北方地區黑臭水體綜合治理分析
——以雄安新區大張莊排堿溝為例

王詩景，鄭明珂

（1.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014；2.浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231）

2015 年4 月2 日，國務院印發《水污染防治行動計劃》（以下簡稱“水十條”），明確要求這是當前和今后一個時期全國水污染防治工作的行動指南?！八畻l”中提出“到2020年，地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內，近岸海域水質優良（一、二類）比例達到70%左右”。針對黑臭水體治理，許多專家學者進行了大量的治理技術研究，并取得了一些實踐成果[1-4]。然而黑臭水體形成原因復雜，影響因素較多，目前缺乏系統的治理方案[5-7]。

雄安新區的設立，是以習近平同志為核心的黨中央作出的一項重大歷史性戰略選擇，是千年大計、國家大事。伴隨雄安新區的建立，雄縣、容城、安新三縣行政轄區成為新區規劃區，黑臭水體的治理亦迫在眉睫。因此，在“水十條”的指導和推動下，全面控制雄安新區水污染，改善區域黑臭河流水環境質量，是當前雄安新區生態環境治理方面面臨的重要任務。

雄安新區黑臭水體共計7 個，包括馬莊干渠、溫泉湖、曲堤干渠排堿溝、大張莊排堿溝、府河南側排堿溝、雁翎溝、唐河污水庫。本研究選取大張莊排堿溝作為研究目標，通過對大張莊排堿溝黑臭水體綜合治理進行研究，介紹了該河段治理前存在的主要問題、治理所采取的有針對性的工程措施和管理措施，并介紹了治理后取得的生態效益、環境效益與社會效益，以期為全國其他城市和縣級城市黑臭水體治理提供借鑒。

1 河流概況與污染特征

1.1 大張莊排堿溝概況

大張莊排堿溝長約12 km，占地32.5 萬m2，位于白洋淀河堤的外側，主要用途為防洪和排澇。大張莊村周邊排堿溝渠的綜合治理工程，大致分為2段。Ⅰ段河道長度約6.6 km，平均寬度約為15 m，占地面積9.9 萬m3，平均深度按1 m 計，存水量約9.9 萬m3，大部分沿著白洋淀河堤外分布，目前溝渠內為沿途居民生活污水。Ⅱ段村內西側渠道分布長約2.3 km，平均河寬9 m，占地面積2.07 萬m2，平均深度按1 m計，存水量約2.07萬m3。

1.2 水質概況

由于大張莊排堿溝周邊歷史遺留的生產廢水污染及周邊居民生活污水進入，排堿溝內水質已受污染，不宜飲用和灌溉。為了對排水干渠水質進行監測，摸底地表水采樣點位，在河道附近和污染嚴重區域布設了地表水監測點位。根據《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），溶解氧滿足Ⅳ類水質要求，如果按Ⅴ類水質要求，COD、BOD、NH3-N、TN、TP、砷、汞、鉛、二氯甲烷和石油類均超標。監測指標，詳見表1。

表1 排堿溝水質監測結果統計

1.3 污染來源

根據現場調研，排堿溝現有河道多處淤堵，水體流動性差而且黑臭，水生態系統崩潰，周邊居民反映強烈。

初步分析原因如下。

（1）排堿溝來水以周邊工業廢水、居民生活污水、農田退水和汛期雨水為主，天然徑流匱乏，同時整條排堿溝渠呈現封閉狀態，溝內存水為死水，無流動性。

（2）大張莊村致力打造白洋淀羽絨城，約有羽絨廠150家，周邊部分羽絨企業存在偷排漏排現象。

（3）村莊原有排水系統為雨污合流，即通過村內管渠在旱季收集污水，在雨季時兼顧收集雨水，目前村中已有部分管網，大部分排水通過直排式合流管渠，直接將雨水和生活污水就近排入大張莊排堿溝；另外，村內大部分明渠長期缺乏維護，都存在不同程度的淤積，因此存在雨污不分流與明渠淤積造成水體富營養化與衛生條件差等問題。

