黑臭水體治理措施及展望
——以潮汕地區典型水體為例

劉 昊

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072）

0 前 言

潮汕地區范圍內水系縱多，水體相對封閉，河道在枯水期存在著河流水位較低且無活水注入的問題，同時水系周邊人口密集，受城市污染排放影響嚴重。因此河道水質惡化現象普遍存在，部分水體黑臭問題突出，嚴重制約了該地區的城市發展和生態文明建設。

1 黑臭水體成因分析

根據國內外的研究，導致水體黑臭的污染物主要來源為點源污染、內源污染及面源污染，其中點源和面源污染是水體黑臭的主要原因［1］。根據AJIOKAJ等人研究表明，有機物污染、氮磷污染、底泥懸浮、微生物代謝以及熱污染等，均有可能導致水體的發黑發臭［2］。同時根據于玉彬的研究表示，水體黑臭的直接原因為水體溶解氧不足所導致［3］。另一方面，河道自然生態破壞嚴重，自我恢復能力差，導致水體自凈能力下降，亦是導致水體黑臭的重要原因之一［4］。

潮汕地區某河流域主要由12條支流組成，流域面積約為44.44km2，涉及人口約12.33萬（截至2020年），水域面積約為28.75萬m2。按照《城市黑臭水體整治工作指南》和GB3838—2002《地表水環境質量標準》中的水體分級標準，對某河流域內12條支流的水質檢測報告（2020年1月）進行分析，流域內12條河流的水體等級分布情況見圖1。

圖1 水體的等級分布

從圖1可知，共有8條河流為重度黑臭水體，3條河流為輕度黑臭水體，1條河流為Ⅴ類水體，輕度和重度黑臭水體占比為91.67%，總體而言該流域的12條支流水體污染嚴重。同時對河流黑臭的4個指標（透明度、氨氮、溶解氧、氧化還原電位）進行分析，具體情況見圖2。

從圖2可知，以河道不黑不臭為標準，透明度不達標的河流有12條，氨氮不達標的河流有11條，溶解氧不達標的河流有7條，氧化還原電位不達標的河流有5條。由此可知，透明度和氨氮不達標是某河流域水體黑臭的主要原因。通過相關研究說明，透明度不達標往往是河道底泥淤積較厚，受到水流沖擊后，揚起細小顆粒懸浮物所導致［5］。氨氮不達標主要是因為點源、內源及面源的污染所導致。

圖2 黑臭水體指標分布

通過全面的摸查和溯源工作，發現某河流域內的污染主要為點源、內源及面源污染。

（1）點源污染。某河流域內的點源污染主要包括生活污水、工業污水、污水廠三種。

生活污水主要來源于流域范圍內的21個村落和社區。主要問題有：①村落和社區周邊存在部分市政污水管道建設尚未完成；②村落和社區內已建設的管網存在淤積堵塞、破損脫節等問題；③南方住戶多沿河而居，習慣將污水直接排入河流。據統計，流域內的DN50～600mm的排口共計178個，各種暗涵共計17處。

工業污水主要來源于家庭式小作坊、小門店、加工廠等，通過調查，存在10多處的工業污水沒有得到有效收集。

流域范圍內建有12萬m3／d的污水處理廠1座，收集該流域內及周邊的污水。但是通過2020年1—12月的污水處理廠數據顯示，該污水處理廠的平均日進水量為14.83萬m3／d，因此日進水量已經超過污水廠的處理規模，導致部分污水無法得到有效處理。

（2）面源污染。通過調查流域范圍內無規模化畜禽養殖和大規模農業區域，固面源污染主要以降雨前8mm的初期雨水中的地表污染物為主。

（3）內源污染。由于河道長期缺少清淤維護，導致水中大部分污染物將沉積在底泥中，在一定條件下，底泥中的污染物又會被釋放出來進入上覆水體中。根據王旭等人的研究表示，當外源輸入得到有效控制后，底泥成為河道污染物的主要來源［6］。

