深圳市黑臭水體整治策略分析

宋 壘

（深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，518001，深圳）

“十三五”期間深圳市累計(jì)投入1 000多億元整治城市黑臭水體，于2019年年底在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了全市域河流水體的不黑不臭，茅洲河、龍崗河、深圳河、觀瀾河國(guó)考斷面水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，福田河、大沙河和新洲河水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，曾經(jīng)讓人掩鼻而過(guò)的黑臭水體，如今呈現(xiàn)出水清岸綠、魚翔淺底新景象。本文總結(jié)深圳市近年河道治污的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，可為今后的水污染治理工作提供一些思路。

一、以往河道治污路線

深圳市自改革開放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，但城市水污染規(guī)劃未走在城市規(guī)劃的前列。早期城市排水管網(wǎng)大部分采用合流制排水系統(tǒng)，污水管網(wǎng)建設(shè)未成片推進(jìn)，原特區(qū)外大部分區(qū)域僅建成主干管，支管網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后，片區(qū)污水無(wú)法有效收集，從工廠及舊村等密集區(qū)域排放的大量污水排入河道，造成河道水質(zhì)惡化。

鑒于污水管網(wǎng)建設(shè)滯后，深圳市河道治污思路是從末端入手，在河道內(nèi)截流入河排污口。深圳市污水處理廠的配套污水干管多沿河布置，截流較大管徑的入河排污口，但仍有很多污水排放口因高程、遠(yuǎn)離截污干管或周邊建筑密集等因素?zé)o法截流，沿河存在很多截污盲區(qū)。通常的做法是在河道內(nèi)布置沿河截污管涵，以收集臨河漏排污水，保障河道水質(zhì)。

河道治污順序從污染最嚴(yán)重、影響面最廣的干流入手，治污思路為先治干流，支流進(jìn)行總口截污，將旱季混流水全部截入沿河截污系統(tǒng)，以保證干流水質(zhì)，待有條件時(shí)再整治支流，治完支流再打開總口堰（閘），釋放支流清潔基流。

例如龍崗河綜合整治工程采用干流沿河兩岸坡腳處埋設(shè)沿河截污箱涵，箱涵尺寸3.5 m×2.5 m～4 m×3 m，在其6條支流梧桐山河、大康河、龍西河、南約河、丁山河和黃沙河匯入口處設(shè)置總口橡膠壩或截污閘，收集臨河混流污水接入橫崗與橫嶺污水廠達(dá)標(biāo)后排放；干流一期工程于2011年完工，二期工程于2015年完工。上述6條支流自2011年起啟動(dòng)綜合整治工程。截至目前，除愛聯(lián)河以外所有支流水質(zhì)改善工程全部完工，支流口已經(jīng)實(shí)現(xiàn)塌壩，釋放上游清潔基流。

觀瀾河干流污染治理工程沿河兩岸坡腳處埋設(shè)截污箱涵，箱涵尺寸2.5 m×2.0 m～5.0 m×4.0 m，在油松河、龍華河、上芬水、白花河、清湖水、丹坑水、大布巷水等9條支流匯入口設(shè)置總口橡膠壩或混凝土溢流堰，收集臨河混流污水接入觀瀾與龍華污水廠。干流截污工程于2010年年底完工。支流水質(zhì)改善工程全部完工，打開總口，釋放上游清潔基流。

二、傳統(tǒng)治污路線存在的問(wèn)題

1.合流制截污系統(tǒng)的問(wèn)題

（1）河道基流流失，總口截污加重污水廠負(fù)擔(dān)

河道支流采取旱季總口截污方式，旱季河道基流隨入河污水一并進(jìn)入污水廠，導(dǎo)致干流缺乏基流匯入，河道水淺甚至干涸，嚴(yán)重影響沿河環(huán)境質(zhì)量，雨季混流污水溢流入河道，雨季河道水質(zhì)無(wú)法保證。

