流域治理中黑臭水體整治措施探討

秦德全　鄧祖恩　朱俊成

摘 要：本文簡(jiǎn)單的介紹了流域治理中黑臭水體的污染源調(diào)查方法、黑臭水成因分析、整治重點(diǎn)難點(diǎn)及常用的技術(shù)措施，并以南寧市心圩江e段黑臭水體治理項(xiàng)目為例，探討采用某些技術(shù)措施的最優(yōu)組合及所能夠達(dá)到的治理效果。

關(guān)鍵詞：黑臭水體;污染源排查;直排口治理

1 黑臭水體治理背景

水環(huán)境保護(hù)事關(guān)人民群眾切身利益。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視水污染防治工作，黨的十八大以來黨中央、國(guó)務(wù)院把生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”總體布局，做出了一系列重大決策部署，先后發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》、《重點(diǎn)流域水污染防治“十三五”規(guī)劃編制技術(shù)大綱》等一系列政策和規(guī)劃。

其中，《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確要求：在2017年年底前，直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體;2020年底前，地級(jí)以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi);到2030年，全國(guó)城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。

2 黑臭水體治理目標(biāo)

2015年底前：地級(jí)及以上城市建成區(qū)應(yīng)完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責(zé)任人及達(dá)標(biāo)期限。

2017年底前：地級(jí)及以上城市建成區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口;直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體。

2020年底前：地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)。

2030年：城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。

黑臭水體治理達(dá)標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)如表2-1。

3 黑臭水體調(diào)查方法及成因分析

3.1 黑臭水體的調(diào)查方法

黑臭水體的調(diào)查主要為污染源調(diào)查方法及環(huán)境條件調(diào)查。

3.1.1污染源調(diào)查

污染源調(diào)查又細(xì)分為點(diǎn)源、面源、內(nèi)源和其它污染物調(diào)查。

（1）點(diǎn)源是指以點(diǎn)源形式進(jìn)入城市水體的各種污染源，主要包括排放口直排污廢水、雨水管道初期雨水或旱流水以及餐飲業(yè)污水、工業(yè)園區(qū)生活污水、小區(qū)生活污水、城中村生活污水、工業(yè)污水等。調(diào)查內(nèi)容主要包括污染物來源、排放口位置、污染物類型、排放量，以及上述指標(biāo)的時(shí)間、空間變化特征。

（2）面源是指以非點(diǎn)源（分散源）形式進(jìn)入城市水體的各種污染源，包括農(nóng)業(yè)面源和城市面源二類。農(nóng)村面源主要包括畜禽養(yǎng)殖污染源、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源、農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)污染源及農(nóng)村生活污染源。調(diào)查內(nèi)容有養(yǎng)殖類型、養(yǎng)殖規(guī)模、飼料投加量、排泄物排放量及去向;種植類型、種植規(guī)模、農(nóng)藥類型及使用量、化肥類型及使用量等。城市面源污染主要是指通過排水管網(wǎng)排放的初期雨水。

（3）內(nèi)源主要是指城市水體底泥中所含有的污染物以及水體中各種漂浮物、懸浮物、岸邊垃圾、未清理的水生植物或水華藻類等所形成的腐敗物。調(diào)查內(nèi)容包括水體底泥厚度、顏色、嗅味及主要污染物特征;岸邊垃圾、水生植物及其腐敗情況等。

（4）其他污染源主要包括城鎮(zhèn)污水處理廠尾水超標(biāo)、工業(yè)企業(yè)事故性排放。

3.1.2環(huán)境條件調(diào)查

環(huán)境調(diào)查內(nèi)容包括周邊環(huán)境特征、水文條件、水體岸線硬化狀況及其他方面調(diào)查。

（1）周邊環(huán)境特征調(diào)查主要包括黑臭水體周邊建筑群特征、城市道路和交通情況、水體沿岸其他基礎(chǔ)設(shè)施情況等。

（2）水文條件調(diào)查包括水體的位置、邊界范圍、水面大小、水位和水深、流速及流量，以及與周邊水系的連通關(guān)系等。

（3）水體岸線硬化狀況包括硬化岸線和河湖床的面積、硬化厚度、硬化類型等。

（4）其他需調(diào)查包括黑臭發(fā)生時(shí)段、持續(xù)時(shí)間、百姓投訴情況、影響居民人數(shù)等，同時(shí)可選擇性調(diào)查水體的化學(xué)需氧量（CODCr）、總氮、總磷、水溫、pH、等指標(biāo)。

