巨野縣會盟景觀帶黑臭水體治理案例分析

張德祥，郝玉友，劉寶富，花樹聰，羅從偉

(1.山東省建筑設計研究院有限公司，山東濟南 250001；2.莒縣城鄉建設服務中心, 山東日照 276500；3.山東建筑大學市政與環境工程學院，山東濟南 250101)

近年來，黑臭水體已經成為影響城市水環境的主要問題之一[1-2]，不僅嚴重損害了城市的人居環境，也在很大程度上影響了城市的外在形象和可持續發展。2015年國務院頒布的《水污染防治行動計劃》中提出，到2030年城市建成區黑臭水體總體得到消除，黑臭水體在我國295個地級以上城市中有2 869個，其中85.7%以河流形式存在，且66.5%屬于重度黑臭。近年來，各地均積極采取措施整治黑臭水體，實施“一河一策”，嚴格落實河長制，結合低影響開發(low impact development，LID)理念，采取植草溝、生態護岸、透水磚等形式因地制宜治理城市河道沿岸，目前絕大多數水體有明顯的改善，但是仍有部分水體治理后再次出現黑臭問題。這主要是由于黑臭水體治理難度大，只注重短期治理，輕視保持維護，往往會出現黑臭反復的問題，徹底解決黑臭問題，需要科學系統的對外源、內源和水生態進行治理。

巨野會盟景觀帶作為巨野縣內的重要河道，擔負著排澇、景觀的多種功能，但是隨著城市化進程的加快，部分生產生活污水通過錯接混接雨水管道排入河道，超過河道水體的自凈能力，水中有機物、氮磷等污染物超標，導致水體變色發臭，形成黑臭水體。會盟景觀帶黑臭水體整治是落實國家《水污染防治行動計劃》和《城鎮污水處理提質增效三年行動方案》等相關政策的重要體現，對于發揮河道水景功能、營造良好的城市水環境具有重要的現實意義和戰略意義。為此，本文在剖析掌握水體黑臭成因基礎上，詳細闡述外源減排及截污、內源清淤及消解底泥、水動力恢復、水質凈化和生態修復等采取的具體技術措施，明確水體水質治理與保持機制，為我國黑臭水體的總體消除提供技術和工程參考。

1 項目概況

本項目治理范圍為會盟景觀帶，南起新洙水河，北至老洙水河，全長約為5 km，中間分支為牡丹小區向西(沿麒麟大道北側)至上海嘉園、再向北至老洙水河。會盟景觀帶是巨野中心城區的一條重要的景觀河流，近年來由于人口經濟發展，部分生活和工業廢水排入到會盟景觀帶，造成會盟景觀帶水體污染，黑臭水體問題較為突出。為解決水環境污染問題，巨野縣提出綜合整治會盟景觀帶，使水變清、景變美，為巨野縣人民創造一個優美的環境，促進巨野經濟社會又好又快發展。

2 水環境現狀及污染源

2.1 整治前水污染現狀

針對會盟景觀帶污染現狀，開展調研工作。黑臭水體污染狀況如圖1所示，在整治前普遍存在沿河兩岸污水排入量大、河道水質污染嚴重以及河道水體流動緩慢等問題，不利于水體自凈修復和水生態健康發展。

圖1 河道水體污染現狀

此外，相關河道水體黑臭水體評價指標如溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、氨氮監測點位置和數據如圖2和表1所示。由表1可知，治理前水體中的DO含量較低，除青年路和政府前位置水體DO含量達到6.21 mg/L和9.5 mg/L之外，少量水體DO含量小于0.7 mg/L，屬于輕度黑臭水體，近一半監測點DO含量低于0.2 mg/L，屬于重度黑臭水體。監測點pH值都在7以上，甚至達到8.9，大多數水體的ORP小于-200 mV，氨氮大于15 mg/L，根據住建部《城市黑臭水體整治工作指南》，此處水體已經屬于重度黑臭水體范圍。

