老城區(qū)黑臭水體治理經(jīng)驗(yàn)探討

牛文宣

（中交四航局第七工程有限公司，廣州 510230）

1 引言

改革開放以來，隨著我國家經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展及城傎鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，我國部分城市人口也已經(jīng)突破2 000 萬人，各城市的中心區(qū)也逐步向新區(qū)、開發(fā)區(qū)等位置轉(zhuǎn)變，老城區(qū)的作用也逐漸邊緣化。由于發(fā)展初期經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)不足、規(guī)劃定位不長遠(yuǎn)等問題，老城區(qū)的雨污系統(tǒng)存在較多問題。在城市發(fā)展過程中，隨著人口增加、工業(yè)發(fā)展，老城區(qū)原有承受能力已無法滿足現(xiàn)有居住要求，黑臭水體問題日益突出。

十九大報(bào)告中指出，堅(jiān)持人與自然和諧共生。2015 年，國務(wù)院頒發(fā)《水污染防治行動計(jì)劃》，明確提出到2020 年全國水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善，污染嚴(yán)重水體得到較大幅度減少。地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)。到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。

孔松、胡洪營等對黑臭水體治理技術(shù)進(jìn)行比較和分析，并以蘇州市和昆山市的黑臭水體為例，分析了水體黑臭治理的特點(diǎn)和方法[1，2]。李廣勝等采用生物化學(xué)方法對短期無法完全截污的黑臭河道進(jìn)行試驗(yàn)，并進(jìn)行了總結(jié)[3]。

2 工程概況

本文以珠三角某市老城區(qū)的河道作為研究對象，本區(qū)域內(nèi)河道共計(jì)8 條。作為老城區(qū)的主要排澇通道，8 條河道中長度最小的為0.63 km，最長的是5.83 km；涉及流域面積總和近150 km2；最寬河道寬26 m，最窄河道僅3 m，大部分河道寬度不超過5 m。

該區(qū)域?yàn)榈湫偷睦吓f城區(qū)，人口密集、建筑密度大，部分河道支岔流已被人為覆蓋并在其上建筑民房，民房無化糞池，生活污水和糞水直接進(jìn)入河道支岔流，造成河道水質(zhì)黑臭嚴(yán)重、氣味難聞。部分居民區(qū)為避免污水入河，在部分合流管位增設(shè)封堵墻和溢流墻，一定程度上避免了晴天污水入河，但本身的合流系統(tǒng)排澇能力受限，反而造成了降雨、暴雨期間，雨污水倒灌、溢出，街道污水橫流，臭氣熏天。此外，為避免污水入河，部分街道辦沿河修建臨時(shí)截污管，首先，在雨污水長期浸泡下，截污管已發(fā)生損壞滲漏；其次，截污管容易引起內(nèi)澇；最后，沿河截污管也會造成大量雨水進(jìn)入污水處理廠，增加污水處理廠的負(fù)荷，降低BOD 和COD 濃度。

3 老城區(qū)水體現(xiàn)狀

對區(qū)域內(nèi)的8 條河道進(jìn)行取樣分析，具體水質(zhì)情況如表1所示。根據(jù)《城市黑臭水體工作指南》要求，氨氮超過15 mg/L，透明度低于10 cm，溶解氧小于0.2 mg/L，氧化還原電位不超過-200 mV 等，均屬于重度黑臭水體。

表1 未治理河道水質(zhì)檢測情況

4 技術(shù)路線確定

根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》說明，并結(jié)合本區(qū)域老城區(qū)的雨污管網(wǎng)特點(diǎn)，制定的技術(shù)路線如圖1 所示。

根據(jù)圖1 確定的技術(shù)路線，逐一進(jìn)行分析，老城區(qū)內(nèi)的8 條河道現(xiàn)場調(diào)查存在的主要問題如表2 所示。

圖1 城市黑臭水體政治技術(shù)路線

5 黑臭水體治理方案

5.1 內(nèi)源污染

內(nèi)源污染是黑臭水體治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，問題在河里，根源在岸上。根據(jù)表2 分析可知，老城區(qū)的點(diǎn)源污染是水體黑臭的主要誘因，黑臭水體治理的首要任務(wù)，要避免污水入河。

表2 老城區(qū)河道現(xiàn)場調(diào)查情況表

5.1.1 以河道為中心，對周邊管網(wǎng)進(jìn)行梳理

1）以排口為中心，溯源污水來源

針對各河道中出現(xiàn)的污水入河問題，對每個(gè)污水排口進(jìn)行溯源，分級進(jìn)行，以排口作為起始點(diǎn)，逐步向上溯源至出現(xiàn)問題的雨污管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，以排口作為一級節(jié)點(diǎn)，市政路作為二級節(jié)點(diǎn)最終溯源至居民小區(qū)或工業(yè)區(qū)，從源頭解決污水入河問題，河道排口溯源示意圖如圖2 所示。