3.2 黑臭水體的成因分析

經(jīng)過調(diào)查，黑臭水體的成因一般主要為外源污染及內(nèi)源污染。

（1）外源有機(jī)物和氨氮消耗水中氧氣。城市水體一旦超量受納外源性有機(jī)物以及一些動(dòng)植物的腐殖質(zhì)，如居民生活污水、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工污染物等，水中的溶解氧就會(huì)被快速消耗。當(dāng)溶解氧下降到一個(gè)過低水平時(shí)，大量有機(jī)物在厭氧菌的作用下進(jìn)一步分解，產(chǎn)生硫化氫、胺、氨和其他帶異味易揮發(fā)的小分子化合物，從而散發(fā)出臭味。同時(shí)，厭氧條件下，沉積物中產(chǎn)生的甲烷、氮?dú)?、硫化氫等難溶于水的氣體，在上升過程中攜帶污泥進(jìn)入水相，使水體發(fā)黑。

（2）內(nèi)源底泥中釋放污染。當(dāng)水體被污染后，部分污染物日積月累，通過沉降作用或隨顆粒物吸附作用進(jìn)入到水體底泥中。在酸性、還原條件下，污染物和氨氮從底泥中釋放，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷及氮?dú)鈱?dǎo)致底泥上浮也是水體黑臭的重要原因之一。有研究指出，在一些污染水體中，底泥中污染物的釋放量與外源污染的總量相當(dāng)。此外，由于城市河道中有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致河道中藻類過量繁殖。這些藻類在生長(zhǎng)初期給水體補(bǔ)充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機(jī)物和氨氮，導(dǎo)致季節(jié)性水體黑臭現(xiàn)象并產(chǎn)生極其強(qiáng)烈的腥臭味道。

（3）不流動(dòng)和水溫升高的影響。喪失生態(tài)功能的水體，往往流動(dòng)性降低或完全消失，直接導(dǎo)致水體復(fù)氧能力衰退，局部水域或水層虧氧問題嚴(yán)重，形成適宜藍(lán)綠藻快速繁殖的水動(dòng)力條件，增加水華暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)水體水質(zhì)惡化。此外，水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類殘?bào)w分解有機(jī)物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加劇水體黑臭。

（4）老城區(qū)及城鄉(xiāng)結(jié)合部周邊臟亂差現(xiàn)象嚴(yán)重，城市濱水地帶大量占用，尤其是老城區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部的水體，違章建筑物多，小型服務(wù)業(yè)多而雜亂，大量棚戶區(qū)和單位無序分割占用，污水和垃圾直排入河，垃圾堆積兩岸造成水體污染。

（5）污水管網(wǎng)設(shè)施不健全，生活污水肆意排放入河。有些城鎮(zhèn)建成區(qū)尚存污水收集系統(tǒng)空白地區(qū)，尤其是一些城中村、農(nóng)夾居地區(qū);同時(shí)，管網(wǎng)質(zhì)量不高，雨污不分流，錯(cuò)接、漏接、混接現(xiàn)象普遍，分流制地區(qū)雨污混接現(xiàn)象突出，生活污水混入雨水管網(wǎng)排入河道問題難以根治。

4 治理重點(diǎn)難點(diǎn)及常用整治技術(shù)措施

4.1 治理重點(diǎn)難點(diǎn)

（1）黑臭水體成因復(fù)雜，影響因素眾多，是水環(huán)境污染治理的難點(diǎn)。

（2）采取有效技術(shù)措施，短時(shí)間內(nèi)能消除黑臭現(xiàn)象，但其難點(diǎn)在于治理后的水質(zhì)長(zhǎng)效保持，保證黑臭不反彈。

（3）很多黑臭水體治理工程，因重治理輕保持、重短期輕長(zhǎng)效而導(dǎo)致水體返黑，水質(zhì)反復(fù)惡化。

4.2 常用整治技術(shù)措施

城市黑臭水體的整治應(yīng)按照“控源截污、內(nèi)源治理;活水循環(huán)、清水補(bǔ)給;水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)”的基本技術(shù)路線具體實(shí)施，其中控源截污和內(nèi)源治理是選擇其他技術(shù)類型的基礎(chǔ)與前提。

4.2.1 控源截污技術(shù)

（1）截污納管

從源頭控制污水向城市水體排放，主要用于城市水體沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排放口、合流制污水系統(tǒng)沿岸排放口等永久性工程治理。

4.2.2 面源控制

主要用于城市初期雨水、冰雪融水、畜禽養(yǎng)殖污水、地表固體廢棄物等污染源的控制與治理。

4.2.3.內(nèi)源治理技術(shù)

