葛敬:滇池面源污染治理案例
時(shí)間:2020-07-07 14:10
來(lái)源:JIEI創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
作者:張藝?yán)?/p>
評(píng)論(0)
近期,針對(duì)城市黑臭水體治理推進(jìn)過(guò)程中遇到的掣肘——污水溢流導(dǎo)致的面源污染,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院及生態(tài)環(huán)境部水專(zhuān)項(xiàng)管理辦公室組織召開(kāi)了“促進(jìn)城市黑臭水體長(zhǎng)治久安推動(dòng)城市面源污染全面管控研討會(huì)”。會(huì)議邀請(qǐng)到北京建筑大學(xué)教授車(chē)伍、生態(tài)環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院水環(huán)境部主任王東、中國(guó)城規(guī)院北京公司生態(tài)市政院院長(zhǎng)王家卓、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王凱軍、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副研究員劉艷臣等業(yè)內(nèi)專(zhuān)家,及來(lái)自行業(yè)多家代表企業(yè)的決策力量,共話(huà)溢流污染的現(xiàn)狀問(wèn)題及控制思路。
目前正值夏季雨水多發(fā)期,本公號(hào)特別整理溢流污染主題系列研討稿件,將陸續(xù)發(fā)布,歡迎持續(xù)關(guān)注。本篇為系列第6篇。
滇池的改變
自“九五”以來(lái),滇池被列為國(guó)家重點(diǎn)治理的“三河三湖”之一,是我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和水污染治理的標(biāo)志性工程。經(jīng)過(guò)多年的治理,如今的滇池成為水環(huán)境治理的表率和優(yōu)等生,是多家媒體爭(zhēng)相報(bào)道的寵兒。
滇池水質(zhì)近80年以來(lái)經(jīng)歷的幾個(gè)曲折變化過(guò)程:
滇池水質(zhì)情況表
資料來(lái)源:根據(jù)《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》和滇管局資料整理得出
根據(jù)滇池保護(hù)治理的實(shí)際情況,可大致劃分為三個(gè)階段:
下圖是十三五以來(lái),滇池每年的水質(zhì)變化:2016年首次告別劣V類(lèi),2017年穩(wěn)定保持在V類(lèi),2018年首次全年達(dá)到Ⅳ類(lèi),重度藍(lán)藻水華僅發(fā)生一天。
2008年11月習(xí)總書(shū)記專(zhuān)程到昆明考察,強(qiáng)調(diào)“強(qiáng)化生態(tài)文明觀念,保住青山綠水”。
2015年1月20日習(xí)總書(shū)記考察昆明時(shí)提出“在生態(tài)環(huán)境保護(hù)上一定要算大賬,算長(zhǎng)遠(yuǎn)賬,算整體賬,算綜合賬”。
2019年1月13日,云南日?qǐng)?bào)頭版報(bào)道了滇池草海、外海水質(zhì)均達(dá)到Ⅳ類(lèi),是30年來(lái)最好水質(zhì)。
2019年1月20日,習(xí)總書(shū)記再次考察昆明,對(duì)滇池治理取得的成績(jī)給予了肯定。并強(qiáng)調(diào)“要繼續(xù)抓下去,鍥而不舍、久久為功,把綠水青山真正變成金山銀山”。習(xí)總書(shū)記三次考察昆明強(qiáng)調(diào)生態(tài)文明建設(shè),足見(jiàn)滇池保護(hù)治理的重要性,緊迫性。
2019年2月13日,中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》欄目以“云南:推進(jìn)高原湖泊保護(hù)治理”為題,對(duì)滇池水環(huán)境治理取得新成效進(jìn)行了報(bào)道。
2020年1月20日,正在云南考察的中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平來(lái)到昆明,前往滇池星海半島生態(tài)濕地,察看滇池保護(hù)治理情況。
