流域治理中黑臭水體整治措施探討

秦德全　鄧祖恩　朱俊成

摘 要：本文簡單的介紹了流域治理中黑臭水體的污染源調查方法、黑臭水成因分析、整治重點難點及常用的技術措施，并以南寧市心圩江e段黑臭水體治理項目為例，探討采用某些技術措施的最優組合及所能夠達到的治理效果。

關鍵詞：黑臭水體;污染源排查;直排口治理

1 黑臭水體治理背景

水環境保護事關人民群眾切身利益。黨中央、國務院高度重視水污染防治工作，黨的十八大以來黨中央、國務院把生態文明建設納入“五位一體”總體布局，做出了一系列重大決策部署，先后發布了《關于加快推進生態文明建設的意見》、《水污染防治行動計劃》、《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》、《重點流域水污染防治“十三五”規劃編制技術大綱》等一系列政策和規劃。

其中，《水污染防治行動計劃》明確要求：在2017年年底前，直轄市、省會城市、計劃單列市建成區基本消除黑臭水體;2020年底前，地級以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內;到2030年，全國城市建成區黑臭水體總體得到消除。

2 黑臭水體治理目標

2015年底前：地級及以上城市建成區應完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責任人及達標期限。

2017年底前：地級及以上城市建成區應實現河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口;直轄市、省會城市、計劃單列市建成區基本消除黑臭水體。

2020年底前：地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內。

2030年：城市建成區黑臭水體總體得到消除。

黑臭水體治理達標水質指標如表2-1。

3 黑臭水體調查方法及成因分析

3.1 黑臭水體的調查方法

黑臭水體的調查主要為污染源調查方法及環境條件調查。

3.1.1污染源調查

污染源調查又細分為點源、面源、內源和其它污染物調查。

（1）點源是指以點源形式進入城市水體的各種污染源，主要包括排放口直排污廢水、雨水管道初期雨水或旱流水以及餐飲業污水、工業園區生活污水、小區生活污水、城中村生活污水、工業污水等。調查內容主要包括污染物來源、排放口位置、污染物類型、排放量，以及上述指標的時間、空間變化特征。

（2）面源是指以非點源（分散源）形式進入城市水體的各種污染源，包括農業面源和城市面源二類。農村面源主要包括畜禽養殖污染源、水產養殖污染源、農業種植生產污染源及農村生活污染源。調查內容有養殖類型、養殖規模、飼料投加量、排泄物排放量及去向;種植類型、種植規模、農藥類型及使用量、化肥類型及使用量等。城市面源污染主要是指通過排水管網排放的初期雨水。

（3）內源主要是指城市水體底泥中所含有的污染物以及水體中各種漂浮物、懸浮物、岸邊垃圾、未清理的水生植物或水華藻類等所形成的腐敗物。調查內容包括水體底泥厚度、顏色、嗅味及主要污染物特征;岸邊垃圾、水生植物及其腐敗情況等。

（4）其他污染源主要包括城鎮污水處理廠尾水超標、工業企業事故性排放。

3.1.2環境條件調查

環境調查內容包括周邊環境特征、水文條件、水體岸線硬化狀況及其他方面調查。

（1）周邊環境特征調查主要包括黑臭水體周邊建筑群特征、城市道路和交通情況、水體沿岸其他基礎設施情況等。

（2）水文條件調查包括水體的位置、邊界范圍、水面大小、水位和水深、流速及流量，以及與周邊水系的連通關系等。

（3）水體岸線硬化狀況包括硬化岸線和河湖床的面積、硬化厚度、硬化類型等。

（4）其他需調查包括黑臭發生時段、持續時間、百姓投訴情況、影響居民人數等，同時可選擇性調查水體的化學需氧量（CODCr）、總氮、總磷、水溫、pH、等指標。

3.2 黑臭水體的成因分析

經過調查，黑臭水體的成因一般主要為外源污染及內源污染。

（1）外源有機物和氨氮消耗水中氧氣。城市水體一旦超量受納外源性有機物以及一些動植物的腐殖質，如居民生活污水、畜禽糞便、農產品加工污染物等，水中的溶解氧就會被快速消耗。當溶解氧下降到一個過低水平時，大量有機物在厭氧菌的作用下進一步分解，產生硫化氫、胺、氨和其他帶異味易揮發的小分子化合物，從而散發出臭味。同時，厭氧條件下，沉積物中產生的甲烷、氮氣、硫化氫等難溶于水的氣體，在上升過程中攜帶污泥進入水相，使水體發黑。