（1）垃圾清理

主要用于城市水體沿岸垃圾臨時(shí)堆放點(diǎn)清理。

（2）生物殘?bào)w及漂浮物清理

主要用于城市水體水生植物和岸帶植物的季節(jié)性收割、季節(jié)性落葉及水面漂浮物的清理。

（3）清淤疏浚

一般而言適用于所有黑臭水體，尤其是重度黑臭水體底泥污染物的清理，快速降低黑臭水體的內(nèi)源污染負(fù)荷，避免其他治理措施實(shí)施后，底泥污染物向水體釋放。

4.2.4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

（1）岸帶修復(fù)

適用范圍：主要用于已有硬化河岸（湖岸）的生態(tài)修復(fù)，屬于城市水體污染治理的長(zhǎng)效措施。

（2）生態(tài)凈化

可廣泛應(yīng)用于城市水體水質(zhì)的長(zhǎng)效保持，通過生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與系統(tǒng)構(gòu)建，持續(xù)去除水體污染物，改善生態(tài)環(huán)境和景觀。

（3）人工增氧

主要適用于整治后城市水體的水質(zhì)保持，具有水體復(fù)氧功能，可有效提升局部水體的溶解氧水平，并加大區(qū)域水體流動(dòng)性。

4.2.5 其他治理措施

（1）活水循環(huán)

適用于城市緩流河道水體或坑塘區(qū)域的污染治理與水質(zhì)保持，可有效提高水體的流動(dòng)性。

（2）清水補(bǔ)給

適用范圍：適用于城市缺水水體的水量補(bǔ)充，或滯流、緩流水體的水動(dòng)力改善，可有效提高水體的流動(dòng)性。

（3）就地處理

適用于短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)截污納管的污水排放口，以及無替換或補(bǔ)充水源的黑臭水體，通過選用適宜的污廢水處理裝置，對(duì)污廢水和黑臭水體進(jìn)行就地分散處理，高效去除水體中的污染物，也可用于突發(fā)性水體黑臭事件的應(yīng)急處理。

（4）旁路治理

主要適用于無法實(shí)現(xiàn)全面截污的重度黑臭水體，或無外源補(bǔ)水的封閉水體的水質(zhì)凈化，也可用于突發(fā)性水體黑臭事件的應(yīng)急處理。

5 南寧市心圩江e段（羅賴溝）黑臭水體治理案例

5.1 項(xiàng)目概況

心圩江為南寧市位于江北片區(qū)邕江18條重要支流之一，上游接老虎嶺水庫，下游入邕江，全長(zhǎng)約18km，流經(jīng)區(qū)域均屬于西鄉(xiāng)塘區(qū)管轄范圍，近年來，隨著南寧市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不斷取得新的成就，城市建設(shè)日新月異，城市范圍不斷擴(kuò)張，人口不斷集聚，河道兩岸工農(nóng)業(yè)以及生活污染也隨之增加，而市政污水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)則相對(duì)落后，河道兩岸建設(shè)用地的開發(fā)不斷擠占河道空間，影響河道行洪的同時(shí)也污染河道水質(zhì)，根據(jù)《南寧市建成區(qū)黑臭水體治理工程項(xiàng)目前期普查》，心圩江流域黑臭水體分布圖如圖5-1所示，建成區(qū)黑臭水體邊界點(diǎn)描述如表5-1所示。

由于心圩江河道沿線范圍較長(zhǎng)，黑臭水體長(zhǎng)度范圍較廣，本文僅對(duì)心圩江黑臭水體較嚴(yán)重的心圩江e段治理案例進(jìn)行論述。

圖5-1 心圩江流域黑臭水體分布圖

5.2 河道黑臭成因

心圩江e段為羅賴溝段，羅賴溝位于明月湖公園內(nèi)，通過對(duì)污染源的摸排，羅賴溝主要的污染源有以下幾部分：

①羅賴溝支流水源自可利大道的暗涵出口，該暗涵為合流制污水直排排水口，主要為總部路以西的居民生活污水及雨水混流直排。

②同時(shí)暗涵口旁可利大道的合流制污水管網(wǎng)檢查井存在破損，導(dǎo)致該條合流制污水管網(wǎng)污水直接匯入羅賴溝支流;除此之外，科園東十路原規(guī)劃建設(shè)應(yīng)跨過明月湖公園銜接到總部路，現(xiàn)只止步于明月湖公園，導(dǎo)致其道路上的2條雨水管直接接入羅賴溝支流，其雨水管又存在雨污混接現(xiàn)象，導(dǎo)致大量的生活污水排入羅賴溝支流。詳圖5-3。