滇池治理取得喜人的成果,鼓舞了所有水環(huán)境人的信心。總結(jié)滇池保護(hù)治理的成功經(jīng)驗(yàn),探索河湖保護(hù)治理的“滇池模式”,不僅對(duì)我國(guó)其他類(lèi)似地區(qū)做好河湖保護(hù)治理有重要的借鑒意義,而且對(duì)建設(shè)美麗中國(guó)也有重要作用。
滇池治理模式
通過(guò)十年的滇池綜合治理經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),特別是自2016年以來(lái)的成功經(jīng)驗(yàn),滇池取得了目前的成果,其模式主要包含如下幾個(gè)方面:
領(lǐng)導(dǎo)的引領(lǐng)作用
制度的驅(qū)動(dòng)作用
科技的促進(jìn)作用
人才的支撐作用
融資的保障作用
特別是市委、市領(lǐng)導(dǎo)審時(shí)度勢(shì)的明確提出并具體實(shí)施的核心措施起到了關(guān)鍵作用:(1)構(gòu)建實(shí)施了滇池治理的統(tǒng)籌部門(mén)——滇池保護(hù)治理指揮部,市委書(shū)記親自?huà)鞄。?)明確滇池治理的戰(zhàn)略要求:從“工程治滇”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;科學(xué)治滇、系統(tǒng)治滇、集約治滇、依法治滇”。(3)制定并嚴(yán)格實(shí)施《滇池保護(hù)治理三年攻堅(jiān)行動(dòng)實(shí)施方案》
滇池治理的突破——三年攻堅(jiān)
回顧歷程,在滇池保護(hù)治理的“十一五”、“十二五”期間,側(cè)重工程治滇,實(shí)施多項(xiàng)重大工程;“十三五”期間,在完善工程措施的同時(shí),及時(shí)系統(tǒng)總結(jié)復(fù)盤(pán),十幾年來(lái)的滇池治理經(jīng)驗(yàn)結(jié)合當(dāng)前滇池水質(zhì)的特點(diǎn),以及滇池治理的緊迫性。市委市政府決策編制并實(shí)施《滇池保護(hù)治理三年攻堅(jiān)行動(dòng)實(shí)施方案》,《滇池保護(hù)治理“三年攻堅(jiān)”行動(dòng)技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)》,爭(zhēng)取在三年內(nèi)使滇池水質(zhì)有所提升。
經(jīng)過(guò)近三年的努力,滇池治理的突破主要體現(xiàn)在以下方面:1)實(shí)施了滇池治理管理體制的重構(gòu),為“三年攻堅(jiān)”提供了管理體制保障。成立以市委書(shū)記為總指揮的滇池治理指揮部,下設(shè)三個(gè)部門(mén),統(tǒng)籌全市涉滇的各部門(mén)工作,統(tǒng)一發(fā)布任務(wù)、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一考核、統(tǒng)一監(jiān)督,使三年攻堅(jiān)有了組織保障。
2)制定并明確滇池保護(hù)治理“雙目標(biāo)責(zé)任制”;明確水質(zhì)提升和污染負(fù)荷削減“雙目標(biāo)”,同時(shí)形成分區(qū)域、分階段的考核目標(biāo)。逐一明確各河道水質(zhì)目標(biāo)和各行政區(qū)污染負(fù)荷削減目標(biāo),提高目標(biāo)考核的可操作性。通過(guò)明確目標(biāo),實(shí)施目標(biāo)倒逼,倒排治理工作,掛圖作戰(zhàn),加快推動(dòng)保護(hù)治理。
3)制定并明確了河長(zhǎng)制及配套的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制;編制并實(shí)施了考評(píng)量化手段措施,為“三年攻堅(jiān)”提供制度、考核的量化依據(jù)。
4)編制昆明地方標(biāo)準(zhǔn):《污水處理廠主要水污染物排放限值》,并實(shí)行分區(qū)分級(jí)的污染物排放限值。統(tǒng)一了原來(lái)各種標(biāo)準(zhǔn)之間的差異,為滇池治理各項(xiàng)工程措施明確了標(biāo)準(zhǔn),為“三年攻堅(jiān)”提供了量化標(biāo)準(zhǔn)及考核依據(jù),解決了二十幾年來(lái)沒(méi)有地方標(biāo)準(zhǔn)的重大問(wèn)題。
