 黑臭淤泥的后處理處置方法

清淤裝置主體是一個(gè)可移動(dòng)的浮舟，配置一套可升降的吸附設(shè)備。下沉深度可達(dá)7m，可將多年沉積結(jié)塊的污泥擊松并運(yùn)送抽出。這一裝置可以用于清除水面漂浮物和抽吸底部淤泥，裝置可以遙控300m控制操作。

通過(guò)一根漂浮在湖面上壓力管道，可將厭氧污泥/水混合物泵送至岸邊收集裝置，并進(jìn)行濃縮處理。濃縮處理后的厭氧污泥可通過(guò)罐車或柱塞泵運(yùn)輸至后續(xù)污泥處理工段或處置場(chǎng)所，根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖姓勰喾ㄒ?guī)，進(jìn)行相應(yīng)的處理處置。為了對(duì)河道淤泥進(jìn)行有效的后續(xù)處理處置，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，分別采用以下方式進(jìn)行污泥濃縮或脫水處理。

方案1: 污泥干化床或污泥蘆葦床

優(yōu)點(diǎn)：毋需投資脫水設(shè)備和投加絮凝藥劑，缺點(diǎn)：需要大量土地面積。

主要處理過(guò)程如下:

灌料。淤泥被泵送至污泥排水床內(nèi). 根據(jù)污泥性質(zhì) (DS-固含量) 可以設(shè)計(jì)污泥干化床的面積。

脫水。經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存處理之后，污泥固含量可以到達(dá) 40%~60%DS，即與原來(lái)稀漿污泥相比，污泥體積大幅下降。

后處置。固體物質(zhì)存留在污泥干化床內(nèi)，可對(duì)這些污泥進(jìn)行填埋或農(nóng)用等后處置。

圖5 污泥蘆葦床的結(jié)構(gòu)

方案2: 脫水袋 Geotube（土工管袋脫水技術(shù)）

優(yōu)點(diǎn)：投資設(shè)備較低，缺點(diǎn)：需要投加絮凝藥劑和一定的土地面積。

主要處理過(guò)程如下：

灌料。污泥被泵送布袋內(nèi)。在此過(guò)程中投加絮凝劑, 使污泥能夠結(jié)塊并將水快速分離。

脫水。干凈的水從布袋流出。大約 99% 的固體物質(zhì)被截留, 而過(guò)濾液體被收集并返送回河流湖泊。

后處置。固體物質(zhì)被截留在布袋內(nèi), 污泥體積最小程度最大可達(dá)90%。當(dāng)布袋被充滿之后, 可連同布袋一起被填埋處理或者將污泥挖出，進(jìn)行后續(xù)土地利用。

圖6 土工管袋脫水技術(shù)

方案3: 移動(dòng)型機(jī)械脫水裝置

優(yōu)點(diǎn)：污泥脫水效率很高，占地面積很?。蝗秉c(diǎn)：設(shè)備投資費(fèi)用較高，需要投加絮凝藥劑。此時(shí)可以采用常規(guī)的脫水裝置，例如螺壓脫水機(jī)或板框脫水機(jī)。脫水后的污泥，可以根據(jù)當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)分別進(jìn)行填埋處置或土地利用。

圖7 螺壓污泥濃縮脫水一體化裝置

7 總結(jié)

產(chǎn)生黑臭水體的主要原因是在靜止或流動(dòng)緩慢的湖泊或河流底部沉積大量高濃度有機(jī)淤泥和有害營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，形成黑臭水體的主要機(jī)理是底部沉積淤泥在厭氧發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生H2S有毒氣體和硫化物黑色物質(zhì)。

如果要在短時(shí)間內(nèi)快速消除沉積淤泥和其中所含大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，則采用定期生態(tài)清淤方式是目前解決我國(guó)黑臭水體問(wèn)題的一條經(jīng)濟(jì)有效和可實(shí)施的技術(shù)途徑。

通過(guò)定期采用機(jī)械方法抽吸厭氧清淤和水體表面的水藻/樹(shù)葉，可在不影響周圍環(huán)境和水體生態(tài)環(huán)境情況下，有效阻止厭氧發(fā)酵。此外，通過(guò)生態(tài)清淤并輔助曝氣處理等措施，還可以達(dá)到以下目的：

-  擴(kuò)展增加河道湖泊的容積，提高城市抗洪能力

-  抑制硫化氫和其他臭味物質(zhì)的產(chǎn)生

-  促進(jìn)水生植物，魚(yú)類和底棲動(dòng)物的生長(zhǎng)

-  阻止夏天藍(lán)藻暴發(fā)，防止魚(yú)類死亡

在選擇淤泥清理裝置時(shí)，推薦采用運(yùn)輸方便、人工費(fèi)用較少的設(shè)備和生態(tài)清淤方式。通過(guò)了解產(chǎn)生黑臭水體的淤泥層高度，及時(shí)定期抽吸排出，可以確保城市內(nèi)不產(chǎn)生黑臭現(xiàn)象。此外，在進(jìn)行黑臭水體處理的同時(shí)，還必須根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r和法規(guī)選擇合適的污泥處理處置途徑。

來(lái)源：中國(guó)給水排水

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