福州市鼓臺區水系黑臭水體綜合治理技術探討

王翔宇，于秀華

(中建鐵路投資建設集團有限公司，北京 100053)

2015年國務院正式發布《水污染防治行動計劃》(國發〔2015〕17號，簡稱“水十條”)，拉開了城市黑臭水體整治工作的序幕，各地掀起了水體治理的熱潮。但截至目前，我國城市黑臭水體的治理仍難令人滿意。根據住房和城鄉建設部、生態環境部全國城市黑臭水體整治信息平臺發布的數據，2020年我國已認定的城市黑臭水體有2 869個，治理完成2 313個，完成比例為80.6%，比2019年的86.7%下降了6.1個百分點，距離“水十條”中“到2020年地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內”的目標還有差距，城市黑臭水體治理的任務仍然艱巨。

福州作為我國典型的南方城市，人口密集，新舊城區混雜，小型企業較多，污染物排放量大，水體易發黑發臭，加之雨季較長、雨量充沛、地下水位高，治理完成后水質不穩定，黑臭現象反復多發。本研究以福州市為研究區，基于福州市鼓臺水系綜合治理PPP項目，結合現場調研、工程施工的方法，研究黑臭水體治理技術，總結黑臭水體的綜合治理方法。

1 項目背景

1.1 項目概況

福州市鼓臺水系綜合治理PPP項目位于福州市鼓樓區、臺江區內，主要治理河道包括左海、西湖2個內湖，以及龍峰河、樹兜河等28 條河道，河道總長約52.1 km，整個匯水面積約60 km2。工程內容包括河道清淤、截污、駁岸修整、景觀綠化、生態修復以及泵站、處理站、調蓄池、閘壩建設等。

1.2 水系治理目標

1.2.1 階段水質目標

(1)水質指標達到《城市黑臭水體整治工作指南》中的無黑臭(消除黑臭)標準，即透明度(SD)>25 cm，溶解氧(DO)>2 mg/L，氨氮(NH3-N)<8 mg/L，氧化還原電位(ORP)>50 mV。

(2)自運營期開始日，水質主要指標接近《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)中的Ⅴ類標準，主要水質檢測指標及標準以設計圖紙要求為準。

1.2.2 最終目標

通過治理，最終實現以下目標：一是全面消除本項目內的28條水系黑臭水體及水體劣Ⅴ類現象，杜絕外源污染，水體主要指標接近Ⅴ類標準；二是通過河道疏通清淤，提高河道的排澇標準，遏制內源污染；三是改善水系周邊環境；四是保持水質持續穩定向好。最終達到提高河道排澇標準，構建良好的河道水系生態系統，改善市民居住環境，打造“水清岸綠、水景亮麗、人水和諧”的福州市親水環境的目標。

2 污染源的分析與排查

結合李張卿等[1-3]的研究，城市黑臭水體的成因主要包含點源污染、面源污染、內源污染及其他污染。根據本項目的具體情況，各河道的污染源分析調查結果如下。

2.1 點源污染

本項目中各河道的主要點源污染源為入河排放口排放的大量污水。以達道河為例，河道區域內的市政污水管網建設滯后，沿河住宅、商鋪等有大量污水直排入河。經現場排查分析，達道河現狀兩岸共有排放口53個，其中天豐電子城、舊提升泵站等5處為大水，龍津小學、金色維也納等11處為中水，其余37處為小水。

2.2 面源污染

本次治理的河道基本位于市區，其沿線無分散式禽畜養殖廢水污染源，面源污染主要為降雨徑流污染和散排現象。降雨徑流沖刷地表污染物進入河流，由于河道兩側居民區流動人口眾多，加之管理不善，部分區域垃圾亂堆亂棄現象嚴重，大量污染物在降雨徑流的沖刷作用下進入河道，造成河水污染。

2.3 內源污染

據調查，整治的各河道大部分河段存在淤積底泥，其富含有機物、氮、磷等營養物質，受淤積底泥的影響，水體通透度不高，出現黑臭現象。沿線部分廠房工人和老城區居民環保意識較弱，直接將垃圾倒入河道，或者在河岸邊堆放垃圾，導致大量垃圾進入河道，沉積到河流底泥之中。同時，河道內各種水生植物及生物殘體的腐敗物質也不斷沉積至底泥之中。隨著污染物質不斷增多，淤積底泥不斷積累，導致污染進一步加劇。此外，在一系列綜合作用下，吸附在底泥顆粒上的污染物與地下水發生交換，進而污染地下水。