5)明確滇池保護(hù)治理水質(zhì)關(guān)鍵因子——總磷、總氮,突破性地提出TP≤0.05mg/L,TN≤5mg/L的具體量化指標(biāo)。
6)完成全市35條入湖河道的污染物總量普查,滇池承載力核算,規(guī)劃設(shè)計(jì)出近四年以來(lái)每年每條河的量化污染物總量,為“三年攻堅(jiān)”提供關(guān)鍵污染削減量考核依據(jù),為生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制提供核算依據(jù)。
7)完成并實(shí)施了雨污合管網(wǎng)系統(tǒng)的雨季面源污染問(wèn)題的解決方案,以西山區(qū)“車(chē)家壁岔溝示范工程”作為《滇池保護(hù)治理“三年攻堅(jiān)”行動(dòng)技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)》中的技術(shù)指導(dǎo)之一,并全市推廣。該治理理念的應(yīng)用,破解了困擾滇池治理二十幾年的核心污染問(wèn)題,為滇池水質(zhì)持續(xù)向好,提供了有力的支撐。
8)全市入湖口前置庫(kù)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè),構(gòu)建入滇河道的最后一道屏障。對(duì)35條入湖河流,采用“雨污調(diào)蓄污染物削減+河道措施污染物削減+前置庫(kù)污染物削減”系統(tǒng)治理防范,最大限度地削減入滇污染物總量。
《滇池保護(hù)治理三年攻堅(jiān)行動(dòng)實(shí)施方案(2018-2020)》提出:
明確滇池水質(zhì)治理的關(guān)鍵因子是總磷、總氮。
國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、科研院所通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和分析測(cè)試,得出控磷穩(wěn)氮的治理要求。
針對(duì)35條入滇河道,調(diào)整以往“單獨(dú)考核水質(zhì)目標(biāo)”的策略,實(shí)施“水質(zhì)目標(biāo)與污染負(fù)荷削減”雙控考核機(jī)制。
支流溝渠治理水質(zhì)目標(biāo)與主河道治理目標(biāo)一致。特別是雨季雨污混流,面源污染的滇池重要污染源。
重點(diǎn)河道水污染治理設(shè)施出水水質(zhì)達(dá)到地表水(河流)Ⅳ類(lèi),在旱季總磷、總氮尤為嚴(yán)格:總磷≤0.05mg/L,總氮≤5mg/L(冬季8mg/L)。
開(kāi)展污水處理廠提標(biāo)改造工程,以超極限除磷為主總氮挖潛為輔的原則,雨季多余混流水啟動(dòng)一級(jí)強(qiáng)化處理。新建污水處理廠均引入旱、雨季雙運(yùn)行模式設(shè)計(jì)理念,以應(yīng)對(duì)雨季面源污染。
在主城區(qū)及重點(diǎn)河道周邊建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施,收集污染負(fù)荷較高的初期雨水,削減城市面源污染負(fù)荷。在城區(qū)(二環(huán)以?xún)?nèi))建設(shè)19座調(diào)蓄池,每座調(diào)蓄池容積1萬(wàn)-2萬(wàn)m³,在其它地區(qū)建設(shè)調(diào)蓄坑塘,近100萬(wàn)m³,收集7~10mm降雨量的初期雨污混合水,削減初期雨水污染。
在入滇河道入湖口有大量濕地,利用濕地,修建前置庫(kù),在滇池邊再建一道屏障,實(shí)現(xiàn)雨季溢流污染的防控。
滇池治理支撐——治理技術(shù)
1、污染源分析
根據(jù)滇池水質(zhì)狀況、水體敏感、環(huán)境承載力低等特點(diǎn),對(duì)入滇污染物來(lái)源進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。滇池流域本區(qū)入湖負(fù)荷是主要污染源,主要來(lái)源為城市面源、未收集點(diǎn)源、尾水負(fù)荷。根據(jù)2016年滇池流域污染負(fù)荷入湖量統(tǒng)計(jì)顯示,城市面源污染產(chǎn)生的COD在整體中占到了47%。