表1 會盟景觀帶水質情況統計

圖2 會盟景觀帶水質監測點位置

2.2 污染來源及工程方案必要性分析

“黑臭在水里，根源在岸上，關鍵在排口，核心在管網”。通過現場排查，河道沿線部分小區、學校、大型商場、部分等存在錯接混接現象，污水接入雨水管道內，導致部分生活污水匯入河道。巨野一中、格林豪泰、變電站家屬院污水接入古城西路雨水管道，巨野一中、華府小區、煤田醫院污水錯接進入入文昌路雨水管道，恒巨花園小區污水接入鳳臺路雨水管道，最終污水流入會盟景觀帶內,如圖2所示。水質監測點位1由于污水混接入雨水管道，匯入會盟景觀帶，此位置DO為0.63 mg/L，氨氮為40.44 mg/L；府前一品小區污水接入萬福路雨水管道，萬福路小學污水接入甘棠路雨水管道，大元商貿城污水接入會盟路雨水管道，排入會盟景觀帶，水質監測點位9的DO為0.13 mg/L，氨氮為46.66 mg/L；金山路—會盟路段河道周圍有工業污水直排，此段河道與會盟景觀帶連通帶來污染，水質檢測點位10的DO為0.11 mg/L，氨氮為52.65 mg/L。污水中大量的有機污染物和各種懸浮物質以及殘存在管道內的淤泥排入河道，超過水體的自凈能力，使景觀帶水質惡化。牡丹小區向西(沿麒麟大道北側)—上海嘉園淤泥深度約0.3 m，老洙水河—五蓮路段淤泥平均深度約0.6 m，河道底泥中含有大量的污染物，污染物的釋放是河道水質污染的重要因素。

河道城區部分堤岸多為石砌垂直駁岸，修葺整齊，部分為斜坡式駁岸，但河道基本無挺水、沉水等水生植物生長，導致河道景觀效果差、河流生態系統結構失調等問題，河道處于低級營養結構水平，水體自凈能力差。

青年路、古城西路、鳳臺路及牡丹小區內橋涵修建標準低，過水斷面較小，且涵底高，流水不暢。五蓮路以南河道主要流經村莊，河道內雜草叢生，垃圾堆積，導致水質較差，且補水不足，使河道喪失自凈能力。景觀帶黑臭水體河道底坡較平緩，僅靠水體重力流動難以達到流水不腐。

3 項目預期目標

此次會盟景觀帶水環境綜合整治致力于從源頭上科學化、系統化實施綜合治理，最大限度發揮會盟景觀帶的生態價值、景觀價值、經濟價值和社會價值。

(1)有效減少會盟景觀帶水體污染內源，解決河道內淤泥污染現象，消除會盟景觀帶水體內淤泥。

(2)城區段河水渾濁度降低，透明度大于0.5 m，河水由濁返清，消除臭氣污染。

(3)有效改善城區段河水水質，使之達到消除黑臭的目標，重新塑造多樣的生態群落，增強河道自凈能力，顯著提升河道的自然屬性。

(4)以創造性生態與人文濱水空間大幅提升沿岸景觀和文化價值，使會盟景觀帶成為充滿魅力的生態風景廊道和城市形象展示的門戶之帶。

4 黑臭水體治理方案

黑臭水體的治理原則包括適用性、綜合性、經濟性、長效性和安全性[3]。針對會盟景觀帶黑臭水現狀及主要問題，本項目治理方案的總體思路是“控源截污、內源治理、生態修復、活水循環”，提出了“四位一體”的黑臭水體整治措施，具體治理方案如下。

4.1 控源截污

外部排污是導致黑臭的根源，阻斷或控制污染源排放，消除水體黑臭的外來隱患，是下階段水體治理的前提和基礎。因此，本方案提出改造小區、學校等排水管網，實現雨污分流。

恒巨花園小區污水接入鳳臺路污水管道，于古城西路北側新增污水管道，收集巨野一中、煤田醫院、格林豪泰、變電站家屬院污水，廢除文昌路原小管徑污水管，新建合理管徑污水管收集巨野一中、華府小區和煤田醫院污水排入古城西路新建污水管。

花冠小區、藍博灣售樓部污水接入甘棠路污水管道，整修牡丹小區在會盟景觀帶處污水管道，消除污水外溢，于麒麟大道南側新增污水管道，收集道路兩側污水，蘇聚酒店污水接入昌邑路污水管道，計生局、麗天小區污水接入會盟路污水管道。

