關(guān)于河道沿線老舊建筑污水處理的問題研究

劉元紅 顧 晶

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 201799)

城市河道治理是一項長期、艱巨、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，水質(zhì)不穩(wěn)定、污染物反彈、營養(yǎng)鹽阻滯和水生態(tài)功能退化是城市河道綜合長效治理面臨的現(xiàn)實難題。水污染的治理關(guān)鍵在于岸上，要切實改善和提升河道水質(zhì)，必須做好岸上污染源的治理工作。常規(guī)治理措施，即通過截污納管工藝，將污水截流匯至市政管網(wǎng)，解決水污染問題。但在一些特殊情況下，如沿岸房屋老舊、居住較為密集等情況，常規(guī)工程措施無法實施，就需要考慮運用其他方式解決水污染問題。本文以浦東新區(qū)六灶港河道整治工程為例，研究了在常規(guī)工程污水截流措施無法實施的情況下，選用一種新型水處理生態(tài)廊道的方式，隔離污水區(qū)域，進行截流處置，改善了河道水質(zhì)，較好地提升了人居環(huán)境。

1 工程概況

六灶港河道整治工程位于上海市浦東新區(qū)，主要工程內(nèi)容為河道疏浚及對河道兩側(cè)居民污水進行截流，提升河道水環(huán)境。六灶港河道全長16.5km，呈東西走向，途經(jīng)周浦鎮(zhèn)、川沙新鎮(zhèn)及祝橋鎮(zhèn)3鎮(zhèn)，見圖1。現(xiàn)狀河口寬約20m，河道兩岸多以民宅、農(nóng)田為主，有部分企業(yè)及工廠。河道整治過程中根據(jù)兩側(cè)民宅、企業(yè)集居程度及河道污染程度分為整治核心區(qū)和重點區(qū)，工程內(nèi)容集中在整治核心區(qū)。

圖1 項目區(qū)域

工程原設(shè)計方案分為岸上及水下作業(yè)兩部分。為避免對老式擋墻的擾動，核心區(qū)的疏浚采用絞吸式挖泥船清除受污染的黑臭底泥。岸上部分結(jié)合沿河道路拓寬工程對兩側(cè)居民實施動遷計劃，由相關(guān)部門拆除河道兩側(cè)陸域控制帶范圍內(nèi)的建筑，剩余部分進行污水截流，納入市政管網(wǎng)。但在實施過程中，由于河道沿岸老舊房屋歷史久遠，居住較為密集，公路拓寬計劃也由于特殊原因延期，因此原實施方案無法進行。但河道污染整治迫在眉睫，為保證項目順利推進，提升河道水環(huán)境，需對該區(qū)域的污水處理方式重新進行研究分析。

2 污染源調(diào)查

河道全程污染嚴重區(qū)域即為本次的整治核心區(qū)，總長約1.0km，主要污染源來自岸上居民的生活污水直排，核心區(qū)西側(cè)居民集居區(qū)尤為明顯。該區(qū)域民宅分布集中，夾雜部分小餐飲、店鋪等，外來人口密集，且為區(qū)域老舊集鎮(zhèn)，沿河大致分為3排房屋，以最接近河口的一排房屋最為老舊，部分現(xiàn)狀已成危房。污水均通過自排管道入河，且沿河一排分布較多衛(wèi)生間、廚房，污水直排，導(dǎo)致河道發(fā)黑發(fā)臭，嚴重影響人居環(huán)境。

3 項目實施難點

a.在河口有房屋需要截污的常規(guī)情況下，可選用φ200～φ300塑料管，在河道護岸結(jié)構(gòu)或者墻體上采用掛管截流方式，接入市政管網(wǎng)。但此區(qū)域房屋大多臨駕河口之上，部分僅靠簡易樁基支撐，墻體老舊，不僅無法采用掛管方式進行截流，且施工中很難避免觸碰老舊建筑，存在一定安全隱患。

b.沿河第一排房屋分布密集，鄰戶間沒有操作面可以進行衛(wèi)生間、廚房的污水截流工作，且第一排與第二排房屋巷子寬度僅為2m左右，常規(guī)工程機械無法進場，只能采用人工開挖，工程難度較大。

4 污水處理方案分析

針對岸上居民污水，一般會選用兩種處理方案，各方案工藝特點見表1。

結(jié)合項目的工期要求、投資控制要求及項目所在區(qū)的相關(guān)規(guī)劃，綜合比選，該項目對治理段采取外源控制、內(nèi)源治理、水體凈化的治理思路。在對河道沿岸進行較大程度污水截流的同時，通過絞吸式挖泥船清除污染底泥，同時在居民居住集中、污水排放口較多的岸段，在岸側(cè)設(shè)置生態(tài)凈化廊道，使污水得到初步凈化后再進入河道內(nèi)部，降低污水直排對主河道水體的影響。

表1 污水處理工藝比選

4.1 入戶截污納管技術(shù)

入戶截污納管，即對居民或企事業(yè)單位等產(chǎn)生的污水，通過管道從源頭上對污染物進行收集[1]，并將其就近接入敷設(shè)在城鎮(zhèn)道路下的污水管道系統(tǒng)中，并轉(zhuǎn)輸至城鎮(zhèn)污水處理廠進行集中處理。此種方法近年來在城鎮(zhèn)污水、農(nóng)村污水改造中發(fā)揮了重要作用。