（4）河道污染底泥常年淤積，造成污染物累積產生“水華”現象，進而影響水質。

2 主要治理措施

2.1 技術路線

黑臭水體綜合治理是一項系統工程，需要從多維度對河道進行治理，堅持“控源截污、內源治理、生態修復”的措施是治理黑臭水體的關鍵和核心。污染源得到控制，水體黑臭就能夠得到根本治理。內源治理的根本目的在于河道底泥的減量化、無害化與資源化。生態水體修復改善，也使地區河道水生態及環境功能得到恢復。水環境改善的技術路線，如圖1所示。

圖1 污水處理流程

具體思路如下。

（1）首先清理上層垃圾，將清理后的生活垃圾瀝水后消毒裝袋，運送至垃圾處理廠。

（2）第二步，先行對施工區域進行分格設置無土圍堰，將待處理區域廢水進行廢水分格倒灌，露出河道底面后，對河底淤泥進行原位的固化穩定化治理，利用底泥治理后的河道做蓄水池。

（3）待河道養護后內置礦化還原設備，同時進行河道護坡施工，整體完工后對廢水進行處理，即可將處理后的污水進行回灌，回灌同時進行人工濕地施工，預處理后污水經人工濕地深度處理完全達到類Ⅴ類地表水水質標準回到河道。

（4）河段施工順序自河道上游至下游，一個區域施工結束后，后續逐格施工，直至項目達標完成。

2.2 控源截污

2.2.1 河道垃圾清理及治理措施

安新縣政府組織技術單位初步調查結果顯示，排堿溝內現有生活垃圾3.3 萬t，存量偏大，因此本工程垃圾打撈采用5 t 打撈船，加以人工配合。打撈船只在白天對河面漂浮物進行打撈保潔和巡邏。船艙中存滿垃圾或到下班停船時間時，將船開至?？奎c，卸下垃圾定點堆放，并采用自卸運輸車將垃圾運送至垃圾處理廠。

2.2.2 廢水攔截措施

河道內污水的主要來源為兩岸城鎮居民的生活污水。為了從源頭上控制污水來源，保證治理河道的長期綠色生態，對兩岸城鎮居民排放的污水進行收集，經由污水處理站處理后再排放至河道。為此，設置500 t/d 污水處理廠1 座，大張莊污水經收集后由出口1 位置排放至污水廠進行處理，設計出水優于GB 18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準，尾水經生態凈化后再排放至河道，主要污染物指標達到Ⅳ類水質標準。

2.2.3 攔污管網工程

為了保護地下水，按照雨污分流原則針對向排堿溝排污的污水管道進行設計并施工。大張莊排堿溝周邊村落共有1 380 戶，共計5 781 人，排水量為404.67 m3/d。敷設UPVC 材質支管3 890 m、HDPE雙壁波紋管材質主管1 870 m，合計約5 760 m，可基本滿足大張莊周邊村民排污需求。

2.2.4 循環水體系統

本系統中，下游端頭利用原有泵站及新建泵站，定期將處理達標后流至下游污水通過提升至上游或提升至主干道使得排廢水流動起來，恢復健康良性的水生態系統，強化水體的凈化功能，改善水體水質。

2.3 內源治理

河道底泥治理是為減少最終處理（處置）污泥的容積，通過無害化處理避免造成二次污染并使最終產品的衛生學指標達到要求以及資源化利用，即“三化”——減量化、無害化、資源化。

2.3.1 河道底泥清淤

在可研階段，結合現場初步勘測情況，按照河道底泥平均深度1.2 m 計算清理淤泥工程量。目前預計淤泥量1.706×104m3。結合現場污水及底泥處理的要求，現場選擇干式挖掘方式清理淤泥。本河道內淤泥主要來源于兩岸居民的生活排污，有機質含量相對較多。從河底吸取的底泥含水率約為95%，直接運輸量大，也不能直接堆放填埋，因此在排盡河道污水后，直接采用現場固化穩定化作業，固化污染物同時含水率可降至約60%，甚至更低。處理后污泥通過干式清挖裝車運送至業主指定堆場填埋，并采取環境保護工程措施。

