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本文作者：劉翔1管運(yùn)濤2王慧1蔣建國(guó)1作者單位：1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院2.清華大學(xué)深圳研究生院

0前言

城市化是我國(guó)未來(lái)50年內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。然而，20多年來(lái)，快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化，使城區(qū)不斷擴(kuò)展的同時(shí)，原有老城區(qū)也面臨著人口激增和市政設(shè)施滯后所帶來(lái)的一系列水環(huán)境污染，成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。蘇錫常地區(qū)經(jīng)過(guò)上千年的沿革與變遷，特別是近20多年來(lái)的飛速發(fā)展，已建成了傳統(tǒng)的南方河網(wǎng)地區(qū)傍河民居和現(xiàn)代化城市建筑相互交錯(cuò)融合的老城區(qū)。目前老城區(qū)的水生態(tài)和水環(huán)境嚴(yán)重惡化，河水發(fā)臭、水色發(fā)黑，成為蘇錫常經(jīng)濟(jì)區(qū)中水環(huán)境污染控制的“難點(diǎn)區(qū)”。蘇錫常地區(qū)水環(huán)境污染若得不到徹底的控制與治理，則太湖的水質(zhì)改善難以有重大和顯著的突破。蘇錫常城市群水環(huán)境安全保障體系的建立對(duì)我國(guó)今后其他區(qū)域城市群的可持續(xù)發(fā)展具重要的示范和借鑒意義。本文是在分析環(huán)太湖城市老城區(qū)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了老城區(qū)水環(huán)境綜合整治相關(guān)技術(shù)，提出了針對(duì)老城區(qū)水環(huán)境污染控制和水質(zhì)改善的“控源－截污－原位處理”技術(shù)集成方案。

