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【观点】专访清华大学胡洪营教授——黑臭水体治理技术适用和可持续模式

来源:中国建设报 作者:刘喆

城市黑臭水体整治技术的适用性原则是什么?为什么要将控源截污与城市规划建设统筹考虑?什么是活水循环技术?外源减排与内源污染控制的关键点是什么?带着这些问题,记者日前采访了清华大学环境学院教授胡洪营。

没有“万能型”普适技术

黑臭水体的成因复杂,地域特征及水体的环境条件都会直接影响黑臭水体治理的难度和工程量,需要根据水体的污染原因、污染历史、污染程度和治理阶段的不同以及环境、气候和水力条件,有针对性地选择适用技术和确定组合模式。不同的治理技术其原理不同,去除对象和适用范围也会不同,没有“万能型”的普适技术。从这个意义上讲,技术没有好坏之分,只有“适用”和“不适用”之分。

在黑臭水体治理实践中,面临诸多技术方面的问题。如,黑臭水体治理有哪些技术?这些技术的适用性和局限性如何? 如何优选和集成黑臭水体治理技术?如何防止治理后黑臭反弹,保持水体水质良好、稳定?科学、客观地回答这些问题,对于黑臭水体治理具有十分重要的实践意义。

胡洪营认为,在黑臭水体治理实践中,客观认识技术的局限性和认识技术的适用性同等重要,在很多情况下,认识技术的局限性甚至更重要。在治理实践中,由于对某些技术的局限性认识不足,导致治理效果不佳的案例很多。

岸带修复的主要功能是改善景观效果,其截污效果十分有限,往往可以忽略不计。

原位生态净化,即在河湖内种花种草效果甚微,不能根本解决水质污染问题,只能起到锦上添花的作用,期望水生植物治理黑臭是不现实的,也是不科学的。在微污染水体,水生植物可以起到一定的水质净化和保持的作用,但在实施过程中应特别注意尊重自然规律,合理选择水生植物,并应考虑其影响面积、季节影响、植物收割等因素。

原位混凝处理,即向水体中投加絮凝剂等,只是将污染物从水体转移至底泥,没有将污染物移除和去除。该技术对溶解性有机物和氮的处理效果往往十分有限。人工投加化学处理药剂会对生态系统造成不利影响的累积,不宜提倡。原位生物处理对有机物有一定效果,但一般情况下对氮磷基本没有去除效果。人工投加生物制剂,难以发挥长效作用,也不宜鼓励使用。

单独曝气对河道水体充氧,可以在一定程度上暂时缓解黑臭现象,但不能从根本上解决问题,有时还会带来其他负面影响。黑臭水体中存在病原微生物,曝气后形成气溶胶,对周边居民健康的危害不容忽视。在曝气实施过程中,要以科学的态度厘清以什么方式曝气、在什么地方曝气、如何防止气溶胶污染等重要问题。

从以上技术的局限性分析不难看出,黑臭水体的治理措施定位是:“外源截留是前提、清水补给是关键,旁路处理是补充、原位处理是辅助。”

活水循环技术关键是“循环”

胡洪营指出,活水循环技术的关键是“循环”,即在于清水的补给和缩短水体水力停留时间,仅仅靠“造流”不能解决问题。依靠“造流”,可以提高水的流速,在一定程度上提高复氧能力,但其效果有限。

达到回用水质标准的城市污水厂尾水即“再生水”是城市中水量稳定、水质可控的可持续清水水源,应优先使用。构建以城市污水再生处理和生态利用为核心的新型城市水循环系统——即城市水的“生态循环、梯级利用”系统,是城市水环境污染治理和水生态健康维系的可持续模式,应积极推进实施。

城市水的“生态循环、梯级利用”模式,可以达到“一石四鸟”的效果,即清水补给、生态修复、水质净化、促进循环。第一,城市污水厂的尾水经过进一步的人工强化生态净化(如人工湿地等),达到景观回用水质标准后,排入城市河湖水系,解决了清水补给的问题,有利于水体黑臭治理。第二,再生水补给解决了北方城市水体缺水断流问题,保障了生态用水,有利于水生态系统的恢复/修复。第三,健康的河湖水系具有水质净化功能,可以提高再生水的水质安全性,从而将污水再生处理厂通过工程措施得到的“工程再生水”转变为“生态再生水”,从而提高了公众心理接受程度。第四,将受纳再生水的城市河湖水系作为城市第二水源,从中取水,直接或经过适当再处理后用于工业、城市绿化、城市杂用和农业灌溉等,可以促进水的循环利用和高效利用,显著提高城市节水水平。同时,通过再生水的后续梯级利用,可大大缩短再生水在河湖水体中的停留时间,有利于水质保持。

从以上分析可以看出,“生态循环”和“梯级利用”相辅相成、相互嵌套,构成城市可持续水循环系统不可或缺的核心环节。该系统和模式既适用于北方缺水城市,也适用于南方丰水滞水城市。城市水的“生态循环、梯级利用”模式,需要通过污水厂提标改造、城市水系水景观建设等工程措施的实施来实现,需要政府和企业共同投入。

黑臭水体治理是系统工程

黑臭水体的治理应按照“外源减排、内源控制、水质净化、补水活水、生态恢复”的技术路线,科学制定治理方案和遴选适用技术。外源减排和内源控制是基础与前提,污染源得不到控制,水体黑臭就不可能得到根本治理。水质净化是阶段性措施,采取工程手段,借鉴(但不是直接的机械性套用)污水处理技术,对已污染水体进行处理,在水体水质改善中发挥重要作用,但不应定位为长期措施;补水活水和生态恢复是长效保障措施,可以调节水体水力停留时间、改善水动力条件、提高水体自净能力,是水质长效改善和保持不可缺少的措施。

控源截污主要包括截污纳管、雨水径流控制、直排污水处理和清淤疏浚等,这些措施和污水管道改造/建设、海绵城市建设以及污水处理设施建设密切关联,是一个系统工程,因此需要从城市环境基础设施规划建设层面统筹解决,以提高成效。

胡洪营强调,在外源污染得到有效控制时,内源控制将成为水体水质保持的关键。将底泥中的污染物迁移出水体,减少底泥中的污染物向水体释放,可快速降低水体内源污染负荷,但仅适用于底泥污染严重水体的初期治理。水生植物残体清理也是不可或缺的内源控制措施,不容忽视。对于水生植物、季节性落叶和水华藻类等残体,应尽快进行打捞和清理,避免植物残体发生腐烂,进一步向水中释放污染物和消耗水体氧气。

总之,黑臭水体的治理要从“正确、科学理解黑臭水体”开始。需要“科学理解、综合施策、系统整治、一水一策”,尤其是要事先对黑臭水体成因进行系统、全面分析。黑臭水体的形成除了与水质有直接关系外,还与水体的环境、地理、气候和水力条件等密切相关,水质治理目标“因水而异,一水一案”。可以说,黑臭水体治理没有“一招鲜”,也没有捷径,需要“综合拳”、要下“苦功夫”。