2.3.2 河道底泥清理

通過向底泥中投加專業底泥穩定劑和調理劑等藥劑，使底泥中的重金屬浸出濃度滿足國家標準，并且揮發性和半揮發性有機物的限值也同時滿足標準。穩定劑和調理劑通過原位修復系統中的藥劑輸送系統，采用壓縮空氣將干粉藥劑經輸料管直接輸送到地下強力攪拌頭的滾軸中間。穩定劑和調理劑分別投加攪拌，先投加調理劑攪拌，再投加穩定劑攪拌。

2.3.3 河道底泥資源化

本項目經過處置后的底泥可用作堤壩填方材料、造地填筑材料、燒陶原料。綜合考慮技術、經濟、項目所在地河流水質現狀及未來規劃等因素，并結合相關工程經驗，考慮采用GB3838-2002《地表水環境質量標準》Ⅴ類標準作為底泥固化體重金屬浸出控制標準。底泥中較粗顆粒（砂石料）清洗后就近資源化利用，用于筑堤構建生態護岸、造地等；部分原位固化后底泥可燒陶、制磚后用于本項目水生態修復工程、補水工程、形象提升工程的景觀鋪磚和濕地。

2.4 生態修復

2.4.1 生態浮床技術

生態浮床是綠化技術與漂浮技術的結合體，植物生長的浮體一般是由發泡聚苯乙烯制成的，質輕耐用。島上植物可供鳥類休息，下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環境，同時能吸收引起水體富營養化的氮和磷。結合工程實際，采用該技術對此工程進行生態修復。

2.4.2 生態型護岸設計

根據實際情況，本工程選擇自然緩坡植物型護岸、石籠凈水復合護岸、石積護岸等方式。植物型護岸是河流護岸中比較重要的一種形式，它充分利用護岸植物的發達根、茂密的枝葉及水生護岸植物的凈化能力，既可以達到固土保沙防止水土流失的目的，又可以增強水體自凈能力。同時，岸坡上的植物所形成的綠色走廊還能改善周圍的生態環境，營造安全、舒適的人類活動空間。

2.4.3 濕地建設

由本項目實際情況可知，污水來水中氮、磷較高，雖然預處理工段已對水中的氮磷采取相應的措施，在濕地形式方面也應做相應的考慮。結合我國北方地區實際，建議采用水平潛流濕地工藝，該類型濕地受季節性影響較小，處理效果較好。

3 治理成效

3.1 生態效益

本工程的實施達到了預期改善大張莊排堿溝水質的目標，響應了國家“水十條”的要求，改善了雄安新區整體生態環境，也使地區河道水生態及環境功能得到恢復。

3.2 環境效益

大張莊排堿溝污水應急處理工程本身是一項重要的環境保護污染治理工程，大大降低河水中的污染物總量，有助于逐步改善水質，防止水體的水質惡化和富營養化。該項目的實施，大大削減污染物總量（CODCr削減20 t；BOD5削減8 t；NH3-N 削減12 t；TN 削減8 t；TP 削減1 t；砷削減60 kg）。同時，該項目的建設實現底泥的無害化處理，對大張莊排堿河污水庫的生態環境起到了有效的改善作用。

3.3 社會效益

本項目的建設極大地改善區域內的水環境質量，保障區域內群眾的生產、生活的安全穩定，使廣大居民安居樂業，促使地區河道水生態及環境功能得到恢復，有效地保護和改善雄安新區的投資環境。

4 結論與建議

大張莊排堿溝現狀生態治理是一項需要長期堅持的系統工程，需要從全方位對河道進行治理。不僅要采取工程措施對全流域進行綜合治理，包括防洪工程、水生態治理工程、水生態維護工程，使河道的安全性、功能性、景觀性得到快速恢復，更要加強河道治理中、河道治理后的運行維護，充分發揮河道長效管理的效益，創造優美整潔的水環境，實現流域治理“長治久清”的目標。