1老城區(qū)水環(huán)境污染現(xiàn)狀及其成因

蘇錫常地處長(zhǎng)江三角洲平原，總面積17651km2，占江蘇省總面積的17．07％，人口的19％左右，是構(gòu)成環(huán)太湖河網(wǎng)地區(qū)城市的主體和江蘇省經(jīng)濟(jì)核心地區(qū)。由于其特定的地理和經(jīng)濟(jì)位置，成為影響太湖流域的重要因素。隨著流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污染物排放速度遠(yuǎn)大于治理速度，污染物的排放量遠(yuǎn)超過(guò)水域納污能力，大量的污染物經(jīng)過(guò)各種渠道流入水體，加重了水體的污染負(fù)荷，導(dǎo)致水環(huán)境承載能力急劇下降。作為環(huán)太湖最重要的城市地區(qū)，蘇錫常地區(qū)水環(huán)境污染的有效控制將切斷太湖的污染源輸入，對(duì)于太湖流域的治理具有重要作用。以該區(qū)域某市老城區(qū)為例，城市中心老城區(qū)面積約180km2，主要為居民和商業(yè)區(qū)，人口約100萬(wàn)（包括暫住人口）。區(qū)內(nèi)有42條主要河道，多數(shù)河流水體本身流動(dòng)性差、絕大部分水體為劣V類(lèi)和V類(lèi)。造成水體污染的來(lái)源可分為分散點(diǎn)源、城市面源、河道內(nèi)源及區(qū)域外源四類(lèi)，主要現(xiàn)狀與成因包括以下幾方面因素：（1）管網(wǎng)不完善導(dǎo)致的點(diǎn)源污染入河負(fù)荷［1］。以示范河道為例，在其長(zhǎng)2．1km的周邊區(qū)域管網(wǎng)不完善導(dǎo)致河道污染負(fù)荷增加，經(jīng)管道流入河道的污水量達(dá)6000～8500m3／d，入河COD負(fù)荷200～350kg／d、氨氮負(fù)荷25～50kg／d、總氮45～100kg／d、總磷3．5～9kg／d。究其成因，老城區(qū)由于城市化進(jìn)程受歷史和城市建設(shè)等影響，市政基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，管網(wǎng)相對(duì)不完善，表觀截污率為84％左右，存在著雨污水混排、錯(cuò)接或混接、管網(wǎng)覆蓋不等問(wèn)題。其中以雨污水混排為主，其入河負(fù)荷占管網(wǎng)不完善所致入河負(fù)荷的60％～70％、占區(qū)域內(nèi)總負(fù)荷的25％～30％；其次是錯(cuò)接或混接所致入河負(fù)荷，排污口較多且分散，推算總量可達(dá)管網(wǎng)不完善所致入河負(fù)荷的27％。（2）老城區(qū)特征點(diǎn)源污染入河負(fù)荷。在各類(lèi)點(diǎn)源中垃圾屋、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、公廁以及餐飲等污染物排放濃度高、強(qiáng)度大，是需要特別關(guān)注的重要污染點(diǎn)源。其中，公廁廢水溢流進(jìn)入污水管網(wǎng)，由于存在雨污混排而最終進(jìn)入老城區(qū)水環(huán)境。垃圾屋、垃圾站由于自身建設(shè)不全面導(dǎo)致存在直接溢流排放。餐飲廢水是經(jīng)由路面進(jìn)入合流制管道或雨水管道，雨天形成溢流進(jìn)入河道或直接進(jìn)入河道造成污染。比較不同污染源可知，垃圾站廢水的COD污染最突出（60t／a），公廁廢水的氮磷污染最突出（氨氮3．6t／a、總氮4．5t／a、總磷0．35t／a），垃圾屋與餐飲廢水污染物濃度稍低；比較同一污染源中不同污染物可知，垃圾站廢水以COD超標(biāo)為主，公廁廢水以氮污染超標(biāo)為主，餐飲廢水中以COD、總氮為主，垃圾屋廢水以總磷超標(biāo)為主。餐飲廢水盡管污染物濃度稍低，但由于在雨季每天都有8～10h的排放，對(duì)COD年均入河負(fù)荷貢獻(xiàn)最為明顯。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站存在滲濾液排入河道的現(xiàn)象，而且與公廁廢水類(lèi)似，其廢水濃度高、排放時(shí)間集中，排放時(shí)COD入河負(fù)荷可達(dá)180～270kg／h，顯著高于點(diǎn)源負(fù)荷平均水平，對(duì)河道COD將產(chǎn)生明顯影響；排放時(shí)氨氮負(fù)荷為0．1～0．5kg／h、總氮為2～3kg／h、總磷為0．2～0．4kg／h，對(duì)河道氮磷污染物濃度的影響不如對(duì)COD的影響明顯。（3）城市面源。主要包括降水徑流入河負(fù)荷與河面直接降塵負(fù)荷兩類(lèi)。從來(lái)源看，面源入河污染以降水徑流入河為主，河面直接降塵所占比例顯著低于降水徑流。從污染構(gòu)成上，按照在區(qū)域內(nèi)總負(fù)荷中貢獻(xiàn)比例分，依次為COD、總磷、總氮、氨氮。（4）河道內(nèi)源。河道內(nèi)源污染主要是底質(zhì)中的污染物釋放至上覆水體產(chǎn)生的。示范河道底質(zhì)釋放的污染物以氨氮和含磷污染物為主，不同區(qū)段底質(zhì)的污染物釋放速率差異顯著，在水溫、溶解氧、底泥分布、清淤程度等多種因素影響下，河道單位面積底質(zhì)的氨氮釋放速率可達(dá)85～770mg／（m2•d），磷釋放速率可達(dá)7～86mg／（m2•d），氮、磷年均釋放總量分別可達(dá)1．3t／a、0．35t／a。（5）區(qū)域外源。盡管示范河道滯流現(xiàn)象明顯，但仍有流量較為明顯的時(shí)期，而且還有人工調(diào)水，因此從上游進(jìn)入的污染物量仍然不容忽視。依據(jù)2010年的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，調(diào)水時(shí)由上游河道引入的污染物負(fù)荷量分別可達(dá)COD50～310kg／h、氨氮5～70kg／h、總氮18～72kg／h、總磷1．2～17kg／h，年均COD約96t／a、氨氮約19t／a、總氮約33t／a、總磷約2．6t／a。不調(diào)水時(shí)，示范河道常常滯流，流動(dòng)時(shí)日均流量0．4～2m3／s，相應(yīng)負(fù)荷量為COD24～110kg／h、氨氮3～25kg／h、總氮4．5～52kg／h、總磷0．3～4．3kg／h，年均COD約460t／a、氨氮約85t／a、總氮約180t／a、總磷約12t／a。

2老城區(qū)水環(huán)境整治單元技術(shù)

