淺談城區(qū)暗涵黑臭水體治理方法

羅蛟均，李 威，朱 明，宋建三，常一琳

（中建鐵投軌道交通建設(shè)有限公司，廣州 510000）

2015年4月，國務(wù)院印發(fā)了關(guān)于城市河道水污染防治行動計劃——“水十條”，明確提出了城市黑臭水體整治的目標(biāo)和時間節(jié)點。該文件強調(diào)在2017年年底前全面實現(xiàn)河面無大面積漂浮物、河岸無垃圾、無違法排污口，并于2020年年底前完成黑臭水體治理目標(biāo)。各直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)要于2017年年底前基本消除黑臭水體[1]。

1 案例背景

福州市達(dá)道河暗涵總長度為900 m，處于達(dá)道河的下游，末端匯入閩江，暗涵寬度8～10 m，淤泥平均厚度為1.1 m。暗涵河段治理前，上游1 700 m河段已全部完成清淤及截污系統(tǒng)建設(shè)工作，本段暗渠私接排口現(xiàn)象普遍，雨污混流嚴(yán)重，加之暗涵建成20多年來未曾清理，里面積累了大量H2S、CH4、CO等有毒有害、易燃易爆氣體，治理難度大，危險系數(shù)高。

2 暗涵黑臭水體治理思路

2.1 內(nèi)源治理

將涵內(nèi)積累的大量垃圾及淤泥清理出來，重點防范有毒有害、易燃易爆氣體，保障作業(yè)人員的安全。

2.2 控源截污

完成清淤后，對接入暗涵的排口逐一詳細(xì)排查，制定針對性污水收集方案，做到雨污分流。

2.3 活水補給

解決外源污染后，通過上游設(shè)計液壓鋼壩或泵閘、增加補水量等措施，增強水動力，讓水多起來，讓水動起來。

2.4 生態(tài)修復(fù)

開設(shè)通風(fēng)口，改善通風(fēng)條件，結(jié)合人工曝氧手段，提高水中溶解氧，改善水生態(tài)[2]。

3 內(nèi)源治理

3.1 開孔通風(fēng)

為快速排出暗涵內(nèi)有害氣體，在整個暗涵流經(jīng)方向上，每100 m開設(shè)內(nèi)徑為90 m×90 cm通風(fēng)口，暫定6個；每200 m開設(shè)150 m×90 cm應(yīng)急救援通道。通風(fēng)口內(nèi)鋪設(shè)通風(fēng)管道，安裝通風(fēng)設(shè)備及污氣收集處理設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備采用6臺20～25 kW吹吸高壓氣環(huán)泵，通風(fēng)管采用Φ315 mm絕熱布風(fēng)管，每小時可供2 050 m3的風(fēng)量（通風(fēng)量按洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)計算）[3]。

3.2 涵內(nèi)照明

因涵洞中存在大量H2S、CH4、CO等有毒有害氣體，施工照明采用隔爆型LED防護(hù)燈，在充分通風(fēng)后，由施工人員穿戴防護(hù)衣進(jìn)入涵洞確定相應(yīng)位置安裝，使用Φ14 mm三芯電纜線。CH4氣體具有可燃性，在半封閉施工條件下具有極大危險性，施工中照明電路應(yīng)采用低壓電，電壓等級≤24 V，采用三級漏電保護(hù)，既由電力變壓器低壓側(cè)各輸出回路漏電保護(hù)器、總配電箱各輸出回路漏電保護(hù)器、分配電箱各輸出回路漏電保護(hù)器組成的漏電保護(hù)系統(tǒng)。

3.3 圍堰導(dǎo)流

采用分段干槽清淤，根據(jù)達(dá)道河暗涵河寬、水深，共設(shè)置7道圍堰，同時設(shè)置導(dǎo)流管避免水位過高沖垮圍堰造成危險，導(dǎo)流管采用木樁支撐固定。