圖2 河道排口溯源示意圖

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，前期老城區(qū)管網(wǎng)施工無規(guī)劃，管網(wǎng)修建未進(jìn)行全面統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，部分管網(wǎng)僅為解決一家一戶問題而修建，隨意性大。此外，20 世紀(jì)的施工資料難以有效保存，造成現(xiàn)有地下管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜、無有效資料，很難通過一次溯源發(fā)現(xiàn)所有問題。在實(shí)際工程過程中，溯源應(yīng)重復(fù)、反復(fù)進(jìn)行，才能有效避免問題遺漏，全面實(shí)現(xiàn)雨污分流。

2）利用管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雨污分流，消除封堵墻、溢流口和沿河截污管

在溯源排查的基礎(chǔ)上，對河道的周邊管網(wǎng)重新規(guī)劃設(shè)計(jì)，避免污水入河；拆除封堵墻和溢流口，恢復(fù)管網(wǎng)原有的排澇能力；逐步消除沿河截污管，保證雨水入河，提高河道水流量和水動力，逐步恢復(fù)河道生態(tài)。

3）采取合流制和分流制結(jié)合的管網(wǎng)設(shè)計(jì)思路

老城區(qū)街道狹窄、人口密度大、車流量大，如將排水體系全部轉(zhuǎn)變成雨污分流制，對避免污水入河幫助很大，但勢必造成工程成本增加，部分路段無法通行，對居民日常生活產(chǎn)生較大影響。根據(jù)每條河道的特點(diǎn)，在狹窄街道和居民密集區(qū)設(shè)置“合流制”模式；在街道開闊和新建小區(qū)，施工條件良好位置，應(yīng)采用“分流制”模式，合理范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)雨污分流，避免污水入河。

5.1.2 合理規(guī)劃化糞池位置，保證居民樓有足夠化糞池

考慮到老城區(qū)的特點(diǎn)，對化糞池的體積和安放位置進(jìn)行細(xì)化，對過于狹窄街道，采取多戶共用一個(gè)化糞池進(jìn)行。并針對化糞池的大小和容積進(jìn)行專業(yè)化設(shè)計(jì)，優(yōu)先選用玻璃鋼化糞池和模壓化糞池，體積小、質(zhì)量輕、安裝方便。

5.1.3 加強(qiáng)管道檢測排查，對老城區(qū)管道重點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)

1）對暗涵和地下管網(wǎng)，采用檢測技術(shù)進(jìn)行檢查

利用CCTV 和QV 等設(shè)備，對黑臭水體周邊管道進(jìn)行詳細(xì)排查，統(tǒng)計(jì)管道存在的滲漏、變形等缺陷，對存在問題的管段進(jìn)行分析，采取合理的方式進(jìn)行修復(fù)。檢測共發(fā)現(xiàn)管道缺陷176 處，其中功能性缺陷89 處，結(jié)構(gòu)性缺陷87 處。其中，功能性缺陷：1 級27 處，2 級20 處，3 級17 處，4 級25 處。結(jié)構(gòu)性缺陷：1 級23 處，2 級36 處，3 級13 處，4 級15 處。

針對2 級以上的結(jié)構(gòu)性缺陷，需采取明挖換管或非開挖埋管進(jìn)行修復(fù)。考慮到老城區(qū)道路狹窄、交通不便等問題，多采用非開挖修復(fù)方式進(jìn)行。針對管道功能性缺陷，及時(shí)進(jìn)行清淤。利用管網(wǎng)逐步實(shí)現(xiàn)雨污分流，及時(shí)拆除封堵墻和溢流口，保證管網(wǎng)排澇能力滿足要求。

5.2 面源污染防治

對黑臭水體附近的垃圾站、洗車場、大排檔、小吃街以及理發(fā)店等逐個(gè)進(jìn)行梳理登記，以上場地多存在較多污水散排，在不影響居民日常生活前提下，應(yīng)有針對性地增加小型雨污分流裝置，保證日常營業(yè)產(chǎn)生的污水及時(shí)進(jìn)入污水管網(wǎng)。降雨時(shí)，應(yīng)保證雨水及時(shí)排除，避免積水。在垃圾站和洗車場應(yīng)安裝污水散排收集裝置；大排檔和小吃街安裝隔油池和油水分離裝置；理發(fā)店附近安裝毛發(fā)收集器。

