北京佳業(yè)佳境環(huán)保科技有限公司
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黑臭水體治理及水質達標保障
★ 黑臭水體成因
河水黑臭主要是過量納污導致水體供氧和耗氧失衡，污染物再此條件下轉化并產生氨氮、硫化氫、揮發(fā)性有機酸等惡臭物質以及鐵、錳硫化物等黑色物質。河道“黑臭”產生的原因總體上來說主要有三個方面：
第一，部分河水系流動性差，造成水體呈死水狀態(tài)；
第二，水體中有機污染物超標（污水直排、偷排、漏排）；
第三，水體中溶解氧不足，造成水體呈厭氧環(huán)境。
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綜合以上三方面原因，外部環(huán)境充足的條件下，水體中原有的好氧微生物對有機物進行好氧分解，消耗大量的氧氣，造成水體溶解氧不足形成厭氧環(huán)境，使得厭氧微生物大量繁殖，對水體中的有機污染物進行發(fā)酵，產生氨氣、硫化氫、硫醇等多種發(fā)臭物質，逸出水面進入大氣，直接刺激人的嗅覺器官，同時，水中鐵、錳等重金屬在厭氧條件下被還原，與水中的硫形成硫化物，形成大量黑色懸浮膠體顆粒，加上水體自身的色度，使其顏色為黑色或者泛黑色導致河流黑臭。
★ 黑臭水體治理目標
（1）消除黑臭。依據《城市黑臭水體整治工作指南》中城市黑臭水體污染程度分級標準的水質指標，消除黑臭即水質好于輕度黑臭的低限水質指標，水質指標列入下表：
住建部黑臭水體治理目標
|
項目 |
透明度（cm） |
溶解氧（mg/L） |
氧化還原電位（mV） |
氨氮（mg/L） |
|
指標 |
＞25 |
＞2.0 |
＞50 |
＜8.0 |
（2）消除劣五類，使水體水質達到Ⅴ類水質標準，提升人居環(huán)境質量，部分主要水質指標如下表所示：
|
項目 |
水質指標(mg/L)；地表水GB38383-2002標準 |
||||
|
溶解氧 |
COD |
高錳酸鹽指數 |
氨氮 |
TP |
|
|
Ⅴ類水 |
≥ 2.0 |
≤ 40 |
≤ 15 |
≤ 2 |
≤ 0.4 |
|
Ⅳ類水 |
≥ 3.0 |
≤ 30 |
≤ 10 |
≤1.5 |
≤ 0.3 |
|
Ⅲ類水 |
≥ 5.0 |
≤ 20 |
≤ 6 |
≤ 1 |
≤ 0.2 |
構建HDP工藝，通過曝氣充氧+流水不腐+微生物凈化三部分核心，改善水體溶氧環(huán)境，增強水動力，使水體內部形成循環(huán)；利用生物模塊在載體上形成生物膜，通過與水體接觸降解水體中的有機物，提升水體自凈能力；并借助后期規(guī)劃水系駁岸建設種植的水生植物，促進水體生態(tài)系統快速構建，逐漸形成穩(wěn)定的水生生態(tài)系統；同時，通過底泥原位修復，對剩余底泥以及新產生底泥進行持續(xù)削減，防止二次污染，同時延長清淤周期；通過有效的專項治理措施，抑制富營養(yǎng)化，應對去除黑臭之后可能出現的富營養(yǎng)化。
★ 黑臭水體治理原理
微生態(tài)活水直接凈化工藝的核心技術在于微生物凈水，借鑒城鎮(zhèn)污水處理廠通用的生物接觸氧化原理，利用特制設備或組合設備通過大水面廣域曝氣及造流活化水體，直接在河湖水體內部構筑生物凈化體系，將水體中天然存在的土著微生物進行直接培育，在生物載體上培養(yǎng)龐大的微生物種群，建立起一個看不見的污水處理廠，利用微生物的新陳代謝對水中污染物進行轉移、轉化及降解，最大程度地恢復水體的自凈能力，使水質得到凈化，重建并恢復適宜多種生物生息繁衍的水生生態(tài)系統。“HDP河流直接凈化技術”示意圖如下：