2.4 其他污染

其他污染包括河道整治施工過程中建筑垃圾不慎入河和沿河樹木的枯枝落葉進入河道造成的污染。

3 環境條件調查

3.1 周邊環境

本項目作為福州市水環境綜合整治項目的重要組成部分，治理區域主要位于福州市鼓樓區、臺江區的成熟商業區和居民區，地理區位重要，周邊環境復雜，施工建設受限明顯。諸多河道兩側居民區密集、違建情況嚴重，嚴重侵占了河道管養空間，且生活垃圾亂堆亂棄，生態環境較差。

3.2 氣候條件

福州市位于福建省東部沿海、閩江下游，屬亞熱帶海洋性季風氣候區；主導風向為東北風，夏季以偏南風為主，6—10月是臺風活動期，臺風是造成區域災害性天氣的主要原因，每年平均直接登陸市境2次左右；全年雨量充沛，3—9月降雨頻繁，大雨、暴雨常出現在5、6月份，雷陣雨季為7—9月份，這其中由臺風帶來的降雨量所占比例較大，常形成暴雨災害；全年日照充足，夏季炎熱，年平均日照時數1 700～1 980 h，年無霜期達326 d。

3.3 水文條件

本項目中河道水量主要受大氣降水影響，枯水、平水期水量較小，豐水期水量較大，部分河道與閩江相連，受漲落潮影響明顯。

(1)場地地下水主要為：上層滯水，主要存在于雜填土中，水量較小，受大氣降水及地表水滲流影響，排泄方式主要為蒸發，部分下滲；承壓水，主要存在于卵石中，透水性強，具連通性，主要受側向補給及排泄影響，水量較大。場地雜填土與卵石層間存在黏土、淤泥質土等相對隔水層，不具連通性，無明顯水力聯系。

(2)場地水位情況。外業期間測得的初見水位埋深0.20～1.50 m(羅零高程4.63～7.24 m)，穩定水位埋深0.20～2.0 m(羅零高程4.13～6.84 m)，地下水水位年變化幅度為2.0 m左右。據調查，該地區歷史最高水位約為羅零高程7.5 m，近3～5年最高水位約為羅零高程7.0 m。

3.4 水體岸帶情況

河道兩側駁岸、欄桿、綠化景觀經過多年的整治已基本成型，但較多設施已陳舊甚至損壞，對市民的生活造成較大的安全隱患，且施工過程中易對現有設施造成破壞。

4 治理方案制定

結合翁泓生等[4-6]的研究成果，黑臭水體的治理要按照“控源截污、內源治理，活水循環、清水補給，水質凈化、生態修復”的技術路線，以“控源、截污、清淤、調水、管理”等多種技術手段相結合，開展綜合治理。

4.1 總體思路

(1)以控源截污與內源消減相結合，盡快實施截污管道工程建設與清淤。消除水體黑臭應以控制內源污染為主，通過加快推進截污管道工程建設，實現控源截污，通過加快各河道的清淤工作，實現內源消解。

(2)加強工程措施建設與管養工作，改善水質。完善截污系統，全面截流污水，加強水體交換，增加補水措施，改善水質。同時，加強管養工作，確保工程設施正常運行；加強河道管養，清除垃圾漂浮物；加強面源污染管控，實現河道管養運行的規范化和精細化。

對于黑臭水體的治理，“控源截污、內源治理”是基礎與前提，是一切治理手段的基礎；“水質凈化”是階段性措施，可以顯著改善水體水質，但不應定位為長期措施，“活水循環、清水補給和生態恢復”是長效保持措施，是確保長效的必要措施。

4.2 治理方案

(1)控源截污。在河道沿河截污管已建成的基礎上，需繼續完善控源截污措施：完善河道正本清源及雨污水分流工程，加快截污管道的建設；修復沿河損毀污水干管或截污閘門，打通污水通道，恢復沿河截流污水的轉輸通道；改造河道周邊排水小區的片區管網，實施正本清源工程，實現源頭控污；加強片區內污水處理廠配套管網梳理及管養工作，確保片區沿河截污、雨污分流及正本清源工程建成后片區污水通水順暢。

