城中村污水塘治理的實(shí)施方法探討

楊 雷 邱 奎

中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430074

本文依托依托咸寧市淦河流域黑臭水體治理工程中的子項(xiàng)工程——水塘、水溝黑臭水體整治工程，介紹一系列專項(xiàng)治理方案。治理方案的實(shí)施，旨在利用人工構(gòu)建小型生態(tài)鏈，在控源截污、內(nèi)源清理的基礎(chǔ)上，對(duì)流域內(nèi)水塘及湖庫等受污染水體進(jìn)行原位修復(fù)，通過全生態(tài)的方式，構(gòu)建水下、水上生態(tài)系統(tǒng)，提升水質(zhì)及景觀效果，建立長效管理機(jī)制，恢復(fù)生態(tài)和諧的居住環(huán)境[1-4]。

1 工程概況及現(xiàn)狀分析

咸寧市淦河流域環(huán)境綜合治理工程中的子項(xiàng)工程——水塘、水溝黑臭水體整治工程，共涉及9個(gè)子項(xiàng)目，分別為軍區(qū)干休所水塘、馬橋社區(qū)胡家坦塘、塘角路水塘等。需治理的水塘均位于城中村內(nèi)，水塘的共性是水域面積不大、無活水來源，生活污水、畜禽養(yǎng)殖廢水、垃圾等污染物大量排入，導(dǎo)致水塘面源污染嚴(yán)重，底泥呈現(xiàn)黑臭化，水質(zhì)惡化明顯。尤其是軍區(qū)干休所水塘和馬橋社區(qū)胡家坦塘，污泥沉積深度達(dá)1.8 m，污染源包括生活廢水、畜禽排泄物、生活垃圾等（圖1、圖2）。

圖1 胡家坦水塘牲畜排泄口

圖2 水體墨綠色惡臭現(xiàn)狀

2 污水塘治理思路

污水塘治理思路主要體現(xiàn)在4個(gè)方面：一是通過對(duì)水塘周邊的排污口進(jìn)行截污管道改造，完成污染源頭上的控源截污；二是對(duì)污染后的水塘進(jìn)行垃圾清理，黑臭污泥挖除后無害化處理，以及對(duì)水塘底泥進(jìn)行消毒與改良；三是環(huán)境的生態(tài)鏈構(gòu)建，主要通過微生物投放、凈水植物及綠化的種植、水生動(dòng)物的放養(yǎng)等方式實(shí)現(xiàn)；四是加強(qiáng)環(huán)境管理，定期清理水草、控制水生動(dòng)物的水量，滿足小生態(tài)的平衡。

3 具體實(shí)施方法

3.1 截污管道改造

以馬橋社區(qū)胡家坦塘為例：

1）水塘周邊為建筑房屋，需對(duì)水塘排污口進(jìn)行截污。管道截污方案為沿水塘岸邊做混凝土支墩，對(duì)沿線排污口進(jìn)行截污，部分水塘底較深段，采用沿塘岸擋墻掛管方式接通。管材為螺旋鋼管，采用環(huán)氧煤瀝青漆外包玻璃絲布防腐，外涂面漆防腐。

2）城中村巷道，建筑房屋密集地段。明挖作業(yè)空間條件允許時(shí)，采用短開挖、強(qiáng)支護(hù)方式，快挖、快填，沿巷道埋管施工。鄰近建筑物增加基坑支護(hù)，支護(hù)方式為槽鋼、拉森鋼板樁。開挖深度小于2.5 m的溝槽采用28a#槽鋼支護(hù)；開挖深度大于2.5 m時(shí)，采用Ⅲ型鋼板樁支護(hù)。不具備明挖條件的，在土質(zhì)情況滿足水平定向鉆施工工藝要求時(shí)，采用水平定向鉆不開槽方式施工。采用多種截污方式并舉，降低施工對(duì)居民生活的干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通、環(huán)境、周邊建筑物基礎(chǔ)等影響的最小化。