綜上所述，區(qū)域內(nèi)源中，管網(wǎng)不完善所致入河負(fù)荷是示范河道區(qū)域內(nèi)污染的主要來(lái)源，特征點(diǎn)源污染是COD入河負(fù)荷的首要來(lái)源、對(duì)氮磷污染的貢獻(xiàn)率僅次于管網(wǎng)不完善所致負(fù)荷；以降水徑流為主的面源污染對(duì)COD、總氮、總磷入河負(fù)荷有一定貢獻(xiàn)，在點(diǎn)源污染消除后將成為COD、總氮負(fù)荷的主要來(lái)源；以底泥污染物釋放為主的河道內(nèi)源污染對(duì)氨氮、總磷負(fù)荷有一定貢獻(xiàn)，在點(diǎn)源污染消除后將成為氨氮、總磷負(fù)荷的主要來(lái)源。針對(duì)以上問(wèn)題，課題組開(kāi)發(fā)完善了老城區(qū)管網(wǎng)診斷與適宜性截污、初期雨水收集與處理、重點(diǎn)特征污染源處理及河道水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)等單元技術(shù)。各種技術(shù)都具有不同的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)及適用條件，對(duì)老城區(qū)水環(huán)境問(wèn)題的解決具有重要的實(shí)用價(jià)值。

2．1排水管網(wǎng)改造及截污

2．1．1老城區(qū)管網(wǎng)診斷與適宜性截污技術(shù)

老城區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)因受條件約束，存在著合流制、分流制并存的狀況，局部地區(qū)雨污混接甚至管網(wǎng)狀況不明，致使對(duì)污水截流效率判別不清，而現(xiàn)行基于流量的污水截流率表征方法不能反應(yīng)對(duì)污染負(fù)荷的截控效果，影響了對(duì)混流區(qū)域管網(wǎng)改造工程實(shí)際截污效果的提升和投資績(jī)效。以基于水量水質(zhì)的管道收集效能評(píng)判方法為判斷手段，以示范河道入河重點(diǎn)排放口為起點(diǎn)，通過(guò)確定重點(diǎn)錯(cuò)接節(jié)點(diǎn)，建立“調(diào)研—評(píng)價(jià)（基于水量水質(zhì)的管道收集效能診斷）—驗(yàn)證—管網(wǎng)改造／真空截污”體系，然后根據(jù)截污目標(biāo)要求，確定管網(wǎng)改造對(duì)象［2］。該體系的運(yùn)用，可以在保證截污目標(biāo)的前提下，實(shí)現(xiàn)工程量最小，投資最省；或者在一定的投資前提下獲得最大的污染物削減效能。在管網(wǎng)診斷結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用傳統(tǒng)的重力截污—?jiǎng)恿匚?，將大部分混接錯(cuò)接污水進(jìn)行有效截污。但是，江南水鄉(xiāng)濱河而居，部分居民生活污水分散直排河道；建筑過(guò)于密集或出于文化保護(hù)等原因難以實(shí)現(xiàn)雨污分流和管道入戶(hù)改造；市政設(shè)施建設(shè)和維護(hù)的景觀協(xié)調(diào)性要求高。傳統(tǒng)的由重力排水系統(tǒng)改造的截污工程無(wú)法滿(mǎn)足上述要求。沿河設(shè)置真空管的真空截污技術(shù)，可以避免管網(wǎng)改造的難題，滿(mǎn)足景觀要求。首先真空管管道敷設(shè)不需坡度，適用范圍廣，不受河岸走向和坡度的限制；其次真空管道管徑相對(duì)普通重力管管徑較小，通過(guò)合理選材，可以較好地避免障礙物，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性；再次整個(gè)系統(tǒng)處于密封狀態(tài)，輸送流速較大且持續(xù)通風(fēng)，可以防止污水泄露，防止污染物在管道中沉積，防止異味或臭氣產(chǎn)生，系統(tǒng)基本上不需清掏維護(hù)。真空排水系統(tǒng)實(shí)施方案為：污水重力自流到真空收集井下部的污水儲(chǔ)存處，當(dāng)液位達(dá)到一定高度時(shí)，真空閥自動(dòng)開(kāi)啟并響應(yīng)真空泵站運(yùn)行，真空泵產(chǎn)生的氣壓差將污水從收集井抽送到敷設(shè)成鋸形的真空管網(wǎng)內(nèi)，直到污水到達(dá)真空站的真空罐中。最后污水泵將污水從真空罐底部抽出，送到市政污水管網(wǎng)或就近送至污水處理裝置進(jìn)行處理。示范工程規(guī)模300m3／d，配備地下真空泵站1座，真空管道約1km，收集大小排污口28處，有效地截流了傳統(tǒng)截污無(wú)法完成的入河污染負(fù)荷，并且滿(mǎn)足歐洲室外真空設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（EN1091：1996）［3］。