通過復核計算，某河流域范圍內各污染源貢獻的污染物數量及比例見表1。

從表1可知，某河流域內點源和面源污染是污染物的主要來源，其中點源污染和面源污染COD的貢獻比例為95.2%，氨氮的貢獻比例為86.28%，TP的貢獻比例為82.6%。而該流域的COD、氨氮、TP年入河污染負荷總量分別為3743.24t／a、174.69t／a、51.66t／a。

表1 流域范圍污染負荷入河總量統計

2 應急治理措施

通過當地政府的規劃和要求，明確近期（2021年底）實現12條河流的消黑除臭，中期（2022—2024年）實現河流水質的穩定改善，遠期（2025年）實現河流水質維持在Ⅳ類水體及以上的目標。結合近期的治理目標和時間要求，對某河流域內的12條河道開展了應急治理工程，主要包括點源污染治理、內源污染治理和保障水體流通三方面的具體措施。

2.1 點源污染治理

應急治理工程對排口采用了截污處理和臨時封堵等措施，確保無岸上污水進入河流內。

截污處理主要針對于管徑DN≤200mm的排污口，通過沿河掛管的方式，將沿河排口內的污水收納至周邊的市政污水管內。如果高程滿足要求，則可直接接入，如果高程不滿足要求，則通過新建泵井的方式，將污水加壓接入。

臨時封堵主要針對于DN＞300mm的排口或者暗涵，通過對排口進行“截留＋沿河新建截污管”的方式，實現此類排口晴天污水不下河的目標。

對于臨河小作坊、加工廠、商鋪等，由政府主管部門勒令其限期整改，將污水排入附近的市政污水管內。

工程新建沿河截污管道共約3000m，累計處理DN≤200mm的排污口97處，臨時封堵DN＞300mm排口或者暗涵11處，勒令整改小作坊、加工廠、商鋪共計5處。

2.2 內源污染治理

由于12條河道污泥淤積較厚，內源污染釋放問題嚴重，直接影響水體的氨氮和透明度達標，固對河道進行了底泥清運和垃圾清理工作。

對于河寬大于15m河道：局部水深較深段，選取“絞吸式挖泥船＋輸泥管”的底泥清淤輸送方案，對于局部水深較淺段，采用“水上挖掘機＋駁船＋管道中轉輸送”的底泥清淤輸送方案。

對于河寬小于15m河道：通過截流抽水后，采用人工配合移動吸泥泵的清淤方式進行淤泥清運。

工程清運淤泥量超過3萬m3，清理各式垃圾約200t。

2.3 保障水體流通

通過實地走訪和取樣分析發現，12條河流的下游水質明顯優于上游水質，下游水質常年可維持在Ⅵ～Ⅴ類水體之間。固在水體流通不暢的河流下游設置提升泵站，通過將下游河水提升至上游的方式，增強河流內部的水動力，實現水體循環，加快水體交換，進而有效改善河流水質。

工程共計新建提升泵站8處，DN100～200mm補水管道約5000余米。

3 實施效果

應急治理工程于2021年5月底完成，共耗時3個多月，2021年8—10月部分河流的水體檢測結果見表2。

表2 2021年8—10月部分河流水體檢測結果

從8—10月的檢測數據可知，應急工程實施完成后，河流水體的透明度、氨氮、溶解氧、氧化還原電位指標均滿足非黑臭水體的指標要求，河道的水體質量顯著提高，基本消除黑臭水體現象。

4 系統治理措施展望

應急治理措施可以暫時解決水體黑臭的問題，但是不能長期保持河流水體水質。為了實現某河流域的中遠期治理目標，應以水質改善為核心，堅持“水陸統籌、上下游統籌、左右岸統籌”的原則，全面開展河道流域整治工程，健全完善相應的監管機制和維護體系，實現水生態系統的良性循環［7］，保證流域范圍內水環境的長制久清。

4.1 治理路線

首先應該在水環境容量進行系統分析和污染源削減計算的基礎之上，按照“控源截污-內源治理-生態修復-活水保質”的思路［8］，制定以問題為導向的水質達標方案，對點源和面源污染分別提出針對性的控制策略，同時輔以河道水環境綜合整治工程，提高河道生態自凈能力。具體的治理技術路線見圖3。