因此,削減城市面源、未收集點(diǎn)源、尾水負(fù)荷的污染負(fù)荷量,對(duì)滇池水質(zhì)提升具有重大意義。
2、昆明雨季面源污染治理思路
昆明雨季面源污染特點(diǎn)是:雨污合流、降雨歷時(shí)短、暴雨強(qiáng)度大、初期雨水翻壩、污染物進(jìn)入河道排入滇池。下面是2016年,拍攝的雨季溢流照片。
針對(duì)雨季污染特點(diǎn),梳理了相應(yīng)的治理思路:
前端原位治理:建設(shè)調(diào)蓄池。利用原有地形特點(diǎn),設(shè)計(jì)不同調(diào)蓄坑塘或者調(diào)蓄池。目前,昆明市新建設(shè)了62個(gè)調(diào)蓄坑塘,在雨季初見(jiàn)成效,初步實(shí)現(xiàn)了初期雨污混合水收集的目標(biāo);同時(shí)對(duì)原有調(diào)蓄池進(jìn)行挖潛增效,并制定了科學(xué)管理和應(yīng)用機(jī)制;雨污水收集后,采用調(diào)蓄+處理設(shè)施提升水質(zhì)的方法進(jìn)行處理,就近處理就近排放,回補(bǔ)河道。
河道消減:指河道原位污染物的進(jìn)一步削減。主要采取兩種措施:一是在河道內(nèi)通過(guò)人工干涉,提高河道水的溶解氧。增大水體的自?xún)裟芰Α6峭ㄟ^(guò)污水處理廠超極限除磷的高溶解氧尾水回補(bǔ)河道,提高水體自?xún)裟芰Α?/p>
末端截污:利用入湖口附近的濕地,建設(shè)前置庫(kù)。目前部分入滇河道在河道末端已建前置庫(kù),將初期雨水收集沉淀后再排入人工濕地,最大限度削減污染。
從治理路徑上看,以削減入河污染物量為目標(biāo),采用6大治理路徑:
滇池治理實(shí)踐——案例分析
案例一:昆明市西山區(qū)車(chē)家壁岔溝水質(zhì)提升示范工程
車(chē)家壁岔溝河道在治理之前,底泥沒(méi)有經(jīng)過(guò)清淤處理,河道底泥有一米多深,顏色發(fā)黑,氣味發(fā)臭。本次治理由于時(shí)間緊任務(wù)重沒(méi)有對(duì)河道進(jìn)行清淤,而是選擇將超極限除磷的高溶解氧尾水直接回補(bǔ)河道。經(jīng)過(guò)一個(gè)月之后河道底泥狀態(tài)發(fā)生了變化:顏色由黑色轉(zhuǎn)變成了自然顏色。
該項(xiàng)目采用的治理措施為:調(diào)蓄池清淤+生態(tài)調(diào)蓄+生態(tài)凈化+科技治水+水質(zhì)提升,支流治理完匯入主河道。
項(xiàng)目所用調(diào)蓄池是原有的廢棄?mèng)~塘改造而成。將廢棄?mèng)~塘清淤,增加調(diào)蓄容積;生態(tài)凈化坑塘容量有八千方,分為九個(gè)串聯(lián)池,形成梯級(jí)凈化系統(tǒng);初期雨水經(jīng)過(guò)逐級(jí)凈化,進(jìn)入處理站處理后進(jìn)入河道。高富氧尾水的排入,提升了河道自?xún)裟芰,?duì)底泥起到了原位修復(fù)的作用。從源頭解決了河道必須定期清淤及對(duì)清淤污泥二次處理的河道治理頑疾。
該項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中做了大量的初期雨水與調(diào)蓄池的聯(lián)動(dòng)控制試驗(yàn),總結(jié)出降雨量和水質(zhì)關(guān)系曲線(xiàn),找到了雨量、雨頻與水質(zhì)的時(shí)間關(guān)系。并據(jù)此得出工藝的最佳控制時(shí)間:制定出其日常運(yùn)行最佳操作方法,最大程度的降低了雨季入河污染負(fù)荷。
項(xiàng)目在調(diào)蓄塘旁邊建設(shè)了雨污混合水處理設(shè)施,采用速分生物處理技術(shù)+孢子轉(zhuǎn)移技術(shù)作為核心處理工藝,出水水質(zhì)TP≤0.05mg/L,TN≤5mg/L,在減少外排水污染物總量的同時(shí),將初期雨水中的泥砂沉積在調(diào)蓄池中。減小了淤泥排入河道的總量,間接解決了河道內(nèi)源污染對(duì)水質(zhì)的二次污染。每年的調(diào)蓄塘清淤量可達(dá)8000噸以上。
項(xiàng)目建設(shè)了水質(zhì)提升站,同時(shí)將水質(zhì)提升站出水(溶解氧超飽和)回補(bǔ)到河道中,在河道沿途五個(gè)位置進(jìn)行溶解氧測(cè)試。
