宣城市道叉河黑臭水體污染調(diào)查與關(guān)鍵污染因子的確定

陶喆 周賀洋 姚明奇 陳菡雯 侯少林 崔康平

（合肥工業(yè)大學(xué)，安徽合肥 232009）

1 引言

隨著城市建設(shè)發(fā)展的逐步推進(jìn)，黑臭水體的整治工作得到了較為廣泛的關(guān)注。常規(guī)的黑臭水體處理技術(shù)有物理法、化學(xué)法、生物法等［1］。本文主要介紹宣城市道叉河黑臭水體整治工作的基本情況，并通過(guò)對(duì)道叉河水體的水質(zhì)分析，對(duì)如何進(jìn)一步提升道叉河水質(zhì)提出建議。

2 道叉河污染簡(jiǎn)介

2.1 基本信息

道叉河位于安徽省宣城市宣州區(qū)，全長(zhǎng)約2 km。近年來(lái)隨著污染物的不斷積累，道叉河河水水質(zhì)變差，有輕微異味。為了進(jìn)一步提升水質(zhì)，改善城市生活環(huán)境，2015 年宣城市成立了黑臭水體整治領(lǐng)導(dǎo)小組，針對(duì)道叉河水體的污染狀況，逐步開(kāi)展整治工程與水質(zhì)提升項(xiàng)目。

2.2 主要污染源

道叉河大部分河段位于老城區(qū)中，排水管網(wǎng)的建設(shè)并不健全，主要污染源為雨污合流造成的沖刷污染。大量降雨時(shí)，道路路面上的污染物會(huì)隨雨水沖刷進(jìn)入河道內(nèi)，并沉淀下來(lái)形成污染源。

3 水體整治

項(xiàng)目組走訪了宣城市住建局，詳細(xì)了解了道叉河的污染現(xiàn)狀、水質(zhì)控制指標(biāo)、整治工程措施等。

3.1 整治工程概況

道叉河水體整治工程分為控源截污、底泥污染的清淤、水層的修復(fù)、養(yǎng)護(hù)等階段。修復(fù)工程主體2015 年已基本完成，最近幾年主要是對(duì)管網(wǎng)等設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。市住建局采取招標(biāo)方式選擇設(shè)施養(yǎng)護(hù)企業(yè)，承擔(dān)截污管道檢修任務(wù)。在2018 年還招標(biāo)一家水質(zhì)監(jiān)測(cè)單位，不定期對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，為黑臭水體治理提供水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化信息。

由于河道內(nèi)的污泥隨降雨量變化，故河道底層污泥量每年會(huì)增加很多，目前仍需要對(duì)道叉河進(jìn)行一年一次的清淤工作。另外，河道中還布設(shè)了許多曝氣充氧裝置，提升水體的溶解氧含量。采樣采取定時(shí)開(kāi)關(guān)的方式，每開(kāi)2 h 再關(guān)閉1 h，夜晚為避免曝氣裝置的噪聲對(duì)周邊居民產(chǎn)生影響，便全部關(guān)閉。

3.2 水質(zhì)提升項(xiàng)目

道叉河水質(zhì)提升項(xiàng)目采用“EHBR 膜技術(shù)+生物功能菌+持續(xù)維護(hù)”的綜合治理思路，恢復(fù)水體自凈能力，提升目標(biāo)水質(zhì)。由于道叉河人民醫(yī)院上游位置水量較小且水位較淺，不滿足布膜要求，所以選擇下游水位較深段集中布膜治理。

3.2.1 EHBR 膜技術(shù)

EHBR 即強(qiáng)化耦合生物膜系統(tǒng)，EHBR 裝置主要由曝氣膜組件和微生物膜兩部分組成。EHBR 工藝?yán)弥锌绽w維曝氣膜作為微生物膜附著載體，并為生物膜曝氣。污水在附著生物膜的曝氣膜周圍流動(dòng)時(shí)，水體中的污染物在濃度差驅(qū)動(dòng)和微生物吸附的共同作用下進(jìn)入生物膜內(nèi)。并經(jīng)過(guò)生物代謝和增殖被微生物利用，使水體中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無(wú)機(jī)代謝產(chǎn)物，從而達(dá)到對(duì)水體的凈化［2］。EHBR工藝原理見(jiàn)圖1。

圖1 EHBR 工藝原理

3.2.2 生物功能菌

生物功能菌的投放屬于一種底泥生物修復(fù)技術(shù)。生物功能菌顆粒受重力作用沉降到河道底泥表面，然后慢慢釋放出工程菌。膨脹分散后，一方面減少底泥對(duì)水體的污染物的釋放，另一方面降解底泥污染，達(dá)到減量化的目的。膨脹體積為自身體積3～5倍，可有效消除底泥污染、抑制溶解性污染物向水體中釋放、阻斷藍(lán)藻等藻類對(duì)底部營(yíng)養(yǎng)物的依賴，從而達(dá)到修復(fù)河道底部生態(tài)的目的。