圖3 黑臭水體整治技術路線

4.2 污水處理設施擴容

由于現階段污水廠的處理規模已不能滿足污水的處理需求，同時考慮到區域的發展情況，固對污水處理廠開展擴建工程已刻不容緩。通過對未來人口的預計，計算出2035年污水廠的處理規模為18萬m3／d，而現在的處理規模為12萬m3／d，固需擴容6萬m3／d，出水執行一級A標。

4.3 完善排水管網

4.3.1 社區雨污分流整改

對社區雨污分流管道進行系統梳理，充分利用現有管道，對錯接、漏接的地方進行整改，以提高區域污水收集效果，改善區域水環境。

4.3.2 重點排水單元接駁整改

重點排水單元主要包括工廠企業、公共建筑、商品住宅小區等，具體治理措施如下。

（1）針對內部已分流的排水單元，對其外部錯混接處進行整改，正確接入市政管網中，同時污水管接駁井處設置格柵井，井內設置深沉泥槽。

（2）針對內部未分流情況，暫時可在其外部接駁處進行截污處理，記錄其存在的問題，由政府相關部門督促其內部進行雨污分流改造，等改造完成后再進行外部接駁改造工作。

4.3.3 管道清淤檢測修復

通過污水管網檢測技術，如CCTV、QV、聲吶檢測等措施，查清雨污管網非法連接、污水管網破壞、變形情況，從而制定相關的整改修復措施。對管道淤堵嚴重的地方，進行清淤疏通，確保管道正常通水運行。

4.3.4 暗渠排污口治理

針對不同類型暗渠排污口，具體措施如下。

（1）可雨污分流區域。近期可采用巷道口截污的方式對進入暗渠的排口進行處理，遠期完善納污區域內的雨污分流工程建設，確保旱季污水全部進廠、雨季雨水進渠的目標。

（2）不可雨污分流區域。針對不可雨污分流區域，可對上游合流管進行截污處理，將該片區內的污水截留進入污水管道內。如果暗涵內條件允許，也可以采用在暗涵敷設截污管的方式，對暗渠排口進行處理。

4.4 內源治理

首先，應完善河道周邊村落社區的垃圾收集設施，健全運輸模式。其次，對河面垃圾、河底淤泥等進行定期清理，確保水體清潔，防止內源污染和二次污染的產生。最后，應建立河道流域范圍內的河道管理責任體系和管理養護考核制度。以社區或村落為單元，對河道流域進行分段劃分，落實責任主體，實現網格化、精細化的管理。

4.5 生態修復

生態綜合修復是河道水質提升和保障的重要手段?？刹捎萌斯ぴ鲅跗貧?、生態浮島、生態基、生物制劑改善透明度和水生動植物系統等方式作為主要的生態修復手段。

4.6 活水保質

活水提質工程是通過恢復內河聯系，形成動態水系網絡，其可以有效改善河流水質，達到增強內河水循環動力，加快水體交換，增強水體納污能力的目的，對水體污染治理、改善地區水生態環境問題具有積極意義［8］。

河道可根據現場實際分為兩種情況：①需要聯通水體周邊存在可用水源的，可通過新建管道或暗渠進行連接；②周邊不存在可用水源的，可通過在河道下游處新建泵站對上游進行補水。

4.7 智慧水務

通過排水管網監測站、廠站及閘閥監測監控系統、河道檢測監測監控體系的搭建，實時傳輸數據至流域的一體化管控平臺。

一體化管控平臺主要包括在線測控系統、網絡傳輸系統、服務器與存儲、運營管控中心等。可為廠站閘閥智能調度管理、防洪治澇監測預警、排水管網等設施運維管理等輔助決策應用系統提供強有力的支撐，最終實現智慧化管理、智能化決策的目的［9］。

5 結 論

通過應急治理工程的實施，潮汕地區某河流域內的12條河流已基本消除黑臭，取得一定的整治成果。通過點源污染治理、內源污染治理、保障水體流通三個方面，可以有效改善河流的氨氮、透明度、氧化還原電位、溶解氧等指標，并且為了保證流域范圍內水體的長治久清，對流域范圍內水體系統性開展綜合治理工作，從污水處理設施擴容、完善排水管網、內源治理、生態修復、活水保質、智慧水務進行治理，效果顯著。