HDP工藝示意圖（
代表河湖水質原位凈化機，
代表生物載體）
曝氣增氧方式可有效增加水體溶解氧，有助于水中微生物種類由厭氧向耗氧轉化，形成河道水體自然富氧系統。微生物群體需要附著于載體表面形成生物膜，通過與水體接觸，生物膜上的微生物攝取水中的污染物作為營養(yǎng)吸收并進行同化，最終實現河道生態(tài)修復。微生態(tài)活水（HDP）直接凈化工藝能夠滿足治理河水黑臭所需要求——曝氣充氧和微生物凈化，同時能夠使非流動河道的水體流動。具體而言，微生態(tài)活水（HDP）直接凈化工藝實現了如下三大基本功能模塊。
要長期保證水質，必須實現水體的快速交換，實現水體的”活化”，只有流動的水體才能達到”流水不腐”的效果。通過專利設備河湖水質原位凈化機（A型、B型）營造龐大水流，讓水體流動起來。
（2）曝氣充氧
污染嚴重的城市河道一般都缺氧嚴重，缺氧條件下會產生沼氣，使水體發(fā)臭發(fā)黑。溶解氧也是水中魚蝦、微生物、水草等動植物的生存基礎。曝氣充氧是解決水體黑臭的必要手段，曝氣機雖然早已有之，但常規(guī)的鼓風機曝氣根本無法在形態(tài)復雜面積龐大的河湖水域里安裝，機械曝氣機擴散面積很小，除非高密度設置否則無法對大水面均勻曝氣，真正適合用于龐大河湖的凈化機幾乎沒有。佳業(yè)佳境公司提供采用國際先進產品“河湖水質原位凈化機”，既能高效曝氣，又能將溶解氧大范圍擴散，特別適合大水面的河湖曝氣，而且無需用繩索牽拉固定，安裝使用非常方便。
在水體中安放特殊的微生物載體，水中原有土著微生物或人工投撒的微生物菌種附著在載體上大量生長。大量的微生物以水中污染物為食，從而就降解污染物，極大地強化了水體自凈力，全面提升了水質。
微生物凈化水質這一點正是污水廠的原理，通過這種方式得以簡單地實現。曝氣充氧為大量微生物呼吸生存創(chuàng)造條件，生物填料則為微生物繁殖和降解污染物提供了場所，兩大功能模塊互相配合，在河道中建立了如同小型污水處理廠的生物凈化系統，培育土著微生物的大量繁殖，恢復河道的自凈能力，實現了污水廠生物接觸氧化的效果。
微生物凈化示意圖
當然實際工程應用中，還需要根據情況追加其它輔助工藝，共同組成一個完整的治理工藝。佳業(yè)佳境公司還開發(fā)了多項后續(xù)新技術，以便適應各種復雜多變的水環(huán)境，解決用戶各種難題。
★ 黑臭水體治理水質保障
（1）有機物
通過生物膜表層生長的好氧和兼性微生物，在有氧條件下，有機污染物經微生物好氧代謝而降解，終點轉化為二氧化碳和水。
（2）營養(yǎng)元素（N、P）
借鑒污水處理廠的脫氮除磷工藝，采用微生物進行降解，即在好氧、缺氧、厭氧等不同環(huán)境中進行利用微生物來凈化水體。同時考慮到河湖水體中的氮、磷含量會比污水中的氮、磷低，搭配水生植物進行深度降解。
在河湖水質原位凈化機的充氧和推流下，依托河湖水專用生物填料，在生物填料上的生物膜存在溶解氧梯度，使得生物膜內層形成缺氧微環(huán)境。生物膜表層生長的是好氧和兼性微生物，內層的則是厭氧微生物，形成好氧區(qū)和厭氧區(qū)，各種微生物相輔相成，形成了微生態(tài)活水直接凈化工藝中的直接控氮除磷技術。