深入現(xiàn)場調(diào)研可知，該區(qū)域沿河共3排居民房屋，靠近河口的一排居民房屋衛(wèi)生間、廚房均設(shè)置在迎水面，生活污水直排入河。但是第二排、第三排的污水在部分房屋尚未建成時，就已通過4根φ150～φ200的UPVC管道從居民房屋間隙中引向河道。針對此情況，將常規(guī)截污方案進行了優(yōu)化，將污水主管敷設(shè)在第一排與第二排房屋之間約2.0m寬的東西方向的步行通道上，在平均充滿度下污水管道最小流速采用0.60m/s，選用φ300HDPE雙壁纏繞管，最小設(shè)計坡度0.002，可滿足該區(qū)域的污水不淤堵不回流。由于施工作業(yè)面窄，可由人工進場開挖。考慮到巷道內(nèi)不通車，敷設(shè)管道起點覆土厚度可按照0.4m考慮，起點10.0m范圍內(nèi)管道采用C30混凝土包管保護，開挖坡比放陡至1∶0.2～1∶0.4，開挖的同時壓好鋼板樁支護，最大程度保證兩側(cè)房屋的安全。最終，串聯(lián)4根排污管，出巷口后通過設(shè)置提升泵，將污水抽至附近市政污水井，從而截流第二、三排房屋的污水。

4.2 生態(tài)凈化廊道技術(shù)

經(jīng)調(diào)研，沿河第一排共約34戶居民，本地人口85人，外來人口51人。沿河居民房屋無間隙，房屋大多老舊，廚房和衛(wèi)生間自建于臨河側(cè)，現(xiàn)場統(tǒng)計φ100管徑以上排污口共計62個，多年來污水均直排入河。鑒于此排房屋的特殊性，從安全性考慮，無法沿房屋進行掛管截污或直排污水管道截流，因此考慮采用水生態(tài)措施對污染水體進行污染物降解。

根據(jù)《上海市農(nóng)村生活污水處理技術(shù)管理要求》中上海地區(qū)不同村莊類型農(nóng)村居民日用水量標準的參考值，本地人口排水量取值90L/(人·d)，外來人口取值60L/(人·d)。34戶居民產(chǎn)生的污水按全部排入河道計算，每天共排入河道約10.71m3污水。通過沿河排污口抽樣檢測，該區(qū)域污染物主要為生活污水，超標的成分主要為氨氮和總磷，氨氮含量在20～30mg/L，總磷含量在4～7mg/L，即該區(qū)域中理論每天排入河道氨氮總量為214.20～321.30g，總磷為42.84～74.97g。

水生態(tài)措施運用較多的有種植水生植物、布置生態(tài)浮床、生態(tài)凈化廊道以及布置增氧系統(tǒng)等[2]。由于該河道沿線部分房屋臨架河口之上，有簡易木樁或水泥樁支于河道，房屋較為老舊，無法實施人工種植水生植物；加之該河道為區(qū)域Ⅶ級主航道，會有船行波影響，沿河側(cè)居民房屋的污水排放口分布也較為分散，不適合布置生態(tài)浮床。綜合分析，針對該區(qū)域沿河側(cè)的房屋生活污水選用布置生態(tài)凈化廊道、輔加增氧系統(tǒng)的措施。

生態(tài)凈化廊道設(shè)置于水中，水上部分覆蓋植物，水下設(shè)置曝氣機、生物膜。在生態(tài)凈化廊道內(nèi)，微生物利用介質(zhì)掛膜，在曝氣增氧條件下，微生物大量繁殖，降解水體中的污染物修復(fù)水環(huán)境[3]。此外，植物的吸收可使處理效果更好。散排污水進入生態(tài)凈化廊道進行凈化處理，然后進入受納水體，相當于在水中重建了小型濕地。曝氣的利用，又加強了廊道內(nèi)水體的循環(huán)處理，維持水質(zhì)。根據(jù)以往工程案例及實驗室數(shù)據(jù)，生態(tài)凈化廊道對氨氮的處理能力可達1.75～3.50g/(m2·d)，總磷的處理能力可達0.25～0.50g/(m2·d)。結(jié)合該區(qū)域每天的排污量，按最大濃度污染物計算，在沿河排污口處布置299.88m2生態(tài)凈化廊道，即可實現(xiàn)對該區(qū)域污染物的降解。此方案實施3個月后，河道水質(zhì)有明顯改善，同地點水質(zhì)取樣，氨氮含量小于2.0mg/L，總磷含量小于0.4mg/L，顯著降低，水質(zhì)達到Ⅴ類水標準，達到預(yù)期效果。生態(tài)凈化廊道的平面和剖面示意圖見圖2。

圖2 生態(tài)凈化廊道平面、剖面圖 (單位：mm)

5 結(jié) 語

我國人口密集，在經(jīng)濟發(fā)展的同時，越來越重視人居環(huán)境。但由于歷史原因，較多地區(qū)人口集聚，居住環(huán)境較為雜亂，且沿河而居，導(dǎo)致周邊水環(huán)境較差。在現(xiàn)階段水環(huán)境整治實例中，除傳統(tǒng)的截污方式外，更需結(jié)合現(xiàn)場實際，分析污染物成分，通過生物降解的方式徹底解決河道水質(zhì)問題，全面提升人居環(huán)境。該項目通過截污納管和生態(tài)凈化廊道相結(jié)合的工程措施，解決了老舊集居區(qū)長期水體污染問題，同時還提升了河道水景觀，且治理效果良好。