（2）內源底泥中釋放污染。當水體被污染后，部分污染物日積月累，通過沉降作用或隨顆粒物吸附作用進入到水體底泥中。在酸性、還原條件下，污染物和氨氮從底泥中釋放，厭氧發酵產生的甲烷及氮氣導致底泥上浮也是水體黑臭的重要原因之一。有研究指出，在一些污染水體中，底泥中污染物的釋放量與外源污染的總量相當。此外，由于城市河道中有大量營養物質，導致河道中藻類過量繁殖。這些藻類在生長初期給水體補充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機物和氨氮，導致季節性水體黑臭現象并產生極其強烈的腥臭味道。

（3）不流動和水溫升高的影響。喪失生態功能的水體，往往流動性降低或完全消失，直接導致水體復氧能力衰退，局部水域或水層虧氧問題嚴重，形成適宜藍綠藻快速繁殖的水動力條件，增加水華暴發風險，引發水體水質惡化。此外，水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類殘體分解有機物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加劇水體黑臭。

（4）老城區及城鄉結合部周邊臟亂差現象嚴重，城市濱水地帶大量占用，尤其是老城區和城鄉結合部的水體，違章建筑物多，小型服務業多而雜亂，大量棚戶區和單位無序分割占用，污水和垃圾直排入河，垃圾堆積兩岸造成水體污染。

（5）污水管網設施不健全，生活污水肆意排放入河。有些城鎮建成區尚存污水收集系統空白地區，尤其是一些城中村、農夾居地區;同時，管網質量不高，雨污不分流，錯接、漏接、混接現象普遍，分流制地區雨污混接現象突出，生活污水混入雨水管網排入河道問題難以根治。

4 治理重點難點及常用整治技術措施

4.1 治理重點難點

（1）黑臭水體成因復雜，影響因素眾多，是水環境污染治理的難點。

（2）采取有效技術措施，短時間內能消除黑臭現象，但其難點在于治理后的水質長效保持，保證黑臭不反彈。

（3）很多黑臭水體治理工程，因重治理輕保持、重短期輕長效而導致水體返黑，水質反復惡化。

4.2 常用整治技術措施

城市黑臭水體的整治應按照“控源截污、內源治理;活水循環、清水補給;水質凈化、生態修復”的基本技術路線具體實施，其中控源截污和內源治理是選擇其他技術類型的基礎與前提。

4.2.1 控源截污技術

（1）截污納管

從源頭控制污水向城市水體排放，主要用于城市水體沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排放口、合流制污水系統沿岸排放口等永久性工程治理。

4.2.2 面源控制

主要用于城市初期雨水、冰雪融水、畜禽養殖污水、地表固體廢棄物等污染源的控制與治理。

4.2.3.內源治理技術

（1）垃圾清理

主要用于城市水體沿岸垃圾臨時堆放點清理。

（2）生物殘體及漂浮物清理

主要用于城市水體水生植物和岸帶植物的季節性收割、季節性落葉及水面漂浮物的清理。

（3）清淤疏浚

一般而言適用于所有黑臭水體，尤其是重度黑臭水體底泥污染物的清理，快速降低黑臭水體的內源污染負荷，避免其他治理措施實施后，底泥污染物向水體釋放。

4.2.4 生態修復技術

（1）岸帶修復

適用范圍：主要用于已有硬化河岸（湖岸）的生態修復，屬于城市水體污染治理的長效措施。

（2）生態凈化

可廣泛應用于城市水體水質的長效保持，通過生態系統的恢復與系統構建，持續去除水體污染物，改善生態環境和景觀。

（3）人工增氧

主要適用于整治后城市水體的水質保持，具有水體復氧功能，可有效提升局部水體的溶解氧水平，并加大區域水體流動性。

4.2.5 其他治理措施

（1）活水循環

適用于城市緩流河道水體或坑塘區域的污染治理與水質保持，可有效提高水體的流動性。

（2）清水補給

適用范圍：適用于城市缺水水體的水量補充，或滯流、緩流水體的水動力改善，可有效提高水體的流動性。

（3）就地處理

適用于短期內無法實現截污納管的污水排放口，以及無替換或補充水源的黑臭水體，通過選用適宜的污廢水處理裝置，對污廢水和黑臭水體進行就地分散處理，高效去除水體中的污染物，也可用于突發性水體黑臭事件的應急處理。