3.2 內(nèi)源治理

排干清污方式：通常適用于水域面積不大、水量較小的水塘（圖3）。作業(yè)區(qū)水排干后，大多采用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，挖出的淤泥直接由渣土車外運(yùn)或者放置于岸上的臨時(shí)沉淀池。一般采用擠壓式泥漿泵，也就是混凝土輸送泵來輸送流塑性淤泥，輸送距離可以達(dá)到200～300 m，利用皮帶機(jī)進(jìn)行短距離的輸送也有工程實(shí)例。干挖清淤的優(yōu)點(diǎn)是清淤徹底，質(zhì)量易于保證，而且對(duì)設(shè)備、技術(shù)要求不高；產(chǎn)生的淤泥含水率低，易于后續(xù)處理。

泵吸式清淤方式：一般適用于淤泥量不大、清淤深度較淺的水塘（圖4）。它將水力沖挖的水槍和吸泥泵同時(shí)裝在一個(gè)筒狀罩子里，由水槍射水將底泥攪成泥漿，通過另一側(cè)的泥漿泵將泥漿吸出，再經(jīng)管道送至岸上堆場(chǎng)，整套機(jī)具都裝備在船只上，邊移動(dòng)邊清除。而另一種泵吸法是以壓縮空氣為動(dòng)力進(jìn)行吸排淤泥，將圓筒狀下端的開口泵筒在重力作用下沉入水底，陷入底泥后，在泵筒內(nèi)施加負(fù)壓，軟泥在水的靜壓和泵筒的真空負(fù)壓下被吸入泵筒。然后通過壓縮空氣將筒內(nèi)淤泥壓入排泥管，淤泥經(jīng)過排泥閥、輸泥管而被輸送至運(yùn)泥船上或岸上，再集中處理。

圖3 排干清污方式

圖4 泵吸式清淤

淤泥經(jīng)三級(jí)沉淀后，采用SWHB型環(huán)保固化劑（每方淤泥摻量控制在5%左右，含水率偏高的流態(tài)淤泥可適當(dāng)增加摻量）固化處理，該固化劑的原料主要包括高爐礦渣、沸騰爐渣、脫硫石膏等工業(yè)廢渣和膨潤土等輔助添加劑。主要形成性質(zhì)穩(wěn)定的硅鋁酸鹽膠凝體，對(duì)淤泥顆粒形成包裹、固化，從而有效降低淤泥的含水率并改變其團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，達(dá)到可運(yùn)、可利用的目的。

地質(zhì)消毒與改良：根據(jù)需要對(duì)整個(gè)水底區(qū)包括沿岸的土壤進(jìn)行消毒處理，消毒劑——生石灰的使用量應(yīng)不小于100 g/m2，選擇晴天施用，消毒劑的潑灑應(yīng)均勻、不遺漏，確保對(duì)整個(gè)施工區(qū)域的土壤都進(jìn)行徹底的消毒。生石灰潑灑完畢后，要暴曬一周，避開雨天。同時(shí)，配合使用 TY-SL001底質(zhì)改良劑對(duì)土壤進(jìn)行改良處理，使用量不應(yīng)小于100 g/m2，以滿足水生植物的種植要求。

3.3 生態(tài)鏈構(gòu)建

營養(yǎng)平衡原則：水體生態(tài)系統(tǒng)中氮、磷的輸入總量和輸出總量在水體氮磷濃度小于或等于地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下達(dá)到平衡。利用生物膜技術(shù)，使微生物在載體上由內(nèi)向外生長，包括厭氧層、兼性厭氧層和好氧層，水體污染物在生物膜不同區(qū)域進(jìn)行降解。生物膜技術(shù)對(duì)有機(jī)污染物濃度較高的水體，具有較好的治理效果。同時(shí)，投入一定數(shù)量的控藻DP食藻蟲，控制因有機(jī)污染物增高而導(dǎo)致的藻類增生。

