用于消除湖库型黑臭水体的治理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，尤其是城市湖库型水体，包括将流域划分为若干个控制单元；计算各个控制单元的入湖负荷量和流域的入湖负荷总量；计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量；计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量；以流域的污染负荷拟定削减总量为核心，先对点源、内源进行控制，实现控源减排，然后对面源进行控制，持续过程减排的水陆一体化设计原则，实施6大类工程；通过以上5个步骤实现水体的化学需氧量、氨氮、溶解氧和湖库换水周期的指标达标。本发明专利技术通过对各个控制单元和流域的污染负荷拟定削减总量的计算以及工程整体布局，从而控制多项指标，以达到消除黑臭水体的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水污染治理与生态修复
，具体涉及一种用于消除湖库型黑臭水体的治理方法。
技术介绍
为贯彻落实《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》(国发〔2015〕17号)要求，加快城市黑臭水体整治，2015年，住房城乡建设部会同环境保护部、水利部、农业部组织制定了《城市黑臭水体整治工作指南》。该指南工作目标：2015年底前，地级及以上城市建成区应完成水体排查，公布黑臭水体名称、责任人及达标期限；2017年底前，地级及以上城市建成区应实现河面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口；直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年底前，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内；2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。根据2016年第三季度环保部住建部联合设立全国黑臭水体整治监管平台数据显示，目前在全国295个地级及以上城市中，有218个发现了黑臭水体，黑臭率约为74％。黑臭水体数量1945个，其中河流1664条，占85.7％；湖、塘281个，占14.3％。因此全国各地级以上城市将黑臭水体治理提上环境质量改善的优先日程。城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味的水体的统称。水体发生黑臭主要是由于水体缺氧造成的，具体来讲，有以下几个原因：第一，外源有机物和氨氮消耗水中氧气；第二，内源底泥中释放污染；第三，水体不流动和水温升高带来水体溶氧降低。当水体中的溶解氧下降到一个过低水平时，有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、氨、硫醇和其他带异味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味；同时，厌氧条件下，沉积物中的铁、锰等金属物质与硫生成难溶硫化物，使水体发黑。与河流型水体不同，湖库性水体除控制耗氧物质外，营养盐TN、TP浓度等营养盐在合适的气温与水动力学条件下沉积在底泥中蓝藻会复苏生长，达到一定阈值会产生大量有机物引起耗氧反应重新诱导黑臭形成，因此湖库型水体需要考虑蓝藻的生长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，以消除黑臭水体。基于上述目的，本专利技术提供的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法包括以下步骤：将流域划分为若干个控制单元；计算各个控制单元的入湖负荷量和流域的入湖负荷总量；计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量；计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量；以流域的污染负荷拟定削减总量为核心，先对点源、内源进行控制，实现控源减排，然后对面源进行控制，持续过程减排的水陆一体化设计原则，实施6大类工程。通过以上5个步骤实现水体的化学需氧量、氨氮、溶解氧和湖库换水周期的指标达标。在本专利技术的一些实施例中，所述将流域划分为若干个控制单元的步骤包括：根据流域管理主体、水系结构、污染源分布和产流汇流过程，确定影响湖库水质的污染源分布区域，将污染源分布区域划分为若干个控制单元。在本专利技术的一些实施例中，所述计算各个控制单元的入湖负荷量和流域的入湖负荷总量的步骤包括：通过现场监测排污口与污染源调查的方法，计算各个控制单元的入湖负荷量，以及流域的入湖负荷总量。在本专利技术的一些实施例中，所述入湖负荷量包括入湖点源和入湖面源的负荷总量。在本专利技术的一些实施例中，在非冰期，在所述计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量的步骤中，采用模型估算方法计算各个控制单元的水环境容量，计算方法如下：其中，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，C0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量。一般地，NH3-N降解系数为0.5，COD降解系数为0.3。在本专利技术的一些实施例中，在冰期，在所述计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量的步骤中，采用模型估算方法计算各个控制单元的水环境容量，计算方法如下：其中，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，C0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量。一般地，NH3-N降解系数为0.1，COD降解系数为0.1。在本专利技术的一些实施例中，在所述计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量的步骤中，通过各个控制单元的污染负荷总量减去各个控制单元的水环境容量得到各个控制单元的污染负荷拟定削减量。在本专利技术的一些实施例中，在所述计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量的步骤中，将计算得到的污染负荷拟定削减总量乘以安全系数，作为最终的污染负荷拟定削减总量，所述安全系数为115-120％。