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地表水水质检测中化学需氧量超标治理方案

三方检测单位 2018-03-16

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化学需氧量(COD)是反映地表水有机物污染程度的核心指标,其值越高说明水体中可被氧化分解的有机物越多,若长期超标会导致水体溶解氧耗尽、水生生物死亡,甚至威胁饮用水水源安全。当前我国部分地表水COD超标问题仍突出,多由工业源偷排、生活污水收集不全、农业面源污染及水体自净能力下降共同导致。精准识别超标原因、针对性实施源头控制与过程治理,是解决地表水COD超标的关键路径。

COD超标原因的精准识别

治理COD超标需先“找准病根”,不同区域的超标来源差异显著。工业源是城镇周边水体的主要贡献者,如化工企业的有机原料废水、印染厂的染料及助剂废水,这类废水COD浓度常高达数千甚至上万吨/升,若偷排或预处理不达标,会直接拉高河道COD值。生活污水的“漏管”问题也普遍,老旧小区雨污混流导致大量未处理的餐厨废水、洗涤剂污水直排,农村地区分散式生活污水随意倾倒,其COD浓度虽低于工业废水,但排放量大会形成“面状污染”。

农业面源污染是乡村河道的“隐形杀手”,化肥农药的不合理施用、畜禽养殖粪便的随意堆放,会随雨水冲刷进入水体,这类污染的COD浓度虽低,但覆盖范围广、难以追踪。此外,水体自身“自愈能力”下降也会加剧超标——河道流量减少、底泥淤积严重时,底泥中的有机物会持续释放,导致COD长期居高不下。例如某南方河道因上游水库截流,流量减少50%,底泥淤积厚度达1.2米,夏季高温时底泥释放的COD占河道总负荷的30%。

工业源的源头减量与预处理

工业废水是COD超标的“重灾区”,需从“源头减量”和“末端预处理”双管齐下。源头减量可通过工艺升级实现,如印染行业推广“无水印染”技术,用数码喷墨印花替代传统滚筒印花,废水产生量减少80%,COD浓度从传统工艺的2000mg/L降至300mg/L以下。原料替代也是关键,如化工企业用低COD的聚羧酸系减水剂替代萘系减水剂,生产废水COD浓度下降40%。

预处理工艺需针对废水特性选择:对于含大量悬浮有机物的废水,混凝沉淀法可通过投加聚合氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM),将悬浮颗粒凝聚成絮体去除,COD去除率达30%-50%;对于难降解有机物,厌氧生物处理更高效,如采用上流式厌氧污泥床(UASB)处理化工废水,可分解苯环、杂环等难降解有机物,COD去除率达60%-80%。某化工园区企业通过“厌氧+好氧”预处理,将废水COD从5000mg/L降至800mg/L,再接入市政管网,彻底解决了工业废水对河道的冲击。

生活污水收集与集中处理的强化

生活污水的“全收集、全处理”是降低河道COD的基础。针对城镇老旧小区的雨污混流问题,需推进管网改造——用CCTV管道检测机器人排查破损点,采用非开挖修复技术(如紫外光固化管)修复漏损管网,实现雨污分流。例如某城市改造12个老旧小区的管网后,进入污水处理厂的COD浓度从450mg/L稳定至300mg/L,处理效率提升15%。

提升污水处理厂的处理能力也至关重要,传统活性污泥法的COD去除率约85%,而MBR膜生物反应器通过膜的截留作用,可将COD去除率提高至95%以上,出水COD稳定在50mg/L以下。农村地区因人口分散,可采用小型一体化污水处理设备,如“厌氧-好氧(AO)”工艺,单套设备可处理50-200户的生活污水,处理后COD达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,直接排入附近河道。某农村示范区安装20套一体化设备后,周边河道COD浓度从70mg/L降至35mg/L,实现了“污水不出村”。

农业面源污染的综合拦截

农业面源污染的治理需“从田头到河口”全程防控。源头减量方面,推广测土配方施肥可减少化肥用量10%-15%,降低农田径流中的有机物负荷;生态养殖模式如“畜禽粪便堆肥还田”,将养殖废弃物转化为有机肥,减少污水排放——某养殖场通过堆肥处理,每年减少COD排放200吨。

过程拦截是关键环节,在农田与河道之间修建生态沟渠,种植芦苇、菖蒲等水生植物,可拦截雨水携带的有机物,COD去除率达20%-30%;人工湿地则通过基质(如沸石、砾石)吸附、植物吸收及微生物分解的协同作用,深度去除COD,潜流湿地处理畜禽养殖废水时,COD去除率可达70%以上。某农业示范区构建“生态沟渠+人工湿地”系统后,进入河道的COD浓度下降45%,有效解决了农田退水的污染问题。

水体自净能力的修复与维持

当外源污染得到控制后,修复水体自净能力能巩固治理效果。清淤疏浚可去除底泥中的有机物——某河道底泥淤积厚度达1.5米,清淤后底泥释放的COD减少60%,河道COD浓度从75mg/L降至40mg/L。生态补水能提高水体稀释能力,如用城市再生水补充河道流量,某北方城市通过再生水补水,河道流量从0.3m³/s增加到1.2m³/s,COD浓度下降30%。

水生生态系统构建是提升自净能力的核心,种植沉水植物如苦草、狐尾藻,可吸收水体中的有机物并为微生物提供附着载体;投放滤食性鱼类如鲢鱼、鳙鱼,能控制浮游生物数量,减少有机物来源;人工投加功能性微生物菌剂(如芽孢杆菌、光合细菌),可强化有机物分解能力。某城市河道通过“沉水植物+微生物菌剂”修复,COD浓度从65mg/L降至35mg/L,水体透明度从30cm提升至80cm,恢复了水生态系统。

动态监测与应急风险防控

COD治理需“边治边测”,建立在线监测体系是关键——在工业排污口、河道断面安装COD在线监测仪,数据实时上传至监管平台,可及时预警超标情况。例如某城市用物联网监测系统,实现了对100个重点断面的24小时监控,半年内查处偷排企业12家,COD浓度下降25%。

突发超标事件需快速处置:工业偷排导致COD骤升时,可投加粉状活性炭快速吸附有机物,某河道突发化工废水偷排,COD从40mg/L升至200mg/L,投加5吨活性炭后,24小时内COD降至60mg/L;临时曝气能增加水体溶解氧,促进好氧微生物分解COD,某黑臭水体应急曝气后,COD浓度从80mg/L降至45mg/L;围隔拦截可防止污染团扩散,用围油栏将污染区域隔离,避免影响下游水体。

治理方案的协同联动

COD超标治理不是“单一部门的事”,需环保、住建、农业、水利等部门协同。环保部门负责工业企业的监管与执法,住建部门推进管网改造与污水处理厂建设,农业部门指导农业面源污染防治,水利部门负责河道清淤与生态补水。例如某城市建立“多部门联动机制”,每月召开协调会,解决治理中的跨部门问题,1年内COD超标断面比例从35%降至10%。

此外,公众参与也不可或缺,通过宣传引导居民减少使用含磷洗涤剂、分类投放垃圾,提高环保意识;鼓励企业参与“绿色认证”,如印染企业通过“中水回用”认证,减少废水排放。某社区开展“环保家庭”评选活动后,居民洗涤剂使用量减少20%,生活污水COD浓度下降15%。

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