（4）旁路治理

主要適用于無法實現全面截污的重度黑臭水體，或無外源補水的封閉水體的水質凈化，也可用于突發性水體黑臭事件的應急處理。

5 南寧市心圩江e段（羅賴溝）黑臭水體治理案例

5.1 項目概況

心圩江為南寧市位于江北片區邕江18條重要支流之一，上游接老虎嶺水庫，下游入邕江，全長約18km，流經區域均屬于西鄉塘區管轄范圍，近年來，隨著南寧市經濟社會發展不斷取得新的成就，城市建設日新月異，城市范圍不斷擴張，人口不斷集聚，河道兩岸工農業以及生活污染也隨之增加，而市政污水管網等基礎設施建設則相對落后，河道兩岸建設用地的開發不斷擠占河道空間，影響河道行洪的同時也污染河道水質，根據《南寧市建成區黑臭水體治理工程項目前期普查》，心圩江流域黑臭水體分布圖如圖5-1所示，建成區黑臭水體邊界點描述如表5-1所示。

由于心圩江河道沿線范圍較長，黑臭水體長度范圍較廣，本文僅對心圩江黑臭水體較嚴重的心圩江e段治理案例進行論述。

圖5-1 心圩江流域黑臭水體分布圖

5.2 河道黑臭成因

心圩江e段為羅賴溝段，羅賴溝位于明月湖公園內，通過對污染源的摸排，羅賴溝主要的污染源有以下幾部分：

①羅賴溝支流水源自可利大道的暗涵出口，該暗涵為合流制污水直排排水口，主要為總部路以西的居民生活污水及雨水混流直排。

②同時暗涵口旁可利大道的合流制污水管網檢查井存在破損，導致該條合流制污水管網污水直接匯入羅賴溝支流;除此之外，科園東十路原規劃建設應跨過明月湖公園銜接到總部路，現只止步于明月湖公園，導致其道路上的2條雨水管直接接入羅賴溝支流，其雨水管又存在雨污混接現象，導致大量的生活污水排入羅賴溝支流。詳圖5-3。

③創新路與濱河路交界口處的合流制污水直排排水口污水的流入亦加劇了羅賴溝支流水質的惡劣。詳圖5-2。

④羅賴溝上游的公園內仍有部分村民的菜地，下雨的地標徑流，造成面污染。

以上多方原因導致了羅賴溝支流的黑臭，其水質為重度黑臭。

圖5-2 創新路、濱河路合流制直排口? ?科園東十路南分流制雨污混接雨水直排口

圖5-3 科園東十路北分流制雨污混接雨水直排口 羅賴溝合流制直排口

5.3 治理思路

根據心圩江e段污染情況，支流沿河有較多的排污口，造成支流水質較差，由于工程紅線僅為支流進入干流前一小部分地塊，支流沿河截污工程本階段較難實施，為保證心圩江干流水質，需要處理支流的河水，污染源直排口位于紅線范圍內的支流段對直排口進行截污+污水處理廠措施進行處理，污染源直排口位于紅線外的支流段處理采用“河水截流+污水處理廠”措施，污水廠就地而建。針對污水截留河水處理，水質指標較低的問題，采用了高效磁浮選精華設備，針對氨氮指標較高的問題，為了降低氨氮，采用了曝氣生物濾池，降低氨氮指標。

消除污染源后，再通過清淤疏浚、河道人工曝氣、生態修復人工浮島系統等措施對內源污染進行治理。從而達到由外至內徹底消除黑臭水體，使心水質迅速提高，達到黑臭水體治理指標。

本段主要的技術措施為生態浮島+曝氣機+直排口截污及非法排污口封堵+高效磁浮選物化處理廠+清淤疏浚。

5.4 工程技術措施

針對心圩江e段的水質及污染源情況，考慮新建1.2萬m3/d羅賴溝超效磁浮選生化污水處理廠，對心圩江e段羅賴溝暗涵出口污水，科園東十路直排口污水，創新路直排口污水進行截污，截污后提升至羅賴溝超效磁浮選生化污水處理廠進行處理。同時對科園東十路無水混凝土圓管排水口進行封堵，并在羅賴溝支流段1.5km設置14臺曝氣機并設置自動投藥裝置投加生物菌種，在羅賴溝暗涵出口位置及中下游段布置約2000m2的生態浮島，同時對羅賴溝全線進行清淤。

（1）直排口治理措施

心圩江e段河道兩側紅線范圍內分布有5處排水口。盡管本工程建設了截污管，但暴雨時仍會溢流。且對于分流制區域，部分雨水排放口由于匯水面積過大，為避免對下游排水設施帶來過大負擔，采取了截流初期雨水和不截流的方式處理。這就會導致在雨季時，仍有大量的初期雨水和溢流雨水排入河道。針對初期雨水和溢流雨水污染問題，綜合考慮排水口與河道常水位間的高差、排水口周邊用地條件等多方面因素，因地制宜采取不同的排水口調蓄凈化設施，盡可能減少排水口溢流污染負荷。