2．1．2混流區(qū)域管網(wǎng)沉積物控制及溢流負(fù)荷削減技術(shù)

排水管網(wǎng)尤其是老城區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)，由于日常維護(hù)困難，管道沉積情況普遍存在且比較嚴(yán)重。例如，調(diào)研顯示北京城區(qū)排水管網(wǎng)中，60％的管道存在沉積物，15％管道沉積嚴(yán)重（沉積物占排水管道容積的比例＞15％）［4］。管道沉積物的存在會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：降低排水管道的容量，增大排水管道的水力阻力；雨天排水系統(tǒng)發(fā)生溢流時(shí)，沉積物隨溢流進(jìn)入受納水體，造成水體污染，文獻(xiàn)表明暴雨發(fā)生時(shí)受納水體的污染負(fù)荷30％～80％來(lái)源于溢流排放的管道沉積物［5，6］；沉積物中中含硫有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)生硫化氫，影響管道工人的下井作業(yè)安全，硫化氫經(jīng)微生物作用能轉(zhuǎn)化為硫酸，腐蝕管道［7，8］。因此，控制管網(wǎng)沉積物是非常有必要的。管網(wǎng)沉積物控制及溢流負(fù)荷削減工藝由預(yù)埋式穿孔管管道沖洗單元與沉積物水力旋流分離單元兩部分組成，通過(guò)移動(dòng)水車(chē)供給預(yù)埋于管道底部的穿孔管高壓沖洗水，沉積物被沖起并隨沖洗水向下游流動(dòng)，經(jīng)過(guò)水力旋流器被分離出來(lái)。工作程序簡(jiǎn)單，人力消耗少，效果好，可以有效地降低雨季的溢流入河負(fù)荷。示范工程實(shí)施前后溢流污染濃度明顯降低，工程實(shí)施后溢流污染中SS和COD平均分別降低了23．9％和23．2％［9，10］。

2．2老城區(qū)重點(diǎn)污染源控制

2．2．1初期雨水污染攔截及多效快速過(guò)濾技術(shù)

分流制管網(wǎng)系統(tǒng)中初期雨水面源污染問(wèn)題最為突出，初期雨水量大勢(shì)急、懸浮物質(zhì)多、污染負(fù)荷高，同時(shí)還含有大量溶解性的碳氮磷污染物。因此，開(kāi)發(fā)具有快速、穩(wěn)定、兼顧固形物和溶解物去除等功能，而且占地省、維護(hù)簡(jiǎn)便的處理技術(shù)是控制老城區(qū)初期雨水面源污染的關(guān)鍵。課題開(kāi)發(fā)了快速旋流分離—多效快速過(guò)濾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了初期雨水的快速有效處理。示范工程服務(wù)面積1．6hm2，旋流分離設(shè)備60m3／h，濾池過(guò)濾面積35m2，濾料厚度1．5m，主要由沸石等濾料組成，水力停留時(shí)間45min。運(yùn)行結(jié)果表明，旋流分離器對(duì)SS的去除效果較為明顯，去除率平均為36％，對(duì)COD、TN、TP有一定的去除作用，最大時(shí)分別達(dá)10％、25％、16％，但波動(dòng)較大；濾池對(duì)各污染物的去除效果較為明顯，相應(yīng)去除率約為SS95％、COD50％、氨氮80％、總氮30％、總磷70％。

2．2．2餐飲廢水移動(dòng)式處理技術(shù)