(2)內源清理。清理河岸建筑棄土及垃圾，后續加強沿河管養巡查，杜絕再次出現垃圾侵岸、垃圾入河現象。對河道及暗涵實施清淤疏浚，淤泥經脫水固化后方可外運至消納點。

(3)生態修復。修復破損岸帶，通過駁岸的加固與恢復，恢復岸線并增強水體的自然凈化功能，使“清水”入河；曝氣增氧，通過跌水、噴泉、射流等曝氣形式，提高水體的含氧量及水體溶解氧水平，恢復和增強好氧微生物的活力，使水體得以凈化；生態凈化，種植挺水植物或培養微生物，形成生物膜系統，去除水體中的有機物、氮、磷等污染物，從而凈化水質、改善景觀效果和為生物棲息提供場所。

(4)其他手段。清水補給，利用河道附近的補水管道，對河道進行補水，增加水體流動性和環境容量，補水水質要滿足要求；就地處理，通過將底質改良劑均勻撒到河底，以消除或者減緩后期對生態系統的負面影響，促進沉水植物群落的生長及水生態系統的恢復和穩定，提高水體水質凈化效果；采用NTMF5污泥固化劑轉換河底淤泥的性狀，將黑色、臭味、吸水率大的淤泥轉換為黃色、無臭、吸水率小的新土。

5 實施效果與長效保持機制

5.1 實施效果

治理工程完成后，委托第三方評估機構對治理效果進行評估，實現了透明度、溶解氧、氨氮、氧化還原電位4個主要判定指標的全部達標，使水質達到《城市黑臭水體整治工作指南》中的無黑臭(消除黑臭)標準。與此同時，工程完工后，委托第三方評估機構，采取公眾調查問卷的形式對黑臭水體影響范圍內的社區居民、商戶等進行水體整治前后的效果調查。根據調查結果，若90%以上的問卷對黑臭水體工程整治效果答復為“非常滿意”或“滿意”，則認定該水體達到整治目標。

5.2 長效保持

由于南方城市水體的開放性較強，即使很好地實施了水體治理，仍會有大量生活垃圾、落葉等隨風或地表徑流進入水體，從而導致水體的二次污染。為實現治理效果的長效保持，主要從以下幾個方面著手：

(1)日常巡查。以水體為基礎，落實責任人，開展定期巡查。巡查內容主要包括：雨水排放口、潛在排污口、潛在沿河污水管網滲漏點等；水體岸帶工業垃圾、生活垃圾、養殖廢棄物、污泥、淤泥等固體污染物；各種水體漂浮物、水生植物等。

(2)水體監測。水體治理完成后，制定合理的監測與評估方案，開展定期監測。

(3)日常維護。黑臭水體整治系統的維護管理主要包括控源截污系統、內源整治系統、生態修復系統及水質保持系統的維護及管理。①控源截污系統。定期檢查系統是否損壞及存在雨污混接等問題，并采取相關措施；根據管道管材、管徑、管長，制定針對性的維護計劃及措施；在淤積深度達到允許值上限時，及時進行清理。②內源整治系統。河道清淤疏浚完成后，要建立巡查制度，嚴格管理，控制各項污染源的排放及岸帶固體廢物的堆放。定期清理河道垃圾及落葉、塑料袋等各類漂浮物；在腐爛前清理動植物殘體、落葉等；定期清淤，以便清除水中的底泥、垃圾、生物殘體等固態污染物。③生態修復系統。定期對護岸進行巡查，重點關注護岸的安全和穩定情況，發現問題及時處理。加強對護岸范圍內植物的維護和管理，定期補植，確保植被覆蓋率，特別要關注生態護岸如生態袋、植被網墊、開孔混凝土砌塊等的維護情況。④水質保持系統。定期對凈化設施進行檢查，如生態浮床床體、固定樁(繩)的牢固性，機械設備運轉情況、生物填料的脫落情況和生物膜的掛膜附著情況等，發現問題，及時處理。根據水體溶解氧變化的規律，調整增氧機啟閉時段，保證水體溶解氧濃度。當生物膜表面泥沙吸附過多或者發生絲狀藻覆蓋纏繞現象時，應及時清理生物膜的表面。污水處理廠的維護由專業的管養部門負責，加強日常維護管理工作，確保污水達標排放。

6 結 語

城市黑臭水體的治理是一個復雜又長期的工程，尤其是南方城市，黑臭水體成因復雜，采用單一的治理手段很難消除水體發黑發臭現象。要在現場污染源排查的基礎上，嚴格按照“控源截污、內源治理，活水循環、清水補給，水質凈化、生態修復”的總體思路，根據不同的水文水質特征、治理目標、治理階段，統籌流域系統治理，按照“一水一策”的原則，采取綜合的治理技術，以“組合拳”的形式，實現水環境質量的全面改善及長治久清。