在項(xiàng)目開(kāi)始運(yùn)行之前,河道底泥為黑色。運(yùn)行1個(gè)月,在河道回補(bǔ)點(diǎn)20米范圍內(nèi),黑色底泥消失,露出泥土本色;運(yùn)行3~4個(gè)月后,整個(gè)河道底泥顏色均發(fā)生變化;運(yùn)行5個(gè)月后,河道出現(xiàn)青苔等,呈現(xiàn)自然河道狀態(tài)。
案例二:昆明市官渡區(qū)老海河生態(tài)調(diào)蓄及水質(zhì)提升工程
老海河為昆明市35條入滇河道之一,匯入海河后流入滇池。同時(shí),老海河在2018年為劣V類(lèi)水質(zhì),是“三年攻堅(jiān)”重點(diǎn)治理的14條河道之一,根據(jù)文件要求,海河2018年水質(zhì)目標(biāo)為V類(lèi),2019年需提升至IV類(lèi),2020年海河及老海河穩(wěn)定達(dá)到IV類(lèi)水質(zhì)。
老海河來(lái)水主要是周邊村莊生活污水及雨季徑流匯水,排水體制為雨污合流制。河道全段均為明渠,水質(zhì)較差且有異味,黑臭現(xiàn)象嚴(yán)重。旱季河道末端設(shè)置提升泵排至六廠進(jìn)行處理,雨季河道雨污合流水翻壩溢流至海河,污染主河道,最終匯入滇池。
工程措施一:調(diào)蓄池
調(diào)蓄池總?cè)莘e為1.67萬(wàn)m³,有效水深3.0米。旱季維持調(diào)蓄池高水位約2.0~2.5米,主要起到沉淀來(lái)水中的污染物的功能;雨季維持調(diào)蓄池低水位約0.8~1米,隨時(shí)保證調(diào)蓄池留有1萬(wàn)m³的調(diào)蓄空間。調(diào)蓄池底泥厚度隨著運(yùn)行時(shí)間而增加,導(dǎo)致調(diào)蓄池調(diào)蓄量逐漸減少,需定期清掏調(diào)蓄池積泥。
工程措施二:水質(zhì)提升站
水質(zhì)提升站采用“速分生化處理技術(shù)”+“孢子轉(zhuǎn)移技術(shù)”作為核心處理工藝,采用旱雨季雙運(yùn)行模式(旱季3360m³/d、雨季8400m³/d),原位處理后,外排至新海河。
老海河調(diào)蓄池與水質(zhì)提升站對(duì)總磷、總氮、COD有較大的削減作用。2019年全年污染物削減量為:總磷5.02噸,總氮52.6噸,COD211.4噸,氨氮44.1噸。兩種措施的削減總量為:
項(xiàng)目采用“生態(tài)調(diào)蓄+水質(zhì)提升”系統(tǒng)處理方法,將污染負(fù)荷分別從進(jìn)水水體、調(diào)蓄坑塘的沉積底泥中去除,將污染負(fù)荷量大大削減,同時(shí)采用河道回補(bǔ)富氧水的方法,減少河道底泥內(nèi)源污染,提高河道自?xún)裟芰Α?/p>
案例三:昆明市水質(zhì)凈化廠超極限除磷工程
自2017年—2019年,孢子轉(zhuǎn)移超極限除磷技術(shù)單個(gè)工程應(yīng)用從萬(wàn)噸級(jí)向十萬(wàn)噸級(jí)逐步發(fā)展,目前已建成世界范圍內(nèi)最大的30萬(wàn)m3/d超極限除磷處理廠,累計(jì)應(yīng)用超過(guò)百萬(wàn)噸污水處理廠,出水水質(zhì)穩(wěn)定,滿(mǎn)足TP≤0.05 mg/L滇池水體要求。
該技術(shù)在昆明市第一水質(zhì)凈化廠(12萬(wàn)噸/天)、第三水質(zhì)凈化廠(15萬(wàn)噸/天)進(jìn)行了長(zhǎng)期應(yīng)用。根據(jù)2018年5月-2020年3月期間除磷車(chē)間的數(shù)據(jù)(第三方監(jiān)測(cè)單位提供),在進(jìn)水總磷0.2~0.5時(shí),出水總磷0.02~0.03mg/L。說(shuō)明孢子轉(zhuǎn)移超極限除磷技術(shù)已成功適用于大規(guī)模工程應(yīng)用中,極限除磷效果顯著。經(jīng)過(guò)多年的努力,滇池水質(zhì)逐年變好,TP含量逐年明顯降低。
小結(jié)
滇池治理近年取得水質(zhì)連升兩級(jí)的成效不是偶然的,而是昆明市在持續(xù)多年的治理基礎(chǔ)上采取了一系列創(chuàng)新性行動(dòng)的結(jié)果。這些做法相互聯(lián)系,相互支撐,最終形成了巨大的系統(tǒng)威力。針對(duì)雨季雨污合流溢流的重大污染源,昆明采取了統(tǒng)籌指揮,一把手掛帥,示范工程引領(lǐng),核心技術(shù)支撐,目督監(jiān)管,斷面量化考核,生態(tài)補(bǔ)償,區(qū)縣及主管部局聯(lián)動(dòng)的綜合措施,確保形成完整的城市黑臭水體及面源污染的滇池治理模式。