①排水口類型一

D≤500的排水口，此類排水口流量較小，不設溢流口，全部接入截污管，將管道內的污水和雨水全部輸送至污水處理廠（污水處理站）集中處理，無需采取其他調蓄凈化措施。

②排水口類型二

此類排水口附近沿線用地開闊，地勢低洼，具備濕地建設條件。有限建設濕塘、雨水濕地等生態設施，用于排水口溢流污水的調蓄凈化。

圖5-4 截污管平面布置圖

（2）物化污水處理廠

過上述對直排口污水的處理方式對比，本段直排口污水處理方式由于污水量較大，進水濃度較低，采用生物處理法較難，故采用高效磁浮選設備+曝氣生物濾池的處理工藝，本工藝技術成熟、功能穩定可靠，出水效果好，可確保出水達標排放;基建投資運行費用較低;是一項生態工程，無需獨立除臭裝置。污水處理流程圖如下所示：

（3）生態修復措施

為了保持城市水體水質的效果，通過生態系統的恢復與系統構建，持續去除水體污染物，改善生態環境和景觀。本工程布置2000m2的生態浮島及沿河布置了14臺曝氣機，保證水體復氧功能，可有效提升局部水體的溶解氧水平，并加大區域水體流動性。

5.5 工程效果

5.5.1水質效應

通過以上工程措施，心圩江e段水質得到有效改善，治理前后的水質指標如表5-2。

表5-2 治理前后水質對比表

透明度（cm） 溶解氧

（mg/L） 氧化還原電位（mV） 氨氮（mg/L）

治理前 15 0.2 -27 18.4

治理后 36 4.8 77 4.61

2017年公眾滿意度97%，基本達到黑臭消除的目標。

5.5.2生態效應

本次在較短的時間內，基本消除了心圩江e段黑臭水體，構建了完善的水生態系統，豐富了水生物種的多樣性，營造了“水清、岸綠”的自然生態景觀。

圖5-6 治理后現狀圖

5.5.3社會效應

隨著心圩江e段黑臭水體治理工作的開展，明月湖的景觀價值得到明顯提升，為周邊市民提供親水娛樂和水文化休閑空間，能進一步改善周邊居民的休閑生活質量。同時，周邊居民對居住環境的滿意度和生活環境的舒適度大幅度提高，南寧“青山環城、綠水繞城、海綿融城”的海綿城市新形象得到進一步補充。

6 結論及建議

1、在前期要加強直排口的摸排工作，做好調查，收集資料。才能有針對性的對直排口做出有效的治理方案。

2、在工業污染源專項整治方面，實行黑臭水體流域掛牌督辦和“河長制”評價考核。對重點排污企業和排水大戶進行重點排查和監管，加大執法力度，確保水質達標排放;加強對流域范圍內排污許可和排水許可的管理工作，開展排污許可證業務，根據排污單位排污行為造成環境污染程度的大小，實行排污許可分類管理。

3、在農業污染源專項整治方面，黑臭水體流域整治范圍內依法劃定禁養區內畜禽養殖場的清理工作，關閉或搬遷養殖場;嚴格落實限養區內不得新建、改建、擴建禽畜養殖場的要求，持續開展工作，為限養區內的養殖場配備環保治理設施，并依法完善設施農用地審批、環境評價、防疫條件審批等手續，實施限期整改;加強對農業污染整治工作的后續監管，避免流域范圍內的禽畜養殖的死灰復燃，徹底消除農業養殖污染;

4、在垃圾專項整治方面，黑臭水體流域范圍內建立“集中整治+長效保潔”機制，清理河道大面積漂浮物及積存垃圾;加強對兩河長效保潔機制落實情況的監管，消除垃圾污染。

5、在生活污水專項整治方面，我市加強城鎮排水許可管理，完善審批機制，加強入河排污口排查政治工作，有序推進截污納管工程。同時，做好水環境調度。

參考文獻

[1]《城市黑臭水體整治工作指南》

[2]《黑臭水體防治技術及應用》蔣克兵 李元 劉鑫主編

[3]《城市黑臭水體整治——排水口、管道及檢查井治理技術指南（試行）》

[4]《室外排水設計規范》GB 50014-2006（2014年版）