（3）除藻
HDP工藝通過營造水流、生物膜中的原生動物、投撒生物控藻素等幾種方式，相輔相成，實現藻類去除。
a.營造水流除藻抑藻
具體除藻原理：
1）形成超大水流，打破藻類生存環(huán)境，抑制其繁殖；
2）把藻類送到光照少的水底、從而抑制其光合作用；
b.生物膜中的原生動物除藻
生物膜上的原生動物對藍藻具有捕捉和吞咽分解作用，原生動物將藍藻作為食物吃掉，而且不產生危害，是非常安全環(huán)保的生物除藻方法。
c. 生態(tài)控藻素除藻
針對可能的環(huán)境突發(fā)污染，微生態(tài)活水直接凈化工藝提供了一種對動物沒有影響、對環(huán)境不會造成二次污染的生態(tài)藥劑——生態(tài)控藻素，作為備用產品，用于預防藻類大規(guī)模爆發(fā)。
d.水面垃圾及水華清除機
針對現狀藻類已經大面積爆發(fā)，無法應用常規(guī)生物生態(tài)手段解決情況下，可采用物理性設備——“表面垃圾及水華清除機”進行快速去除，利用特殊設計的動力吸頭浮在水面表層，巧妙實現對水面表層十幾毫米厚的表層水高效抽吸，將水面藍藻、浮萍等物質抽吸上岸，再進行過濾后，處理后的清水再回流到河道里面。
（4）處理懸浮物
利用HDP工藝的造流功能，加速懸浮物的碰撞凝聚，最終通過物理沉降到河道底部。
（5）控制底泥上浮
底泥上浮是一種常見現象，表現為河底底泥表層成片成片撕裂并上浮，在面積聚成大片黑色漂浮物，嚴重影響景觀效果。
工藝技術適用性優(yōu)勢在于：
（1）工藝對黑臭水體水質能夠快速消除黑臭，對水質較好的可以逐步提升改善，適用范圍較廣；
（2）工藝施工及治理效果受水體底部黑臭淤泥影響小、不需對河底進行改造；
（3）工藝不受水體鹽度影響、抗暴雨沖擊能力強、土著微生物生命力頑強，沒有系統崩潰全軍覆沒的風險；
（4）工藝可對整條河、湖同步展開凈化，不受水量限制等；
工藝水質治理效果優(yōu)勢在于：
（1）針對黑臭水體，工藝治理開始后10-20天內快速消除水體黑臭，近似立竿見影；
（2）能夠快速提高溶解氧，改善水體底部的氧化還原電位，削減氨氮、大幅提高水體透明度；
（3）能實現水底表層黑臭淤泥的全面氧化，變黑泥為黃土，實現淤泥的無機化，阻斷水體內部污染源；
（4）輕度污染的水體治理后主要指標能達到地表水Ⅳ類或Ⅲ類標準，透明度可達1-2m，把污染水體改變成美麗動人的水景觀；
（5）把一潭死水變成緩緩流動的活水，實現“流水不腐”功效。
工藝施工及維護等優(yōu)勢：
（1）施工時：無大型機房、占地面積極小、設備材料大部分為水下淹沒式安裝，不需大量土建工程，施工周期短，有水無水均可安裝；
（2）使用維護：工藝整體能耗低，見效快，效果持久，運行過程中幾乎為無人化管理；
（3）景觀及環(huán)境噪聲影響：工藝所使用設備噪聲甚小，整體工藝實施后，不會影響景觀水體周圍聲環(huán)境，大部分設備材料為淹沒式安裝，不會對水體周圍景觀效果造成影響。
◎ 革命性突破
水體凈化速度 >> 水體惡化速度
強大的凈化能力，使得河道的凈化速度大于水體惡化速度，徹底扭轉水體惡化趨勢，從而使水體越來越清澈，實現良性循環(huán)。解決了一直以來水體惡化速度大于自凈速度的難題，實現了重大革命性突破。
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