③創(chuàng)新路與濱河路交界口處的合流制污水直排排水口污水的流入亦加劇了羅賴溝支流水質(zhì)的惡劣。詳圖5-2。

④羅賴溝上游的公園內(nèi)仍有部分村民的菜地，下雨的地標(biāo)徑流，造成面污染。

以上多方原因?qū)е铝肆_賴溝支流的黑臭，其水質(zhì)為重度黑臭。

圖5-2 創(chuàng)新路、濱河路合流制直排口? ?科園東十路南分流制雨污混接雨水直排口

圖5-3 科園東十路北分流制雨污混接雨水直排口 羅賴溝合流制直排口

5.3 治理思路

根據(jù)心圩江e段污染情況，支流沿河有較多的排污口，造成支流水質(zhì)較差，由于工程紅線僅為支流進(jìn)入干流前一小部分地塊，支流沿河截污工程本階段較難實(shí)施，為保證心圩江干流水質(zhì)，需要處理支流的河水，污染源直排口位于紅線范圍內(nèi)的支流段對(duì)直排口進(jìn)行截污+污水處理廠措施進(jìn)行處理，污染源直排口位于紅線外的支流段處理采用“河水截流+污水處理廠”措施，污水廠就地而建。針對(duì)污水截留河水處理，水質(zhì)指標(biāo)較低的問題，采用了高效磁浮選精華設(shè)備，針對(duì)氨氮指標(biāo)較高的問題，為了降低氨氮，采用了曝氣生物濾池，降低氨氮指標(biāo)。

消除污染源后，再通過清淤疏浚、河道人工曝氣、生態(tài)修復(fù)人工浮島系統(tǒng)等措施對(duì)內(nèi)源污染進(jìn)行治理。從而達(dá)到由外至內(nèi)徹底消除黑臭水體，使心水質(zhì)迅速提高，達(dá)到黑臭水體治理指標(biāo)。

本段主要的技術(shù)措施為生態(tài)浮島+曝氣機(jī)+直排口截污及非法排污口封堵+高效磁浮選物化處理廠+清淤疏浚。

5.4 工程技術(shù)措施

針對(duì)心圩江e段的水質(zhì)及污染源情況，考慮新建1.2萬m3/d羅賴溝超效磁浮選生化污水處理廠，對(duì)心圩江e段羅賴溝暗涵出口污水，科園東十路直排口污水，創(chuàng)新路直排口污水進(jìn)行截污，截污后提升至羅賴溝超效磁浮選生化污水處理廠進(jìn)行處理。同時(shí)對(duì)科園東十路無水混凝土圓管排水口進(jìn)行封堵，并在羅賴溝支流段1.5km設(shè)置14臺(tái)曝氣機(jī)并設(shè)置自動(dòng)投藥裝置投加生物菌種，在羅賴溝暗涵出口位置及中下游段布置約2000m2的生態(tài)浮島，同時(shí)對(duì)羅賴溝全線進(jìn)行清淤。

（1）直排口治理措施

心圩江e段河道兩側(cè)紅線范圍內(nèi)分布有5處排水口。盡管本工程建設(shè)了截污管，但暴雨時(shí)仍會(huì)溢流。且對(duì)于分流制區(qū)域，部分雨水排放口由于匯水面積過大，為避免對(duì)下游排水設(shè)施帶來過大負(fù)擔(dān)，采取了截流初期雨水和不截流的方式處理。這就會(huì)導(dǎo)致在雨季時(shí)，仍有大量的初期雨水和溢流雨水排入河道。針對(duì)初期雨水和溢流雨水污染問題，綜合考慮排水口與河道常水位間的高差、排水口周邊用地條件等多方面因素，因地制宜采取不同的排水口調(diào)蓄凈化設(shè)施，盡可能減少排水口溢流污染負(fù)荷。

①排水口類型一

D≤500的排水口，此類排水口流量較小，不設(shè)溢流口，全部接入截污管，將管道內(nèi)的污水和雨水全部輸送至污水處理廠（污水處理站）集中處理，無需采取其他調(diào)蓄凈化措施。

②排水口類型二

此類排水口附近沿線用地開闊，地勢(shì)低洼，具備濕地建設(shè)條件。有限建設(shè)濕塘、雨水濕地等生態(tài)設(shè)施，用于排水口溢流污水的調(diào)蓄凈化。

圖5-4 截污管平面布置圖

（2）物化污水處理廠

過上述對(duì)直排口污水的處理方式對(duì)比，本段直排口污水處理方式由于污水量較大，進(jìn)水濃度較低，采用生物處理法較難，故采用高效磁浮選設(shè)備+曝氣生物濾池的處理工藝，本工藝技術(shù)成熟、功能穩(wěn)定可靠，出水效果好，可確保出水達(dá)標(biāo)排放;基建投資運(yùn)行費(fèi)用較低;是一項(xiàng)生態(tài)工程，無需獨(dú)立除臭裝置。污水處理流程圖如下所示：