生態(tài)平衡原則：水生植物的種植面積要考慮上層營養(yǎng)級(jí)聯(lián)的攝食，同時(shí)要防止過度繁殖引發(fā)沼澤化問題。種植沉水植物矮生苦草、馬來眼子菜等，挺水植物水生美人蕉、黃菖蒲、再力花等。水生植物的種植密度及面積不宜過大，設(shè)計(jì)需滿足食物供給、水質(zhì)凈化與觀賞性的需求。同時(shí)，沿水岸邊修建植草溝、鋪人工草皮、種植觀賞植物，通過構(gòu)建小型生態(tài)濕地的方式，達(dá)到進(jìn)入水體的雨水水質(zhì)合格的要求。為提高沉水植物存活率，在沉水植物種植前疏松種植區(qū)域的表層土壤，表層土壤疏松深度不可小于20 cm。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行定點(diǎn)放線，劃定種植區(qū)域及造型，初次進(jìn)水深度控制在30～50 cm，然后開始種植沉水植物，并保持該水位5～7 d以確保沉水植物存活，之后進(jìn)行二次進(jìn)水，水位上升30 cm后進(jìn)行下一步的沉水植物種植工作，直至完成所有的種植工作。每種完一批次沉水植物后都必須保持該水位5～7 d，待沉水植物存活后方能開始下一步的放水工作。挺水植物的布置則需采取“根控措施”，防止植物蔓延，根控結(jié)構(gòu)主要由木樁（長1 m，入土90 cm）組成。

物種選擇原則：因地制宜，選擇土著種為主，輔以引進(jìn)已馴化的物種，盡量避免外來物種，以減少可能存在的不可控因素。水塘中投放多種食性的水生動(dòng)物，包括一定比例濾食性、雜食性、肉食性魚類，底棲動(dòng)物（螺貝類蝦類），浮游動(dòng)物（枝角類），使食物鏈相對(duì)平衡。水生植物種植穩(wěn)定后，方可投放底棲生物與魚類，并應(yīng)控制合適的投放密度。同時(shí)，為增加水體含氧量，在水塘中央安裝射流式曝氣設(shè)備，以增強(qiáng)水體流動(dòng)性。

生態(tài)鏈的構(gòu)建原理是通過微生物作用，借助植物殘骸、動(dòng)物排泄物等促進(jìn)微生物的生長，使底泥氧化還原電位升高，有利于水生昆蟲和水生底棲生物的大量滋生，在水生植物共生作用下，形成底泥營養(yǎng)物質(zhì)的封存和生態(tài)鏈自凈（物質(zhì)能量的逐步吸收轉(zhuǎn)化）。水生植物作用可吸收大量水體中過多的氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)；促進(jìn)氮的硝化、反硝化及磷的沉降。滋養(yǎng)的微生物和生長的水生植物又可以被魚、蝦、螺、貝等高級(jí)水生動(dòng)物吃掉，通過食物鏈將水體中的氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)從水體中轉(zhuǎn)移出，徹底降低水體中的富營養(yǎng)化程度，長久維持景觀水體水質(zhì)。

3.4 管理機(jī)制

由區(qū)、街道管委會(huì)成立專項(xiàng)環(huán)境管理小組，建立環(huán)境保護(hù)監(jiān)察管理責(zé)任制度，明確水域環(huán)境保護(hù)職責(zé)。施工運(yùn)管期內(nèi)，由專業(yè)水生植物、動(dòng)物運(yùn)管員培訓(xùn)相關(guān)運(yùn)管知識(shí)，加強(qiáng)管理區(qū)域內(nèi)的環(huán)境保護(hù)宣傳，提高居民環(huán)境保護(hù)意識(shí)。環(huán)境管理小組建立環(huán)境管理巡查制度，杜絕生活垃圾傾倒入水體；摸排沿線可能存在的污水排污口，從源頭上提前做好污水的截排。

定期清理死亡的水生植物，對(duì)缺失水生植物進(jìn)行補(bǔ)充，過生的水生植物進(jìn)行清理；按年度捕撈水生經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖物，同時(shí)，根據(jù)捕撈水生養(yǎng)殖物的數(shù)量，來確定后期食物鏈層級(jí)的補(bǔ)充。水生經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)管理提供經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，通過以運(yùn)養(yǎng)管、管運(yùn)結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)管理機(jī)制的長效運(yùn)行。

4 結(jié)語

水塘、人工內(nèi)湖相對(duì)面積較小，治理難度不大，重點(diǎn)是在人工生物鏈的構(gòu)建與養(yǎng)護(hù)方面，使水塘區(qū)域中各種生物之間形成物質(zhì)變換和能量轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到一定的生態(tài)相對(duì)平衡關(guān)系。另一方面，則需加強(qiáng)地方上區(qū)管單位環(huán)境保護(hù)監(jiān)管力度，促使周邊生活居民共同參與管理，保證生物鏈結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定，從而達(dá)到生態(tài)環(huán)境共生效果。