深圳龍華河流域面源污染治理方法探討

吳殷健

中都工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510000

文章討論的深圳龍華河是一條流域范圍內(nèi)建筑區(qū)較為密集的河流，其面源污染的類型以溢流污染為主，既雨水徑流通過(guò)合流管渠進(jìn)入河道的截污系統(tǒng)，當(dāng)雨量超過(guò)截污系統(tǒng)的截流倍數(shù)時(shí)，合流污水直接溢流至河道，造成污染；然后是初期雨水的污染，根據(jù)該工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，降雨開(kāi)始的10～20min的徑流雨水污染濃度較高，COD可以達(dá)到250～300mg/L，與常規(guī)污水的COD相當(dāng)，其直接排入河道是導(dǎo)致河道水質(zhì)變差的成因之一。

1 龍華河水質(zhì)污染情況

龍華河為觀瀾河左岸一級(jí)支流，源頭在羊臺(tái)山北側(cè)，由西北流向東南，轉(zhuǎn)向東后匯入觀瀾河。流域面積為36.59km2，河長(zhǎng)10.35km。流域內(nèi)多年平均徑流深為950mm，多年平均徑流量為3476.1萬(wàn)m3，其旱季徑流量只占全年徑流量的10%，因此龍華河是一條典型的雨源型河流。

龍華河左右岸已建設(shè)截污管道，參考龍華河河道綜合整治工程原設(shè)計(jì)參數(shù)，龍華河截污管道每天可以截流3.3萬(wàn)t污水進(jìn)入污水處理廠。旱季時(shí)，龍華河河道內(nèi)流淌的基本是上游水庫(kù)滲流下來(lái)的生態(tài)基流，并沒(méi)有大量生活污水進(jìn)入河道內(nèi)，而龍華河流域4—10月為雨季，其余時(shí)間為旱季，降雨周期長(zhǎng)且集中。

該工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示龍華河進(jìn)入雨季后氨氮含量開(kāi)始升高，考慮到龍河已進(jìn)行兩岸的截污管道建設(shè)，旱季污水已得到有效的治理，因此雨季時(shí)的面源污染是龍華河污染的主要原因。

2 面源污染成因分析

2.1 面源污染的類別

雨季時(shí)面源污染按排水制度劃分為兩大類，一是分流制的初期雨水污染，二是合流制的合流污水溢流污染，合流制區(qū)域也有初期雨水污染的問(wèn)題，但是由于其沒(méi)有進(jìn)行雨污系統(tǒng)的分流，因此其最終表現(xiàn)出來(lái)的污染問(wèn)題都可以歸為合流污水溢流導(dǎo)致的污染。這也引申出另一個(gè)問(wèn)題就是雖然合流區(qū)域經(jīng)過(guò)雨污分流改造，但是沒(méi)有針對(duì)該區(qū)域的初期雨水進(jìn)行分析研究，制定相關(guān)的防治初期雨水污染的措施，因此也有可能在雨污分流改造后遭遇初期雨水污染的問(wèn)題，初期雨水污染是面源污染形成的主要原因。

2.2 面源污染污染物濃度分析

降雨歷時(shí)COD數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖如圖1所示。

圖1 降雨歷時(shí)COD數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖

由圖1可知，COD隨降雨歷時(shí)變長(zhǎng)而急劇下降直至穩(wěn)定，城中村路面、工業(yè)園區(qū)路面由于初期濃度較高，分別為476mg/L和453mg/L，在徑流形成后前10min污染物濃度總體呈明顯下降趨勢(shì)，但過(guò)程中濃度存在一定的波動(dòng)，這主要和路面污染源的不確定性有關(guān)，其他下墊面由于初期濃度值較低，在下降過(guò)程中的波動(dòng)很小，但在降雨30min后都基本穩(wěn)定。末期徑流中COD值為52～92mg/L，超過(guò)了污水綜合排放三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這些徑流匯入市政管道中將加重水體的COD負(fù)荷，增加后續(xù)處理負(fù)荷。另外，初期雨水水量大，大量進(jìn)入市政管道，也容易造成溢流污染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 影響初期雨水水質(zhì)的因素

根據(jù)上述數(shù)據(jù)的分析，得出降雨歷時(shí)5～10min中的污染物濃度較高，而導(dǎo)致初期雨水污染物濃度較高的因素如下：

（1）下墊面性質(zhì)影響雨水徑流水質(zhì)。下墊面類型對(duì)雨水徑流水質(zhì)影響較大，路面形成的徑流水質(zhì)明顯差于屋面形成的徑流水質(zhì)，并且不同功能的路面所形成的雨水徑流水質(zhì)也差別較大。市政道路、城中村路面以及工業(yè)園區(qū)路面較校園路面和生活小區(qū)路面污染嚴(yán)重，且污染程度為城中村路面＞工業(yè)園區(qū)路面＞市政路面，這主要是因?yàn)椴煌δ艿穆访嬉蛉藶榛顒?dòng)、路面污染狀況的不同，產(chǎn)生的污染物濃度也不相同。城中村作為舊城發(fā)展留下的典型區(qū)域，建筑物密集，垃圾堆放零亂，村內(nèi)每天流通電動(dòng)車、貨車、私家轎車等各類交通工具，移動(dòng)污染源多。工業(yè)園區(qū)內(nèi)人員活動(dòng)較有規(guī)律性，尤其是在上下班時(shí)間，人口密度大，活動(dòng)時(shí)間集中，帶來(lái)的污染源較密集，在工業(yè)區(qū)內(nèi)有大型運(yùn)輸車輛卸裝貨，車輛漏油以及貨物搬運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的雜物都將成為工業(yè)園區(qū)路面徑流污染源。市政路面污染源主要是來(lái)自過(guò)往的車輛，盡管車流量大于前兩個(gè)下墊面，但是污染源相對(duì)簡(jiǎn)單，且路面有清潔車定期清洗，污染物濃度也稍低。生活小區(qū)為新建的小型住宅區(qū)，物業(yè)管理管理完善，衛(wèi)生管理嚴(yán)格，路面污染源更簡(jiǎn)單。屋面COD和SS濃度比路面低，這是因?yàn)槲菝嬷饕廴驹磥?lái)自大氣降塵，幾乎無(wú)人為因素干擾，污染程度低。