（3）生態(tài)修復(fù)措施

為了保持城市水體水質(zhì)的效果，通過生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與系統(tǒng)構(gòu)建，持續(xù)去除水體污染物，改善生態(tài)環(huán)境和景觀。本工程布置2000m2的生態(tài)浮島及沿河布置了14臺(tái)曝氣機(jī)，保證水體復(fù)氧功能，可有效提升局部水體的溶解氧水平，并加大區(qū)域水體流動(dòng)性。

5.5 工程效果

5.5.1水質(zhì)效應(yīng)

通過以上工程措施，心圩江e段水質(zhì)得到有效改善，治理前后的水質(zhì)指標(biāo)如表5-2。

表5-2 治理前后水質(zhì)對(duì)比表

透明度（cm） 溶解氧

（mg/L） 氧化還原電位（mV） 氨氮（mg/L）

治理前 15 0.2 -27 18.4

治理后 36 4.8 77 4.61

2017年公眾滿意度97%，基本達(dá)到黑臭消除的目標(biāo)。

5.5.2生態(tài)效應(yīng)

本次在較短的時(shí)間內(nèi)，基本消除了心圩江e段黑臭水體，構(gòu)建了完善的水生態(tài)系統(tǒng)，豐富了水生物種的多樣性，營(yíng)造了“水清、岸綠”的自然生態(tài)景觀。

圖5-6 治理后現(xiàn)狀圖

5.5.3社會(huì)效應(yīng)

隨著心圩江e段黑臭水體治理工作的開展，明月湖的景觀價(jià)值得到明顯提升，為周邊市民提供親水娛樂和水文化休閑空間，能進(jìn)一步改善周邊居民的休閑生活質(zhì)量。同時(shí)，周邊居民對(duì)居住環(huán)境的滿意度和生活環(huán)境的舒適度大幅度提高，南寧“青山環(huán)城、綠水繞城、海綿融城”的海綿城市新形象得到進(jìn)一步補(bǔ)充。

6 結(jié)論及建議

1、在前期要加強(qiáng)直排口的摸排工作，做好調(diào)查，收集資料。才能有針對(duì)性的對(duì)直排口做出有效的治理方案。

2、在工業(yè)污染源專項(xiàng)整治方面，實(shí)行黑臭水體流域掛牌督辦和“河長(zhǎng)制”評(píng)價(jià)考核。對(duì)重點(diǎn)排污企業(yè)和排水大戶進(jìn)行重點(diǎn)排查和監(jiān)管，加大執(zhí)法力度，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放;加強(qiáng)對(duì)流域范圍內(nèi)排污許可和排水許可的管理工作，開展排污許可證業(yè)務(wù)，根據(jù)排污單位排污行為造成環(huán)境污染程度的大小，實(shí)行排污許可分類管理。

3、在農(nóng)業(yè)污染源專項(xiàng)整治方面，黑臭水體流域整治范圍內(nèi)依法劃定禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的清理工作，關(guān)閉或搬遷養(yǎng)殖場(chǎng);嚴(yán)格落實(shí)限養(yǎng)區(qū)內(nèi)不得新建、改建、擴(kuò)建禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)的要求，持續(xù)開展工作，為限養(yǎng)區(qū)內(nèi)的養(yǎng)殖場(chǎng)配備環(huán)保治理設(shè)施，并依法完善設(shè)施農(nóng)用地審批、環(huán)境評(píng)價(jià)、防疫條件審批等手續(xù)，實(shí)施限期整改;加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)污染整治工作的后續(xù)監(jiān)管，避免流域范圍內(nèi)的禽畜養(yǎng)殖的死灰復(fù)燃，徹底消除農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖污染;

4、在垃圾專項(xiàng)整治方面，黑臭水體流域范圍內(nèi)建立“集中整治+長(zhǎng)效保潔”機(jī)制，清理河道大面積漂浮物及積存垃圾;加強(qiáng)對(duì)兩河長(zhǎng)效保潔機(jī)制落實(shí)情況的監(jiān)管，消除垃圾污染。

5、在生活污水專項(xiàng)整治方面，我市加強(qiáng)城鎮(zhèn)排水許可管理，完善審批機(jī)制，加強(qiáng)入河排污口排查政治工作，有序推進(jìn)截污納管工程。同時(shí)，做好水環(huán)境調(diào)度。

參考文獻(xiàn)

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[2]《黑臭水體防治技術(shù)及應(yīng)用》蔣克兵 李元 劉鑫主編

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