（2）市政污水系統(tǒng)與河道、外海連通，存在雙向影響的危害

治污系統(tǒng)不封閉，導(dǎo)致潮水倒灌至污水系統(tǒng)。合流制截污系統(tǒng)中，混流污水依靠截流堰（槽）截至市政污水系統(tǒng)，超出設(shè)計(jì)規(guī)模部分可溢流至河道，當(dāng)感潮段河道水位上漲至溢流堰高程時(shí)，潮水可通過(guò)截流堰進(jìn)入污水系統(tǒng)，最終排入污水處理廠，使機(jī)組設(shè)備遭受腐蝕。

污水系統(tǒng)高水位運(yùn)行，導(dǎo)致污水倒灌至河道。因污水處理廠運(yùn)行管理原因，污水泵站常高水位運(yùn)行，污水可依次通過(guò)污水干管—污水支管網(wǎng)—雨污合流管倒灌至河道中，造成污染物溢入河道，河道水質(zhì)進(jìn)一步下降。

2.河道補(bǔ)水水質(zhì)較差，河道缺乏親水品質(zhì)

2018年以前，深圳市多數(shù)水質(zhì)凈化廠出水指標(biāo)為一級(jí)A或一級(jí)B，出水水質(zhì)仍為劣V類水，由于深圳的河道多為雨源性河流，旱季基流較小，河道的稀釋能力很小，補(bǔ)水后河道水質(zhì)仍達(dá)不到《深圳市治水提質(zhì)工作計(jì)劃（2015—2020年）》關(guān)于地表水V類標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，河道生態(tài)環(huán)境較為脆弱，部分河段水體仍有異味，河道缺乏親水性品質(zhì)。

3.降雨期截污系統(tǒng)的失效

降雨期流域內(nèi)入河污染主要為合流制管道溢流污染，因沿河截污管道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，在小降雨時(shí)，也存在排水系統(tǒng)內(nèi)的流量超過(guò)截污流量時(shí)，雨污混合污水將直接排入受納水體，影響河道水質(zhì)。

對(duì)于截流式合流制排水系統(tǒng)，由于溢流井下游與河道水體的連通，當(dāng)雨季河道水位上漲至溢流堰堰頂（截流槽頂）高程時(shí)，河道水體易越過(guò)截流堰（截流槽頂）倒灌至市政污水管網(wǎng)，引起污水廠入水指標(biāo)的降低，加大對(duì)污水廠負(fù)荷的沖擊。

對(duì)于沿河截污系統(tǒng)，當(dāng)雨季河道水位上漲至截污管包封平臺(tái)高程時(shí)，河道水體易從截污管檢查井井口與清渣槽頂板處倒灌至沿河截污系統(tǒng)，在沿河截污管末端進(jìn)入市政污水管網(wǎng)，稀釋污水廠進(jìn)水濃度，加大對(duì)污水廠負(fù)荷沖擊。

對(duì)于截流式合流制排水系統(tǒng)，常用的防倒灌措施是在臨河溢流口處加裝拍門或鴨嘴閥，缺點(diǎn)是加大了出口局部水頭損失，降低上游排水效率，當(dāng)發(fā)生大雨或暴雨時(shí)，若排水水頭不足，易引起排水口上游區(qū)域的內(nèi)澇。此外，由于拍門容易被泥沙、淤泥、石塊、植被阻塞，鴨嘴閥橡膠體易老化，使用壽命短等缺點(diǎn)，此類防倒灌設(shè)備面臨著易失效的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于沿河截污系統(tǒng)，常用的防倒灌措施：一是沿河截污管檢查井加裝密封井蓋；二是適當(dāng)抬高溢流口高程，缺點(diǎn)是抬高溢流口高程，會(huì)降低臨河排水口的水頭差，易引起排水口上游區(qū)域的內(nèi)澇。