經(jīng)調(diào)查，老城區(qū)示范區(qū)大排檔產(chǎn)生的餐飲廢水幾乎全部排入了雨水管網(wǎng)，通過(guò)雨水管網(wǎng)進(jìn)入河道；固定餐飲的廢水排放去向取決于餐飲店的接管方式：并入城市污水管網(wǎng)的固定餐飲，一般排入城市污水處理廠(chǎng)；未接管或接入雨水管網(wǎng)的固定餐飲，一般直接排入雨水管網(wǎng)，然后通過(guò)雨水管網(wǎng)進(jìn)入河道。針對(duì)餐飲廢水高污染且分散的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)餐飲廢水油脂分離、有機(jī)污染高效去除，采用了兩級(jí)重力隔油—電化學(xué)處理工藝，各工藝模塊集成于設(shè)備中，可方便移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)處理。設(shè)備所采用的工藝核心為電化學(xué)處理。電化學(xué)法中常用的電極材料為鋁和鐵，在陽(yáng)極和陰極之間通以直流電。主要發(fā)生的反應(yīng)為電絮凝、電化學(xué)氧化和還原、電氣浮等作用。電化學(xué)過(guò)程中不需要添加任何化學(xué)藥劑，產(chǎn)生的污泥量少，且污泥含水率低，易于處理；操作簡(jiǎn)單，只需要改變電場(chǎng)的外加電壓就能改變運(yùn)行條件，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。設(shè)備處理能力1．5m3／d，SS和COD的去除效率都在95％以上，氨氮的去除效率則在40％左右，也具備了較好的經(jīng)濟(jì)性，可用于各個(gè)餐飲企業(yè)廢水現(xiàn)場(chǎng)處理。

2．2．3垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液快速處理技術(shù)

轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液快速處理工藝為生化調(diào)節(jié)—快速處理技術(shù)，包括厭氧折流板形式的生化調(diào)節(jié)池和基于混凝沉淀—高級(jí)氧化技術(shù)的快速處理設(shè)備。厭氧折流板形式厭氧反應(yīng)器占地面積小，運(yùn)行過(guò)程中不需要?jiǎng)恿?，操作方便，適應(yīng)轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液處理的實(shí)際情況需求，其進(jìn)水COD15000mg／L，出水COD8000mg／L，處理水量30L／h?？焖偬幚韱卧に嚵鞒倘缦拢恨D(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液通過(guò)投加復(fù)合絮凝劑并沉淀后，調(diào)節(jié)pH至酸性，以滿(mǎn)足化學(xué)氧化反應(yīng)的需要；污水酸化后投加氧化劑并保證充分的水力停留時(shí)間進(jìn)行氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高濃度有機(jī)污染物的氧化去除；向經(jīng)過(guò)氧化的處理出水投加堿液中和，以調(diào)節(jié)溶液pH為微堿性，未反應(yīng)完全的藥劑將發(fā)生沉淀，沉淀過(guò)程在后接的斜板沉淀池中完成。通過(guò)以上處理單元后即可出水?？焖偬幚硭νＡ魰r(shí)間僅4～5h，能夠在轉(zhuǎn)運(yùn)站現(xiàn)場(chǎng)快速完成滲濾液處理；也可以設(shè)計(jì)為移動(dòng)式設(shè)備，在各轉(zhuǎn)運(yùn)站之間流動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)快速處理。示范工程運(yùn)行效果表明，COD去除率在90％以上，色度去除率在98％以上，惡臭得以消除，實(shí)現(xiàn)了較好的處理效果。

2．3河道水質(zhì)原位改善及維持

2．3．1多元生態(tài)構(gòu)建技術(shù)

多元生態(tài)構(gòu)建技術(shù)是指利用生態(tài)浮島、人工濕地、人工水草、生物柵、沉水植物及底棲動(dòng)物投放等多種方式，建立微生物—植物聯(lián)合凈化體系，增強(qiáng)水體自?xún)裟芰Α⒋龠M(jìn)水生生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的各類(lèi)技術(shù)。該技術(shù)直接引入多樣的大型水生植物，提供適合動(dòng)物生存繁衍的生境，成為污染河道中的綠洲。以示范河段生態(tài)工程為例，在圓幣草、聚草浮島的植物根際、人工載體中、植物水上部分，可發(fā)現(xiàn)螺類(lèi)、昆蟲(chóng)類(lèi)（水蜘蛛、蝶類(lèi)及其幼蟲(chóng)）、蛙類(lèi)、魚(yú)類(lèi)（以餐條、鯉魚(yú)為主）、鳥(niǎo)類(lèi)、鼠類(lèi)等動(dòng)物。在示范河道多元生態(tài)構(gòu)建技術(shù)措施實(shí)施后，河道的景觀改善、臭味抑制效果十分明顯，群眾滿(mǎn)意度較高。示范工程經(jīng)驗(yàn)表明，種植覆蓋率達(dá)到15％時(shí)，景觀效果和對(duì)異味的抑制能達(dá)到較好的效果。

