流域治理中黑臭水体整治措施探讨

秦德全　邓祖恩　朱俊成

摘 要：本文简单的介绍了流域治理中黑臭水体的污染源调查方法、黑臭水成因分析、整治重点难点及常用的技术措施，并以南宁市心圩江e段黑臭水体治理项目为例，探讨采用某些技术措施的最优组合及所能够达到的治理效果。

关键词：黑臭水体;污染源排查;直排口治理

1 黑臭水体治理背景

水环境保护事关人民群众切身利益。党中央、国务院高度重视水污染防治工作，党的十八大以来党中央、国务院把生态文明建设纳入“五位一体”总体布局，做出了一系列重大决策部署，先后发布了《关于加快推进生态文明建设的意见》、《水污染防治行动计划》、《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》、《重点流域水污染防治“十三五”规划编制技术大纲》等一系列政策和规划。

其中，《水污染防治行动计划》明确要求：在2017年年底前，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体;2020年底前，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。

2 黑臭水体治理目标

2015年底前：地级及以上城市建成区应完成水体排查，公布黑臭水体名称、责任人及达标期限。

2017年底前：地级及以上城市建成区应实现河面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口;直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水體。

2020年底前：地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内。

2030年：城市建成区黑臭水体总体得到消除。

黑臭水体治理达标水质指标如表2-1。

3 黑臭水体调查方法及成因分析

3.1 黑臭水体的调查方法

黑臭水体的调查主要为污染源调查方法及环境条件调查。

3.1.1污染源调查

污染源调查又细分为点源、面源、内源和其它污染物调查。

（1）点源是指以点源形式进入城市水体的各种污染源，主要包括排放口直排污废水、雨水管道初期雨水或旱流水以及餐饮业污水、工业园区生活污水、小区生活污水、城中村生活污水、工业污水等。调查内容主要包括污染物来源、排放口位置、污染物类型、排放量，以及上述指标的时间、空间变化特征。

（2）面源是指以非点源（分散源）形式进入城市水体的各种污染源，包括农业面源和城市面源二类。农村面源主要包括畜禽养殖污染源、水产养殖污染源、农业种植生产污染源及农村生活污染源。调查内容有养殖类型、养殖规模、饲料投加量、排泄物排放量及去向;种植类型、种植规模、农药类型及使用量、化肥类型及使用量等。城市面源污染主要是指通过排水管网排放的初期雨水。

（3）内源主要是指城市水体底泥中所含有的污染物以及水体中各种漂浮物、悬浮物、岸边垃圾、未清理的水生植物或水华藻类等所形成的腐败物。调查内容包括水体底泥厚度、颜色、嗅味及主要污染物特征;岸边垃圾、水生植物及其腐败情况等。

（4）其他污染源主要包括城镇污水处理厂尾水超标、工业企业事故性排放。

3.1.2环境条件调查

环境调查内容包括周边环境特征、水文条件、水体岸线硬化状况及其他方面调查。

（1）周边环境特征调查主要包括黑臭水体周边建筑群特征、城市道路和交通情况、水体沿岸其他基础设施情况等。

（2）水文条件调查包括水体的位置、边界范围、水面大小、水位和水深、流速及流量，以及与周边水系的连通关系等。

（3）水体岸线硬化状况包括硬化岸线和河湖床的面积、硬化厚度、硬化类型等。

（4）其他需调查包括黑臭发生时段、持续时间、百姓投诉情况、影响居民人数等，同时可选择性调查水体的化学需氧量（CODCr）、总氮、总磷、水温、pH、等指标。

3.2 黑臭水体的成因分析

经过调查，黑臭水体的成因一般主要为外源污染及内源污染。

（1）外源有机物和氨氮消耗水中氧气。城市水体一旦超量受纳外源性有机物以及一些动植物的腐殖质，如居民生活污水、畜禽粪便、农产品加工污染物等，水中的溶解氧就会被快速消耗。当溶解氧下降到一个过低水平时，大量有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其他带异味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味。同时，厌氧条件下，沉积物中产生的甲烷、氮气、硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中携带污泥进入水相，使水体发黑。