4.沿河截污系統(tǒng)截污標(biāo)準(zhǔn)較低，片區(qū)雨污分流后處境尷尬

深圳市于2016年開始在全市范圍內(nèi)大力開展雨污分流及正本清源工程，之前開展的河道治污工程截流標(biāo)準(zhǔn)普遍較低，除觀瀾河、龍崗河等少數(shù)區(qū)域內(nèi)干流采用7~9 mm的截流標(biāo)準(zhǔn)外，其他中小河道截污系統(tǒng)的截流倍數(shù)多采用n0=1或2，即截流對(duì)象主要為旱季污水，較少考慮初期雨水等面源污染。如龍崗河流域有27條河道截流標(biāo)準(zhǔn)為n0=2，西部沿河河道下涌、沙涌、沙福河、鐵崗水庫(kù)排洪河等河道截流標(biāo)準(zhǔn)均為n0=2。

以上河道截污系統(tǒng)的功能定位如下：在近期合流制現(xiàn)狀下，已建、在建截污干管主要為片區(qū)污水處理廠的配套管網(wǎng)和沿河排污口的主要截流管；新建截污系統(tǒng)作為前者的拾遺補(bǔ)漏和完善，解決沿河漏排污水。遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)分流制后，已建、在建截污干管為污水處理廠的配套干管，新建截流系統(tǒng)重點(diǎn)解決建成區(qū)的微污染雨水面源污染問(wèn)題。

根據(jù)《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范（GB 51174—2017）》，國(guó)內(nèi)一般研究認(rèn)為棄流量在6~8 mm可控制60%以上的污染量；深圳市截流初期雨水的經(jīng)驗(yàn)一般采用7~9 mm截流標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上分析，在片區(qū)雨污分流改造后，沿河截污管需轉(zhuǎn)換為初期雨水等面源污染收集通道。其較低的截流標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法適應(yīng)截流7~9 mm初期雨水面源污染的要求。

圖1 自控防倒灌棄流井大樣圖

三、治污對(duì)策

1.控源截污為主，優(yōu)先開展分流制改造工程

控源截污、污水納管是目前黑臭水體整治運(yùn)用最廣泛的技術(shù)手段，通過(guò)建設(shè)污水干支管網(wǎng)，在合流制排水區(qū)域優(yōu)先開展雨污分流工程及正本清源工程，可消除絕大部分入河污染負(fù)荷，是黑臭水體整治最根本的工程措施。

2.河道截污為輔，解決沿河漏排污水

在控源截污基礎(chǔ)上再輔之以河道截污系統(tǒng)作為市政污水系統(tǒng)的拾遺補(bǔ)漏和完善，解決沿河漏排污水、雨污混流排放污染問(wèn)題。以鐵崗水庫(kù)排洪河綜合整治工程為例，根據(jù)現(xiàn)狀物探資料，該工程兩岸共有排污口128個(gè)，涉及的雨污分流工程項(xiàng)目共有3個(gè)，包括固戍片區(qū)、九圍片區(qū)及河?xùn)|河西片區(qū)3個(gè)雨污分流工程。在設(shè)計(jì)階段已與3個(gè)片區(qū)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行充分溝通協(xié)調(diào)，得出結(jié)論：鐵崗水庫(kù)排洪河沿河128個(gè)排污口，僅有70個(gè)可通過(guò)雨污分流工程實(shí)現(xiàn)分流，其余58個(gè)排污口需通過(guò)河道整治工程進(jìn)行截污。原因主要有以下幾點(diǎn)：一是部分河段排污口標(biāo)高較低，受下游市政管道標(biāo)高限制，無(wú)法接駁至片區(qū)設(shè)計(jì)或現(xiàn)狀市政污水管網(wǎng)；二是受合同約定及經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)等因素限制，城市更新區(qū)及督導(dǎo)工業(yè)區(qū)短期內(nèi)無(wú)法開展雨污分流管網(wǎng)建設(shè)，近期內(nèi)沿岸排污口只能通過(guò)河道整治工程進(jìn)行截污；三是城中村段受地形復(fù)雜、征地拆遷難等因素制約，部分區(qū)域不具備開挖埋管條件，臨河排污口亦只能通過(guò)河道整治工程進(jìn)行截污。