3.4 清淤施工

清淤選用對地面影響較小且效率較高的人工配合水力沖挖的施工方法，從上游往下游分段依次清理。白天進(jìn)行涵洞內(nèi)生活垃圾清理，晚上用真空吸泥車裝車外運至指定消納點。為確保作業(yè)人員安全，進(jìn)入暗涵的作業(yè)人員必須攜帶便攜式氣體檢測儀，對暗涵內(nèi)氣體進(jìn)行實時檢測，若出現(xiàn)空氣質(zhì)量不合格時要立即撤出暗涵。暗涵內(nèi)作業(yè)時必須穿下水服，佩戴安全帽和防毒面具，為防止意外事故發(fā)生，現(xiàn)場設(shè)置應(yīng)急救援所一處，醫(yī)生一名，并配備相應(yīng)的救援設(shè)備。

4 控源截污

4.1 排口摸查

清淤完成后，在干塘環(huán)境下，所有排口都暴露出來后，對暗涵內(nèi)側(cè)壁及頂板上的排口進(jìn)行全面的勘察，匯總管材、管徑、水量、排口定位等信息，并根據(jù)勘察結(jié)果制定專項截污方案。

4.2 制定方案

達(dá)道河暗涵內(nèi)排口數(shù)量多達(dá)36個，其中大于DN300的合流排口有6個，小于DN300的排口有30個。經(jīng)研究，采用可行性較高的末端截污方法，對小排口采用收集匯流至污水干管的方法，對大排口采用新建拍門井做雨污分流處理。

4.3 截污施工

針對300以下管徑的小排口，在側(cè)壁及頂板排口位置，將鄰近的排污口集中收集至河腳滿包混凝土的截污干管中，接管與混凝土結(jié)構(gòu)之間采用吊架或支架固定，匯流處采用等徑或異徑三通連接。河角截污干管可采用不銹鋼管或PE管。

針對300以上管徑的合流排污口，在排口處安裝液動閥門，晴天污水排入河腳滿包管，雨天液動閘門開啟，實現(xiàn)雨污分流。

將兩岸污水匯集至下游后，根據(jù)污水量，在暗涵末端新建一體化提升泵站，將污水提升至就近的市政污水干管。

4.4 頂板洞口處理

由于施工需要產(chǎn)生的頂板通風(fēng)口在所有截污工作完成后，需要原樣恢復(fù)或設(shè)置成檢查口，便于后期維護(hù)運營。液動閘門施工鑿除的頂板范圍，則加蓋井蓋后，恢復(fù)路面正常使用功能。

5 活水補給

在暗涵的上游增設(shè)液壓鋼壩或泵閘等分水設(shè)備，提高整條河道的河水流速，增強水動力。液壓鋼壩運行效果如圖1所示。

圖1 液壓鋼壩運行效果

6 生態(tài)修復(fù)

視需要在暗涵內(nèi)設(shè)置若干曝氧機增加河道溶解氧，降低溶解鐵、錳、硫化氫、氨氮及其他還原組分濃度，有效限制底層水體中磷的活化和向上擴散，強化了水體的自凈能力。

由于暗涵內(nèi)水生植物無法生長，可在上游種植生態(tài)浮島，進(jìn)一步改善上游水質(zhì)，確保暗涵有優(yōu)質(zhì)水源[4]。曝氧原理如圖2所示，生態(tài)浮島種植效果圖如圖3所示。

圖2 曝氧原理

圖3 生態(tài)浮島種植

7 結(jié)語

大量的城區(qū)暗涵仍然存在長期無人清理，淤堵嚴(yán)重，甚至汛期內(nèi)澇的問題，在未來的城市規(guī)劃中，暗渠設(shè)計應(yīng)該更多考慮后期運營維護(hù)便捷性，在一定程度上降低其封閉性。河道治理并非一朝一夕之功，是一項標(biāo)本兼治的系統(tǒng)性工程，城市的大排污系統(tǒng)建設(shè)、民眾的環(huán)保意識、長效管理機制的落實，都與之息息相關(guān)。