5.3 內(nèi)源污染治理

內(nèi)源污染的主要來源是外來污染物在水體長期積累、沉淀和固化，在老城區(qū)的黑臭水體中，由于水體本身動力不足，無外部凈水補(bǔ)充，內(nèi)源污染的問題也更加突出。老城區(qū)的黑臭水體污染物中，生活污水占比較高，根據(jù)對老城區(qū)黑臭水體檢測可知，水體內(nèi)部含有大量有機(jī)物和氮磷營養(yǎng)鹽，在溫度升高、厭氧條件下，很容易出現(xiàn)回淤等問題，對水體造成二次污染，加大了水體黑臭程度。

黑臭水體底泥的治理方法分為異位治理和原位修復(fù)兩大類技術(shù)[4，5]。異位治理技術(shù)多指底泥清淤，是去除底泥中有害物質(zhì)的最快速簡便的方法。其原理是采取有效手段進(jìn)行清淤，以減少累積在底部的氮、磷、有機(jī)物等污染物質(zhì)，并適當(dāng)增加水流坡度，增強(qiáng)水動力和水體自凈能力。原位修復(fù)技術(shù)指不對底泥產(chǎn)生擾動，采取底泥覆蓋、投加化學(xué)藥劑、微生物修復(fù)和底泥曝氣等方式進(jìn)行底泥修復(fù)。

老城區(qū)黑臭水體的主要特點(diǎn)是河道狹窄、水體淤積嚴(yán)重，周邊居民密集，部分河道已變相成為垃圾收集站，河面垃圾過多。根據(jù)現(xiàn)場工程經(jīng)驗(yàn)，原位修復(fù)效果不佳，修復(fù)后水體回淤嚴(yán)重，并且底泥曝氣等設(shè)備有一定噪聲，居民投訴多。最終采取“底泥清淤+河底硬化”方案，通過底泥清理降低水體中沉積的有機(jī)物和氮磷營養(yǎng)鹽，并采用卵石或素混凝土封閉河底，避免底泥回淤。同時(shí)，及時(shí)完善河岸線建設(shè)，加強(qiáng)現(xiàn)場河道巡視，避免垃圾入河。河道內(nèi)部及河岸兩側(cè)種植水生植物，提高水體含氧量。

5.4 河道水質(zhì)提升

通過溯源排除、建管納污、面源防治和內(nèi)源治理等方面，可以有效地避免污水入河，減少河道內(nèi)部有機(jī)質(zhì)和氮磷含量，逐一消除污染源。但黑臭水體治理的最終成果，應(yīng)使水體恢復(fù)原有的生態(tài)功能，保證水體有足夠的自凈能力，真正做到長治久清。老城區(qū)的河道為人工渠道和自然河流結(jié)合形式，其過流斷面小、排洪防澇要求高、流域內(nèi)人口密集、河岸周邊建筑多、水質(zhì)條件受周邊環(huán)境影響大，原有的河道生態(tài)已被嚴(yán)重破壞，短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)。為了快速提升河道水質(zhì)，應(yīng)補(bǔ)充河道清水，保證河道水體的水動力滿足要求，提高水體自凈能力。經(jīng)過污水處理廠處理的污水，在滿足各項(xiàng)排放指標(biāo)后，補(bǔ)充到河道中，提高河道的水動力，完善其自凈能力。

5.5 成效分析

通過以上止水手段，老城區(qū)內(nèi)各河道水質(zhì)得到有效提升，以河道四情況進(jìn)行說明，各項(xiàng)指標(biāo)見圖3。通過以上一系列手段進(jìn)行治理，河道各項(xiàng)指標(biāo)均有明顯好轉(zhuǎn)，氨氮值下降至1.56 mg/L，透明度提高至95 cm，河道水質(zhì)得到較大改善。

圖3 河道四治理效果前后對比圖

6 結(jié)語

依托現(xiàn)場工程經(jīng)驗(yàn)，對老城區(qū)內(nèi)黑臭水體治理技術(shù)進(jìn)行了簡要探討。老城區(qū)的河道為人工渠道和自然河流結(jié)合，受周邊環(huán)境影響大。河道治理的重點(diǎn)應(yīng)在河岸管網(wǎng)，首要任務(wù)是做好溯源排查，考慮到老城區(qū)管網(wǎng)的實(shí)際情況，溯源應(yīng)重復(fù)、反復(fù)進(jìn)行；建管納污，合理范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)雨污分流，避免污水入河；考慮到老城區(qū)的實(shí)際情況，采用原位修復(fù)對河道的內(nèi)源污染治理效果不明顯，應(yīng)以異位處理為主；老城區(qū)的大排檔、洗車場以及理發(fā)店等分散、不集中，應(yīng)逐一排查，并安裝有效的水、污分離裝置；在完成點(diǎn)源污染治理、面源污染防治以及內(nèi)源污染清疏后，應(yīng)采用補(bǔ)水措施，加強(qiáng)河道水動力，提高河道自凈能力，逐步實(shí)現(xiàn)河道的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)長治久清。