3.采用新設(shè)備、新工藝，避免降雨期截污系統(tǒng)失效

基于合流制截污系統(tǒng)存在系統(tǒng)不封閉、溢流井下游與河道水體的連通、河水易倒灌至市政污水管網(wǎng)的缺陷，以及傳統(tǒng)防倒灌工藝存在易阻水、易引起上游內(nèi)澇等弊端，采用安裝有自控截污限流閥等設(shè)備的雨水棄流井工藝，可有效避免上述問(wèn)題。旱季時(shí)，自控截污限流閥內(nèi)置閘板開啟，混流污水及初期雨水通過(guò)裝置進(jìn)入污水管，當(dāng)雨季棄流井內(nèi)水位上升，自控截污限流閥內(nèi)置閘板在浮球的帶動(dòng)下關(guān)閉截污管口，防止大量雨（河）水進(jìn)入污水管，內(nèi)置限流閥為單向止回，當(dāng)污水井內(nèi)水位上升，自控限流閥將自行關(guān)閉截污管口，防止污水進(jìn)入溢流管及污水倒灌至河道。防倒灌棄流井工藝見圖1。

4.末端集中或各段分散調(diào)蓄，截流初小雨面源污染

利用或改造現(xiàn)有沿河截污管道，將一定降雨強(qiáng)度內(nèi)的雨污混流水截流并輸送至調(diào)蓄池，調(diào)蓄池的主要作用是截流初期雨污混流水，減少降雨期間合流制管道的溢流量，從而減少對(duì)水體的污染。少量降雨或中大降雨初期，將部分能被污水處理廠接納的雨污混合水直接送至污水處理廠；超出排水系統(tǒng)排水能力的部分雨污混合水溢流進(jìn)入調(diào)蓄池，超出截流標(biāo)準(zhǔn)部分直接溢流至水體。晴天將調(diào)蓄池存儲(chǔ)的雨污混合水轉(zhuǎn)輸送至污水處理廠處理或就地處理。

5.源頭管控，推進(jìn)海綿城市建設(shè)

持續(xù)推進(jìn)片區(qū)的海綿城市工程建設(shè)，加強(qiáng)源頭治理，通過(guò)減少雨水徑流污染，在水量和水質(zhì)方面減少進(jìn)入管道系統(tǒng)的徑流量和污染負(fù)荷。雨水通過(guò)“海綿體”下滲、滯蓄、凈化、回用，削減流入雨水管道排放至河道水體的雨水量，并可削減一定的徑流污染負(fù)荷。

四、結(jié) 論

雨污分流工程是一項(xiàng)長(zhǎng)期性、復(fù)雜性的系統(tǒng)性工程，在合流制排水系統(tǒng)沒(méi)有完全淘汰之前，需輔助沿河截污系統(tǒng)。城市河道水污染整治的思路應(yīng)采取截污控源、自上而下的思路，堅(jiān)持雨污分流為主，沿河截污為輔的途徑，新建沿河截污系統(tǒng)作為市政污水系統(tǒng)的拾遺補(bǔ)漏和完善，解決沿河漏排污水問(wèn)題。采用自控限流閥棄流井等新設(shè)備與新工藝，避免降雨期截污系統(tǒng)失效問(wèn)題。在截污系統(tǒng)各段分散或末端集中建設(shè)初雨調(diào)蓄池，以解決微污染雨水帶來(lái)的面源污染問(wèn)題。源頭管控，持續(xù)推進(jìn)片區(qū)的海綿城市工程建設(shè)，減少進(jìn)入雨水系統(tǒng)的雨水徑流污染，從源頭上削減污染源。

除上文分析的策略外，日常運(yùn)行中還應(yīng)加強(qiáng)巡查與加大執(zhí)法力度，溯源排查新增排污口，杜絕工業(yè)廠區(qū)偷拍、漏排工業(yè)廢水現(xiàn)象。采用自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等智慧化水務(wù)技術(shù)，組建河道水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，通過(guò)中控平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控河道水質(zhì)、水量等信息并進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度。