（2）内源底泥中释放污染。当水体被污染后，部分污染物日积月累，通过沉降作用或随颗粒物吸附作用进入到水体底泥中。在酸性、还原条件下，污染物和氨氮从底泥中释放，厌氧发酵产生的甲烷及氮气导致底泥上浮也是水体黑臭的重要原因之一。有研究指出，在一些污染水体中，底泥中污染物的释放量与外源污染的总量相当。此外，由于城市河道中有大量营养物质，导致河道中藻类过量繁殖。这些藻类在生长初期给水体补充氧气，在死亡后分解矿化形成耗氧有机物和氨氮，导致季节性水体黑臭现象并产生极其强烈的腥臭味道。

（3）不流动和水温升高的影响。丧失生态功能的水体，往往流动性降低或完全消失，直接导致水体复氧能力衰退，局部水域或水层亏氧问题严重，形成适宜蓝绿藻快速繁殖的水动力条件，增加水华暴发风险，引发水体水质恶化。此外，水温的升高将加快水体中的微生物和藻类残体分解有机物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加剧水体黑臭。

（4）老城区及城乡结合部周边脏乱差现象严重，城市滨水地带大量占用，尤其是老城区和城乡结合部的水体，违章建筑物多，小型服务业多而杂乱，大量棚户区和单位无序分割占用，污水和垃圾直排入河，垃圾堆积两岸造成水体污染。

（5）污水管网设施不健全，生活污水肆意排放入河。有些城镇建成区尚存污水收集系统空白地区，尤其是一些城中村、农夹居地区;同时，管网质量不高，雨污不分流，错接、漏接、混接现象普遍，分流制地区雨污混接现象突出，生活污水混入雨水管网排入河道问题难以根治。

4 治理重点难点及常用整治技术措施

4.1 治理重点难点

（1）黑臭水体成因复杂，影响因素众多，是水环境污染治理的难点。

（2）采取有效技术措施，短时间内能消除黑臭现象，但其难点在于治理后的水质长效保持，保证黑臭不反弹。

（3）很多黑臭水体治理工程，因重治理轻保持、重短期轻长效而导致水体返黑，水质反复恶化。

4.2 常用整治技术措施

城市黑臭水体的整治应按照“控源截污、内源治理;活水循环、清水补给;水质净化、生态修复”的基本技术路线具体实施，其中控源截污和内源治理是选择其他技术类型的基础与前提。

4.2.1 控源截污技术

（1）截污纳管

从源头控制污水向城市水体排放，主要用于城市水体沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排放口、合流制污水系统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、畜禽养殖污水、地表固体废弃物等污染源的控制与治理。

4.2.3.内源治理技术

（1）垃圾清理

主要用于城市水体沿岸垃圾临时堆放点清理。

（2）生物残体及漂浮物清理

主要用于城市水体水生植物和岸带植物的季节性收割、季节性落叶及水面漂浮物的清理。

（3）清淤疏浚

一般而言适用于所有黑臭水体，尤其是重度黑臭水体底泥污染物的清理，快速降低黑臭水体的内源污染负荷，避免其他治理措施实施后，底泥污染物向水体释放。

4.2.4 生态修复技术

（1）岸带修复

适用范围：主要用于已有硬化河岸（湖岸）的生态修复，属于城市水体污染治理的长效措施。

（2）生态净化

可广泛应用于城市水体水质的长效保持，通过生态系统的恢复与系统构建，持续去除水体污染物，改善生态环境和景观。

（3）人工增氧

主要适用于整治后城市水体的水质保持，具有水体复氧功能，可有效提升局部水体的溶解氧水平，并加大区域水体流动性。

4.2.5 其他治理措施

（1）活水循环

适用于城市缓流河道水体或坑塘区域的污染治理与水质保持，可有效提高水体的流动性。

（2）清水补给

适用范围：适用于城市缺水水体的水量补充，或滞流、缓流水体的水动力改善，可有效提高水体的流动性。

（3）就地处理

适用于短期内无法实现截污纳管的污水排放口，以及无替换或补充水源的黑臭水体，通过选用适宜的污废水处理装置，对污废水和黑臭水体进行就地分散处理，高效去除水体中的污染物，也可用于突发性水体黑臭事件的应急处理。