2．3．2河道底質(zhì)污染釋放控制技術(shù)

針對(duì)河道底質(zhì)氮磷污染控制研發(fā)制劑，綜合成分比較并考慮目前目標(biāo)河道底質(zhì)污染控制需求及價(jià)格因素，選擇沸石與聚硫酸鐵（95∶5）作為復(fù)合制劑的配比方案，所研發(fā)的復(fù)合制劑對(duì)氮磷污染控制能力已經(jīng)達(dá)到現(xiàn)有制劑中的最佳水平，而單位去除能力的成本卻顯著低于市售制劑，具有較為明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。底質(zhì)改良制劑主要成分為改性黏土絮凝劑、微生物制劑（硝化菌、反硝化菌、聚磷菌等），按0．1kg／m2的濃度，在柴支浜投放底質(zhì)改良劑1000kg，以粉劑形式投放均勻潑灑，監(jiān)測(cè)分析表明，效果達(dá)到預(yù)期。

2．3．3城區(qū)河道充氧造流技術(shù)

城市河道功能缺失，黑臭現(xiàn)象嚴(yán)重，直接的原因就包括水體溶解氧的不足。因此，河道充氧技術(shù)是保障河道水質(zhì)的重要手段之一。課題開(kāi)發(fā)的河道充氧造流技術(shù)利用車(chē)棚式太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置發(fā)電并形成峰值發(fā)電量4kW的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，供充氧工程使用。在示范河段布置浮筒式潛水雙向推流曝氣機(jī)（3．7kW）8臺(tái)、浮筒式潛水單向推流曝氣機(jī)（7．5kW）2臺(tái)，設(shè)置景觀假山式跌水曝氣1處，裝機(jī)1．5kW。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，充氧工程有效保障了溶解氧水平，經(jīng)過(guò)曝氣河道后，溶解氧增量可達(dá)3mg／L，在流量為0．2～0．8m3／s的條件下對(duì)下游溶解氧影響范圍超過(guò)650m。

2．4重污染河水快速凈化技術(shù)

城市重污染河道表現(xiàn)出有機(jī)質(zhì)、氨氮、總磷、溶解氧、濁度等多項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)惡化、相互影響的特征，因此快速凈化需要具有短時(shí)間快速改善多項(xiàng)主要指標(biāo)的能力。此外，由于快速凈化主要用于應(yīng)對(duì)污染河道的初期凈化、應(yīng)急凈化或景觀補(bǔ)水需求，運(yùn)轉(zhuǎn)周期較短，若固定在一個(gè)場(chǎng)地，使用效率太低，制成一體化、可移動(dòng)的成套裝置較為合適，因此需要采用單位容積處理能力較高的凈化技術(shù)方案。重污染河水快速凈化設(shè)備的工藝流程為：重污染河水經(jīng)取水系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)備，與加藥系統(tǒng)中凈化劑以設(shè)定比例混合后，通過(guò)自動(dòng)反沖洗的微濾機(jī)過(guò)濾。微濾機(jī)反沖洗所產(chǎn)生的濃液進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)。出水則進(jìn)入高壓溶氣系統(tǒng)，溶解了制氧機(jī)生成的純氧后，成為溶解氧過(guò)飽和的河水，通過(guò)排水系統(tǒng)從重污染河道的另一端排入河道。該系統(tǒng)包括：供電系統(tǒng)，加藥系統(tǒng)，微濾機(jī)，充氧系統(tǒng)，取水系統(tǒng)，自卸系統(tǒng)。示范河段經(jīng)該設(shè)備處理后，河水溶解氧可由原來(lái)的0．5mg／L以下升至9mg／L以上，氧化還原電位（ORP）明顯提高，有效抑制黑臭的發(fā)生；濁度下降80％，色度明顯降低，透明度不斷提高；總磷在加藥周期之后持續(xù)降低，去除率超過(guò)60％；COD、氨氮惡化被完全遏制，濃度維持在未處理前平衡濃度水平的40％～50％；原本暴發(fā)性生長(zhǎng)的藻類(lèi)受到有效控制。綜上，快速凈化設(shè)備能夠?qū)?yán)重黑臭的重污染河水實(shí)現(xiàn)快速充氧、除濁、去磷。