府前一品小區、大元商貿城污水接入會盟路污水管道，萬福路小學污水接入甘棠路污水管道，整修萬福路與甘棠路交叉路口處雨污水管道，消除雨污混接現象，嚴禁污水直接排入河道，達到《污水排入下水道水質標準》后排入市政污水管道，金山路—會盟景觀帶段河道在徹底整治之前需與會盟景觀帶斷開。

4.2 內源治理

河道底泥中含有大量的污染物，污染物的釋放是河道水質污染的重要因素之一[4-5]。本項目采用人工清淤方案為主，河道截流，排除明水，人工配合挖掘機挖掘淤泥，同時需清理河面漂浮的及河道周邊垃圾，最后裝車外運，如圖3所示。

(1)牡丹小區向西(沿麒麟大道北側)—上海嘉園：清淤長度約1.66 km，水面面積為27 789 m2，淤泥平均深度約0.3 m，淤泥量約8 337 m3，同時需清理河面漂浮的及河道周邊垃圾。

(2)老洙水河—五蓮路段：清淤長度約3.52 km，水面面積約145 792 m2，淤泥平均深度約0.6 m，清淤量約87 475 m3。

(3)五蓮路以南—新洙水河段清淤與河道拓寬同步實施，如圖3所示，該段清淤量計入河道拓寬開挖量，抽出污水量約5 056.2 m3。

圖3 人工清淤現場

4.3 生態修復

4.3.1 水體凈化工藝

(1)曝氣充氧DO是水體水質好壞的一項重要指標，也是解決水體黑臭的必要手段，如圖4所示。本項目采用“河湖水質原位凈化機”，該設備既能高效曝氣，又能將DO大范圍擴散，且無需用繩索牽拉固定，安裝使用快捷方便。

圖4 水體曝氣充氧

本項目河湖水質原位凈化機共選用兩種類型。河湖水質原位凈化機A型為曝氣推流一體式設備，動力源采用潛水泵，設備曝氣原理為底層曝氣，河底安裝，設備直接置于水下，設備主體為不銹鋼材質；河湖水質原位凈化機B型主要作用是曝氣，設備曝氣原理為底層曝氣，河底安裝，控制系統安裝在岸邊。河湖水質原位凈化機A型主要用于污染比較嚴重，水體流動性差，水面寬度大于15 m以上河道；河湖水質原位凈化機B型主要用于水面寬度較小，小于15 m的河道，且水體具有一定的流動性。

河湖水質原位凈化機A型設備，42臺。設備主要參數：流量為750 t/h，曝氣能力為2.0 kg O2/(kW·h)，功率為1.5 kW，電壓為380 V。河湖水質原位凈化機B型設備，300型號13臺，功率為3.0 kW，電壓為380 V；150型號24臺，功率為1.5 kW，電壓為380 V。

(2)微生物凈化在水體中安放特定的微生物載體(生物毯和川本草等組成)，形成良好的生物膜，為微生物繁殖和降解污染物提供了場所，可有效恢復河道的自凈能力，提升水質。

在河道底部設置生物填料，以便構建長期穩定的微生物系統。生物毯高度為2 cm，高孔隙率地毯狀，卷曲絲狀結構，孔隙為三維立體網絡蜂窩狀結構，面積為51 900 m2；川本草高孔隙率草狀，采用聚烯烴類和聚酰胺類材料，比表面積大，高度為51 912 m。

在水質明顯改善后種植挺水植物(荷花、水生美人蕉、蘆葦、香蒲、燈心草)3 500 m2，布置比例為1∶0.4∶1.2∶0.5∶0.35。

4.3.2 具體治理方案

(1)鳳臺路—古城西路未打通河段，河道打通后采用水質原位凈化機、生物毯、高分子軟性生物填料等共同組建微生態活水直接凈化系統。

(2)古城西路—會盟路段，采用水質原位凈化機、生物毯、高分子軟性生物填料等共同組建微生態活水直接凈化系統。

(3)老洙水河段—五蓮路，采用水質原位凈化機、生物毯、高分子軟性生物填料等共同組建微生態活水直接凈化系統，在水質明顯改善后種植挺水植物，輔助打造沿河景觀。

總體來說，本階段可以加速河道水體流動，又能把大量氧氣運輸到河道水體的各個位置，使全流域均勻充氧，改善水體的含氧環境，讓好氧微生物占主導優勢，消除黑臭，抑制藻類的過量繁殖和爆發，達到水質提升的目的。另外，利用特定的微生物載體和土著的動植物構建水生態系統，完成河道景觀建設，實現河道水體的生態修復。