4 水質(zhì)分析

4.1 采樣點(diǎn)設(shè)置

項(xiàng)目組設(shè)置了道叉河的富春公寓河段、人民醫(yī)院河段、人民醫(yī)院下游河段、澄江社區(qū)河段4 處采樣點(diǎn)，并于2020 年1 月6 日至12 日期間，每2 天采樣1 次，共進(jìn)行了4 次采樣測(cè)試。

圖2 道叉河位置及采樣點(diǎn)示意

采樣點(diǎn)1 為富春公寓河段，位于道叉河上游。河段較為曲折，穿梭在小巷之中，人流量小，無(wú)肉眼可見(jiàn)的整治工程設(shè)施；采樣點(diǎn)2 為人民醫(yī)院河段，位于道叉河中上游，此河段正對(duì)宣城市人民醫(yī)院門診大樓，人流量大，河段設(shè)有肉眼可見(jiàn)的曝氣充氧機(jī)和人工浮島等水質(zhì)優(yōu)化設(shè)施；采樣點(diǎn)3 為人民醫(yī)院下游河段，位于道叉河中下游，此河段地處馬路交匯之處，交通較為便利，車流量大，河段也設(shè)有肉眼可見(jiàn)的曝氣充氧機(jī)和人工浮島等水質(zhì)優(yōu)化設(shè)施，且設(shè)有幾處小的跌水坡用來(lái)進(jìn)一步充氧；采樣點(diǎn)4 為澄江社區(qū)河段，位于道叉河下游，此河段寬且深，兩岸皆為綠蔭人行道，常有居民在此處休閑漫步，有肉眼可見(jiàn)的曝氣充氧機(jī)和一些加藥管道。

4.2 測(cè)試指標(biāo)

項(xiàng)目組參照《城市黑臭水體整治工作指南》［3］，并參考了江蘇省城市河流黑臭相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［4］，對(duì)道叉河水質(zhì)的透明度、DO、ORP（氧化還原電位）、NH3-N、CODMn、TP 共6 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試與分析。道叉河水質(zhì)測(cè)試指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 道叉河水質(zhì)測(cè)試指標(biāo)

4.3 道叉河水質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)項(xiàng)目組對(duì)道叉河水體的水質(zhì)測(cè)試結(jié)果，僅在采樣點(diǎn)1 處出現(xiàn)ORP 超標(biāo)現(xiàn)象，符合輕度黑臭的條件，其他指標(biāo)均未超標(biāo)，可判定道叉河水體的黑臭級(jí)別為輕度黑臭。具體4 次測(cè)試結(jié)果的平均值見(jiàn)表2。

表2 道叉河水質(zhì)測(cè)試結(jié)果匯總

關(guān)鍵污染因子的確定，采用計(jì)算各指標(biāo)超標(biāo)倍數(shù)的方式。其中，采樣點(diǎn)1、采樣3 的水深分別為31，39 cm，故在此不計(jì)算超標(biāo)倍數(shù)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，道叉河的關(guān)鍵污染因子有3 處采樣點(diǎn)均為TP，但并未超標(biāo)，而采樣點(diǎn)1 處的ORP 值已達(dá)輕度黑臭標(biāo)準(zhǔn)，故可認(rèn)為道叉河的關(guān)鍵污染因子為ORP 和TP。

5 結(jié)論與討論

雖然道叉河黑臭水體整治工程主體項(xiàng)目完成已有幾年，整體水質(zhì)無(wú)論從感官上還是指標(biāo)測(cè)試上都有明顯提升，但項(xiàng)目組在研究中發(fā)現(xiàn)，整治工程依然有做得不到位的地方，水質(zhì)測(cè)試結(jié)果也表明道叉河水體并未脫離輕度黑臭級(jí)別。

分析原因可能有以下2 點(diǎn)：

（1）整治工程的主體設(shè)施均布設(shè)于河流中游和下游人流量較大之處，而忽視了對(duì)上游河段人流量較少之處，以及流經(jīng)城市建設(shè)道路地面之下河段水質(zhì)的控制。

（2）項(xiàng)目組在實(shí)地考察過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，道叉河黑臭水體整治工程缺乏后期較好的運(yùn)行與維護(hù)，尤其是布設(shè)的人工浮島，部分植株已有枯死現(xiàn)象。

道叉河水質(zhì)若想更進(jìn)一步的提升，政府相關(guān)部門應(yīng)該充分重視，把握好上游河段水質(zhì)的控制。同時(shí)，針對(duì)富春公寓河段ORP 超標(biāo)的問(wèn)題應(yīng)采取一定的措施，另外，建議將TP 也納入道叉河水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)指標(biāo)中持續(xù)控制。