3老城區(qū)水環(huán)境綜合整治技術(shù)集成與示范工程評(píng)估

環(huán)太湖城市河網(wǎng)地區(qū)老城區(qū)內(nèi)河普遍面臨污染負(fù)荷重、水動(dòng)力條件差、景觀功能喪失、自?xún)裟芰ν嘶⑺鷳B(tài)破壞、易發(fā)生黑臭甚至長(zhǎng)期處于黑臭狀態(tài)，不僅損害居民的健康及生活質(zhì)量，也威脅著環(huán)太湖水域的生態(tài)安全。課題在系統(tǒng)的污染源識(shí)別、負(fù)荷響應(yīng)及水環(huán)境演化特征研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析不同污染源和污染負(fù)荷排放，結(jié)合各項(xiàng)污染控制單元技術(shù)的遴選和比較，提出了針對(duì)老城區(qū)水環(huán)境污染控制和水質(zhì)改善的控源—截污—原位處理技術(shù)集成方案，并進(jìn)行了示范工程及配套工程的實(shí)施。工程措施全面實(shí)施后，市政設(shè)施得到改善，示范區(qū)內(nèi)管網(wǎng)表觀截污率由2007年的84．3％提升至96％；實(shí)際截污率由2007年的62．1％提升至89．6％；錯(cuò)接率由2007年的22．2％下降至6．5％；重點(diǎn)源采用截污＋分散預(yù)處理各單元技術(shù)后，2010年COD、氨氮、TN、TP負(fù)荷分別削減至2007年的6．1％、31．2％、31．8％以及25．9％；示范河道區(qū)域內(nèi)污染負(fù)荷顯著降低，河水水質(zhì)與對(duì)照斷面比較有明顯好轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖1），其中2009年是指2009年2月至2010年2月，2010年是指2010年3月至2011年2月。COD、氨氮、總磷、溶解氧達(dá)標(biāo)率明顯上升，黑臭現(xiàn)象得以遏制，河道景觀顯著改善，水生生物中浮游植物多樣性及清潔水體指示種增加、浮游動(dòng)物由原生動(dòng)物為主轉(zhuǎn)為輪蟲(chóng)為主、魚(yú)類(lèi)、底棲生物數(shù)量明顯增多。柴支浜生態(tài)工程實(shí)施后，河道景觀顯著提升，黑臭得以遏制，河水COD、氨氮、總氮、總磷濃度逐步下降，相關(guān)污染指數(shù)下降50％以上。

4結(jié)語(yǔ)

城市水環(huán)境污染問(wèn)題隨著城市化的進(jìn)程日益嚴(yán)重，老城區(qū)水環(huán)境問(wèn)題也存在更多的特點(diǎn)。水環(huán)境污染的解決是一個(gè)區(qū)域性的系統(tǒng)工程，無(wú)法通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)單元技術(shù)就實(shí)現(xiàn)，它必須是一個(gè)多技術(shù)的集成系統(tǒng)。老城區(qū)課題在各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)集成與應(yīng)用示范，創(chuàng)新了老城市水環(huán)境綜合整治體系與模式，初步建立老城區(qū)水污染控制與水環(huán)境綜合整治的技術(shù)體系，為環(huán)太湖流域的水環(huán)境整治提供了技術(shù)與工程支持。綜合改善區(qū)域性水環(huán)境問(wèn)題，要逐步放大到城市尺度，對(duì)水體污染關(guān)鍵元素遷移演化特征進(jìn)行總體把握和系統(tǒng)優(yōu)化的控制。“十二五”期間，如何將“十一五”期間的成果推廣應(yīng)用，適應(yīng)城區(qū)尺度的綜合集成和創(chuàng)新，將是面臨的新挑戰(zhàn)。同時(shí)，要摒棄那些重技術(shù)輕管理的思維慣性，要加強(qiáng)市政設(shè)施的管理和維護(hù)，加強(qiáng)公民環(huán)保意識(shí)的教育和宣傳，做到管理和技術(shù)兩手抓，將城市水環(huán)境污染控制和水質(zhì)改善的技術(shù)體系績(jī)效達(dá)到最高。