4.3.3 生態修復投資

生態修復總投資為1 083萬元，其中河湖水質原位凈化機設備及安裝概算為548萬元，生物毯和生物填料和安裝投資為495萬元，種植挺水植物投資為40萬元。

4.4 活水循環

對現狀景觀帶水系進行論證分析，改善現有的水動力條件，調用非常規清潔水源，提高水體的自身納污能力，達到流水不腐的效果。具體治理方案如下。

(1)在上海嘉園水系公園與洙水河公園一期連接處設置泵站，從老洙水河引水渠的長度為40 m，斷面尺寸寬為2 m，高為1 m。泵站設計規模為3 m3/s，布置700ZLB1.6～5.5型軸流泵3臺放置在泵房內，揚程為4.75 m，分期提水老洙水河進入上海嘉園水系，加速河道內水體流動，向東匯入會盟路景觀帶水系，通過南段拓寬的會盟景觀帶水系聯通新洙水河，活水循環。為合理控制河道內水位，分別在新洙水河北側、麒麟大道和鳳臺路建設節制閘。

(2)拓寬會盟景觀帶水系南段河道，本段河道開挖擴寬作為會盟景觀帶活水循環通道。會盟景觀帶五蓮路以南新開挖河道長約1.67 km，結合《巨野縣防洪排澇專項規劃》，本次設計河道頂寬為22 m，底寬為5 m，設計邊坡為1∶3，設計河底高程為36.5 m。

(3)會盟景觀帶承擔城市排澇功能，雨水需及時排出，避免形成內澇，改造會盟景觀帶青年路、古城西路、鳳臺路及牡丹小區內橋涵。

5 整治后效果分析

本項目實施控源截污工程(含錯混接改造)建設改造污水管道D600、D800鋼筋混凝土5 934 m，實施內源治理工程污泥清淤及清理河面漂浮垃圾95 000 m3，實施水生態修復工程并安裝河湖水質原位凈化機79套，安裝生物毯51 900 m2和高分子軟性生物填料51 912 m，種植挺水植物荷花、水生美人蕉、蘆葦、香蒲、燈心草等3 500 m2。實施活水循環工程，建設泵站及附屬用房1座，開挖拓寬五蓮路以南河道1.65 km，改造青年路、古城西路、鳳臺路及牡丹小區內不滿足排澇標準的4座橋涵，對黑臭水體進行了系統化整治，項目于2018年6月整治完成。根據《城市黑臭水體整治工作指南》，2019年1月起，對黑臭水體進行了取樣檢測。檢測點按每200～600 m設置，每2周取樣1次，連續測定6個月，實施黑臭水體治理前后水質檢測數據對比如圖5所示，整治后DO為2.95～7.54 mg/L，ORP為59～157 mV，氨氮為0.41～3.69 mg/L，巨野縣會盟景觀帶已消除黑臭。

圖5 會盟景觀帶黑臭水體整治前后水質對比(a)DO；(b)氨氮；(c)ORP

6 結論與建議

針對會盟景觀帶水體黑臭，采取了控源截污、內源治理，生態修復、活水循環、景觀打造的治理思路開展綜合整治[6]，取得了良好的環境效益、經濟效益和社會效益。會盟景觀帶初步完成了整治，黑臭水體已消除。

由于會盟景觀帶上游光明路以東以雨污水合流為主，老舊小區大多是雨污合流，雨季時仍有混合污水溢流進入會盟景觀帶，存在形成新的黑臭水體的隱患。建議后續對會盟景觀帶上游片區進行運用海綿城市理念，結合老舊小區改造進行雨污分流，提出源頭LID(比如截污式雨水口、雨水管斷接、生態屋頂、透水鋪裝、下沉式綠地、植草溝、雨水花園等)改造措施，對初期雨水截流處理，以鞏固會盟景觀帶治理效果，確保黑臭水體實現“長治久清”。