在本专利技术的一些实施例中，所述6大类工程包括：城市点源控制工程(截污管网构建与污水厂提标改造)、内源污染控制工程、面源工程(海绵城市建设与农村面源污染控制工程)、库-塘-湿地工程与生态治理工程(在高温期重点突出库-塘-湿地工程，充分发挥该工程的末端净化作用，实现入湖污染物的原位消减)、湖库水华控制工程和流域稳定运行管理工程。在本专利技术的一些实施例中，(1)城市点源控制工程：以流域点源污水直排口控制为目标，结合城市污水管网规划，因地制宜的构建截污管网将直排污水通过支干、主干网络全部收集进入管网系统，收集污水进入污水处理厂集中处置。污水处理厂的布置工程应兼顾2个方面，分别是污水处理标准要提高，一般建议选择北京地标B排放标准，经济欠发达地区要保障一级A排放标准，其次污水处理厂建设选址不建议放置在流域下游建设一个大型污水处理厂，建议在流域上、中、下游分散建设小型污水处理厂，可保障流域河道存在稳定生态需水量。该截污管网构建与污水厂提标改造工程可实现污染负荷消减70-80％的能力，属重点部署工程。(2)内源污染控制工程：以流域湖库淤积的底泥为控制目标，开展底泥清淤与无害化处置工程，清淤前需评估淤泥中重金属风险，建议底泥清淤深度约30-50cm即可，清理的淤泥现场实施脱水减容工程并对存在重金属风险的淤泥采用添加重金属钝化剂的方法将重金属固定消除其生态风险。(3)面源工程：该工程包括城市面源与农村面源控制工程，在城市面源污染工程中以步行街道、建筑屋顶与公共空间为目标，构建雨水的源头控制工程即海绵城市建工程，突出雨水的渗、蓄、净；在农村面源污染工程中以农村生活污水与农田排水为目标，构建农村污水的分散化处置与农田排水渠道的植草沟工程，突出农村污水的低成本、生态化处置。面源污染控制工程可实现污染负荷消减10-15％的能力。(4)库-塘-湿地与生态治理工程：该工程以构建水域健康生态系统为目标，在湖库及两侧的绿线范围内建设具有净化功能的表流、潜流等湿地系统，发挥对污染物的过滤、吸附、植物吸收与微生物分解的作用，库-塘-湿地与生态治理工程可实现污染负荷消减5-10％的能力。在高温期重点突出库-塘-湿地工程，充分发挥该工程的末端净化作用，实现入河污染物的原位消减。(5)湖库水华控制工程：该工程以控制蓝藻水华的发生为目标，主要开展2项建设工程首先实施湖库换水调控工程，通过补充入湖水量和建设调蓄闸门的方式将湖库换水周期控制在10～15天；其次实施沿湖构建草型生态系统工程，在湖库周边及浅水区依地形种植适应本地生长的水生植物如铜钱草、狐尾藻等水生植物抑制蓝藻的爆发。(6)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：将流域划分为若干个控制单元；计算各个控制单元的入湖负荷量和流域的入湖负荷总量；计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量；计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量；以流域的污染负荷拟定削减总量为核心，先对点源、内源进行控制，实现控源减排，然后对面源进行控制，持续过程减排的水陆一体化设计原则，实施7大类工程；通过以上5个步骤实现水体的化学需氧量、氨氮、溶解氧和湖库换水周期的指标达标。

【技术特征摘要】
1.一种用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：将流域划分为若干个控制单元；计算各个控制单元的入湖负荷量和流域的入湖负荷总量；计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量；计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量；以流域的污染负荷拟定削减总量为核心，先对点源、内源进行控制，实现控源减排，然后对面源进行控制，持续过程减排的水陆一体化设计原则，实施7大类工程；通过以上5个步骤实现水体的化学需氧量、氨氮、溶解氧和湖库换水周期的指标达标。2.根据权利要求1所述的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，所述将流域划分为若干个控制单元的步骤包括：根据流域管理主体、水系结构、污染源分布和产流汇流过程，确定影响湖库水质的污染源分布区域，将污染源分布区域划分为若干个控制单元。3.根据权利要求1所述的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，所述计算各个控制单元的入湖负荷量和流域的入湖负荷总量的步骤包括：通过现场监测排污口与污染源调查的方法，计算各个控制单元的入湖负荷量，以及流域的入湖负荷总量。4.根据权利要求3所述的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，所述入湖负荷量包括入湖点源和入湖面源的负荷总量。5.根据权利要求1所述的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，在所述计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量的步骤中，采用模型估算方法计算各个控制单元的水环境容量，计算方法如下：W=Q0×(Cs-C0)+Σm=1iCs×(Q0+qm)(eKXu-1)+Σm=1iCsqm]]>其中，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，C0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量，一般地，NH3-N降解系数为0.5，COD降解系数为0.3。6.根据权利要求1所述的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，在所述计算各个控制单元的水环境容量和流域的水环境总容量的步骤中，采用模型估算方法计算各个控制单元的水环境容量，计算方法如下：W=Q0×(Cs-C0)+Σm=1iCs×(Q0+qm)(eKXu-1)+Σm=1iCsqm]]>其中，Cs为水质目标，C0为断面起始浓度，C0为河流流量，u为平均流速，K为综合降解系数，x为第m个污染源距控制断面的距离，qm为第m个污染源的流量，一般地，NH3-N降解系数为0.1，COD降解系数为0.1。7.根据权利要求1所述的用于消除湖库型黑臭水体的治理方法，其特征在于，在所述计算各个控制单元的污染负荷拟定削减量和流域的污染负荷拟定削减总量的步骤中，通过各个控制单元的污染负荷总量减去各个控制单元的水环境容...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄绪亮，徐圣君，吴尚华，王睿，姜参参，庄国强，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11