（2）降雨前旱天天數(shù)影響雨水徑流水質(zhì)。降雨時(shí)間間隔不同，對(duì)雨水徑流水質(zhì)影響也不同。一般而言，降雨時(shí)間間隔越大，降雨之間污染物積累越多，形成的雨水徑流污染負(fù)荷越高。特別是雨季初期，深圳雨季一般在4月，初期降雨類型為小雨，其特征是雨量小，雨峰不明顯，降雨期間形成的雨水徑流污染物濃度隨降雨歷時(shí)增長(zhǎng)的變化較小，一直處于較高的污染濃度。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的旱季，污染積累可觀，在降水量不足以沖刷污染物的情況下，雨季初期的幾場(chǎng)降雨的污染物濃度都普遍偏高。隨著雨季的到來(lái)，降水量變大，降雨間隔變小的情況下，雨水徑流才進(jìn)入初期（降雨歷時(shí)5～10min），污染物濃度偏高，后期污染物濃度急劇下降趨于平穩(wěn)的狀態(tài)。

綜上所述，面源污染的形成路線如下：一是雨水形成徑流時(shí)，將各類型的路面、屋面的污染物帶入其中，形成污染濃度較高的雨水徑流并進(jìn)入市政管道；二是由于雨水徑流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于旱季時(shí)污水流量，截污管道無(wú)法完全收集污染物，導(dǎo)致污染物溢流進(jìn)入河道水體最終造成污染。

3 面源污染治理的常用方式

根據(jù)上述的分析，不難看出面源污染治理措施要從徑流污染形成的源頭和溢流污染的末端下手整治，這樣才能從根本上解決問(wèn)題。在綜合國(guó)內(nèi)外面源污染處理經(jīng)驗(yàn)后，目前治理面源污染的常用方式主要有源頭治理和末端治理兩項(xiàng)措施。

3.1 源頭治理

源頭治理是指從引起合流制管道溢流的原因出發(fā)，通過(guò)減少雨水徑流污染，在水量和水質(zhì)兩個(gè)方面減小進(jìn)入合流制管道系統(tǒng)的徑流量和污染負(fù)荷，從根本上消除和減少合流制管道溢流的措施。源頭治理的主要措施是在完成大片區(qū)的雨污分流改造前提下，以海綿城市建設(shè)理念增加雨水滲透和滯留設(shè)施。

3.2 末端治理

末端治理是指通過(guò)一定的控制措施處理溢流污水，常用方法包括建立調(diào)蓄池、采用旋流分離等物理和化學(xué)處理法，以及生物降解處理法。綜合國(guó)內(nèi)外的治理經(jīng)驗(yàn)，調(diào)蓄是解決合流制溢流污染中非常有效的末端治理措施，在國(guó)外得到了廣泛應(yīng)用。在德國(guó)，一般不對(duì)分流制系統(tǒng)雨水進(jìn)行處理，如有必要，則采用雨水調(diào)蓄池對(duì)雨水進(jìn)行沉淀處理，但必須對(duì)合流制系統(tǒng)雨水進(jìn)行處理，在保證流入污水處理廠的水量不超過(guò)其設(shè)計(jì)允許流量的同時(shí)，確保直接排放的雨水對(duì)水體造成的沖擊性負(fù)荷在可接受的范圍。

源頭治理和末端治理雙管齊下才是解決面源污染的最優(yōu)方法，但是對(duì)于一個(gè)范圍內(nèi)基本為建成區(qū)的流域而言，全流域開(kāi)展海綿城市建設(shè)短期內(nèi)無(wú)法完成，但是可作為控制溢流污染的長(zhǎng)期工程措施來(lái)分批建設(shè)。要暫時(shí)緩解面源污染帶來(lái)的問(wèn)題，可在一些大型合流排口位置增設(shè)調(diào)蓄池或其他末端處理設(shè)施控制合流污水進(jìn)入河道，因此針對(duì)面源污染，該項(xiàng)目最終確定采取以調(diào)蓄為主，長(zhǎng)期源頭治理為輔的方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)河道水質(zhì)達(dá)標(biāo)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，在河道水質(zhì)治理的問(wèn)題上，也應(yīng)根據(jù)流域的本質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行研究分析。在龍華河流域范圍內(nèi)，由于旱季污水進(jìn)入河道的問(wèn)題隨著兩岸截污管道建成得以解決，但仍受雨季面源污染的影響，當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，龍華河入觀瀾河入口處仍需設(shè)置橡膠壩防止溢流污水進(jìn)入觀瀾河。面源污染治理應(yīng)從長(zhǎng)期考慮，從源頭上減少污染，控制徑流量是長(zhǎng)久有效的治理方法，但是由于受到很多現(xiàn)狀因素的影響，末端治理控制污染進(jìn)入河道的方案也需配合使用，這樣才能從根本上消除面源污染帶來(lái)的影響。