（4）旁路治理

主要适用于无法实现全面截污的重度黑臭水体，或无外源补水的封闭水体的水质净化，也可用于突发性水体黑臭事件的应急处理。

5 南宁市心圩江e段（罗赖沟）黑臭水体治理案例

5.1 项目概况

心圩江为南宁市位于江北片区邕江18条重要支流之一，上游接老虎岭水库，下游入邕江，全长约18km，流经区域均属于西乡塘区管辖范围，近年来，随着南宁市经济社会发展不断取得新的成就，城市建设日新月异，城市范围不断扩张，人口不断集聚，河道两岸工农业以及生活污染也隨之增加，而市政污水管网等基础设施建设则相对落后，河道两岸建设用地的开发不断挤占河道空间，影响河道行洪的同时也污染河道水质，根据《南宁市建成区黑臭水体治理工程项目前期普查》，心圩江流域黑臭水体分布图如图5-1所示，建成区黑臭水体边界点描述如表5-1所示。

由于心圩江河道沿线范围较长，黑臭水体长度范围较广，本文仅对心圩江黑臭水体较严重的心圩江e段治理案例进行论述。

图5-1 心圩江流域黑臭水体分布图

5.2 河道黑臭成因

心圩江e段为罗赖沟段，罗赖沟位于明月湖公园内，通过对污染源的摸排，罗赖沟主要的污染源有以下几部分：

①罗赖沟支流水源自可利大道的暗涵出口，该暗涵为合流制污水直排排水口，主要为总部路以西的居民生活污水及雨水混流直排。

②同时暗涵口旁可利大道的合流制污水管网检查井存在破损，导致该条合流制污水管网污水直接汇入罗赖沟支流;除此之外，科园东十路原规划建设应跨过明月湖公园衔接到总部路，现只止步于明月湖公园，导致其道路上的2条雨水管直接接入罗赖沟支流，其雨水管又存在雨污混接现象，导致大量的生活污水排入罗赖沟支流。详图5-3。

③创新路与滨河路交界口处的合流制污水直排排水口污水的流入亦加剧了罗赖沟支流水质的恶劣。详图5-2。

④罗赖沟上游的公园内仍有部分村民的菜地，下雨的地标径流，造成面污染。

以上多方原因导致了罗赖沟支流的黑臭，其水质为重度黑臭。

图5-2 创新路、滨河路合流制直排口   科园东十路南分流制雨污混接雨水直排口

图5-3 科园东十路北分流制雨污混接雨水直排口 罗赖沟合流制直排口

5.3 治理思路

根据心圩江e段污染情况，支流沿河有较多的排污口，造成支流水质较差，由于工程红线仅为支流进入干流前一小部分地块，支流沿河截污工程本阶段较难实施，为保证心圩江干流水质，需要处理支流的河水，污染源直排口位于红线范围内的支流段对直排口进行截污+污水处理厂措施进行处理，污染源直排口位于红线外的支流段处理采用“河水截流+污水处理厂”措施，污水厂就地而建。针对污水截留河水处理，水质指标较低的问题，采用了高效磁浮选精华设备，针对氨氮指标较高的问题，为了降低氨氮，采用了曝气生物滤池，降低氨氮指标。

消除污染源后，再通过清淤疏浚、河道人工曝气、生态修复人工浮岛系统等措施对内源污染进行治理。从而达到由外至内彻底消除黑臭水体，使心水质迅速提高，达到黑臭水体治理指标。

本段主要的技术措施为生态浮岛+曝气机+直排口截污及非法排污口封堵+高效磁浮选物化处理厂+清淤疏浚。

5.4 工程技术措施

针对心圩江e段的水质及污染源情况，考虑新建1.2万m3/d罗赖沟超效磁浮选生化污水处理厂，对心圩江e段罗赖沟暗涵出口污水，科园东十路直排口污水，创新路直排口污水进行截污，截污后提升至罗赖沟超效磁浮选生化污水处理厂进行处理。同时对科园东十路无水混凝土圆管排水口进行封堵，并在罗赖沟支流段1.5km设置14台曝气机并设置自动投药装置投加生物菌种，在罗赖沟暗涵出口位置及中下游段布置约2000m2的生态浮岛，同时对罗赖沟全线进行清淤。

（1）直排口治理措施

心圩江e段河道两侧红线范围内分布有5处排水口。尽管本工程建设了截污管，但暴雨时仍会溢流。且对于分流制区域，部分雨水排放口由于汇水面积过大，为避免对下游排水设施带来过大负担，采取了截流初期雨水和不截流的方式处理。这就会导致在雨季时，仍有大量的初期雨水和溢流雨水排入河道。针对初期雨水和溢流雨水污染问题，综合考虑排水口与河道常水位间的高差、排水口周边用地条件等多方面因素，因地制宜采取不同的排水口调蓄净化设施，尽可能减少排水口溢流污染负荷。

①排水口类型一

D≤500的排水口，此类排水口流量较小，不设溢流口，全部接入截污管，将管道内的污水和雨水全部输送至污水处理厂（污水处理站）集中处理，无需采取其他调蓄净化措施。

②排水口类型二

此类排水口附近沿线用地开阔，地势低洼，具备湿地建设条件。有限建设湿塘、雨水湿地等生态设施，用于排水口溢流污水的调蓄净化。

图5-4 截污管平面布置图

（2）物化污水处理厂

过上述对直排口污水的处理方式对比，本段直排口污水处理方式由于污水量较大，进水浓度较低，采用生物处理法较难，故采用高效磁浮选设备+曝气生物滤池的处理工艺，本工艺技术成熟、功能稳定可靠，出水效果好，可确保出水达标排放;基建投资运行费用较低;是一项生态工程，无需独立除臭装置。污水处理流程图如下所示：

（3）生态修复措施

为了保持城市水体水质的效果，通过生态系统的恢复与系统构建，持续去除水体污染物，改善生态环境和景观。本工程布置2000m2的生态浮岛及沿河布置了14台曝气机，保证水体复氧功能，可有效提升局部水体的溶解氧水平，并加大区域水体流动性。

5.5 工程效果

5.5.1水质效应

通过以上工程措施，心圩江e段水质得到有效改善，治理前后的水质指标如表5-2。

表5-2 治理前后水质对比表

透明度（cm） 溶解氧

（mg/L） 氧化还原电位（mV） 氨氮（mg/L）

治理前 15 0.2 -27 18.4

治理后 36 4.8 77 4.61

2017年公众满意度97%，基本达到黑臭消除的目标。

5.5.2生态效应

本次在較短的时间内，基本消除了心圩江e段黑臭水体，构建了完善的水生态系统，丰富了水生物种的多样性，营造了“水清、岸绿”的自然生态景观。

图5-6 治理后现状图

5.5.3社会效应

随着心圩江e段黑臭水体治理工作的开展，明月湖的景观价值得到明显提升，为周边市民提供亲水娱乐和水文化休闲空间，能进一步改善周边居民的休闲生活质量。同时，周边居民对居住环境的满意度和生活环境的舒适度大幅度提高，南宁“青山环城、绿水绕城、海绵融城”的海绵城市新形象得到进一步补充。

6 结论及建议

1、在前期要加强直排口的摸排工作，做好调查，收集资料。才能有针对性的对直排口做出有效的治理方案。

2、在工业污染源专项整治方面，实行黑臭水体流域挂牌督办和“河长制”评价考核。对重点排污企业和排水大户进行重点排查和监管，加大执法力度，确保水质达标排放;加强对流域范围内排污许可和排水许可的管理工作，开展排污许可证业务，根据排污单位排污行为造成环境污染程度的大小，实行排污许可分类管理。

3、在农业污染源专项整治方面，黑臭水体流域整治范围内依法划定禁养区内畜禽养殖场的清理工作，关闭或搬迁养殖场;严格落实限养区内不得新建、改建、扩建禽畜养殖场的要求，持续开展工作，为限养区内的养殖场配备环保治理设施，并依法完善设施农用地审批、环境评价、防疫条件审批等手续，实施限期整改;加强对农业污染整治工作的后续监管，避免流域范围内的禽畜养殖的死灰复燃，彻底消除农业养殖污染;

4、在垃圾专项整治方面，黑臭水体流域范围内建立“集中整治+长效保洁”机制，清理河道大面积漂浮物及积存垃圾;加强对两河长效保洁机制落实情况的监管，消除垃圾污染。

5、在生活污水专项整治方面，我市加强城镇排水许可管理，完善审批机制，加强入河排污口排查政治工作，有序推进截污纳管工程。同时，做好水环境调度。

参考文献

[1]《城市黑臭水体整治工作指南》

[2]《黑臭水体防治技术及应用》蒋克兵 李元 刘鑫主编

[3]《城市黑臭水体整治——排水口、管道及检查井治理技术指南（试行）》

[4]《室外排水设计规范》GB 50014-2006（2014年版）