生態環保視域下城市環境工程污水治理研究—以石馬河治水為例

朱 瓊

（貴州生態環境工程運營管理有限公司，貴州 畢節 551700）

引言

近年來，各城市生活污水量持續增加，市區內的污水處理設施、污水處理量、單日處理任務相應增加。參照各城市的污水處理廠規劃情況，各市區內每年平均增加3～5個污水處理廠，每年污水處理規模增加量的單位為“萬噸/日”，市區單日處理污水量年均漲幅單位為“億噸”。由此可見，各市區均加大了污水處理的規劃力度，明確了污水治理的重要地位。

1 石馬河水環境概述

石馬河項目總長約為67 km，含有不少于100條河涌，區域內水環境面積約為1 250 km2。此項目流域范圍內的人口數量約為151萬人。在污水治理之前，石馬河作為關鍵的輸水工程，周邊工業、制造業等各類生產企業較多，形成了較為嚴重的水污染問題。多年前首次進行治水處理，成功改善了石馬河水質，相應修復了天然河道，初步取得了治水成績。由于石馬河項目的徑流范圍較廣，關聯的治水主體較多，尚未制定頂層治理方案，治水工作表現出零散性，無法保證治水質量。在此種治水條件下，石馬河的水質較低，多處存在黑臭問題，間接降低了周邊居民用水環境的舒適性。為此，石馬河治水工作迫在眉睫[1]。

2 石馬河環保治水戰略

2.1 建立環保治水管網體系

石馬河環保治水工作的參與主體眾多，各單位建立了聯合治水體系，嚴格遵守國家生態環保戰略的各項要求，給出的治水方案為“流域統籌、全面整治、提高水質、重點擊破”，將城市用水規劃與生態環保工作銜接，積極整改原有的河道治理方法，分析水污染問題，給出有效的治水方案。在建立治水管網時，采取集中規劃、污染防控等措施，以此保障管網的建立質量。一，環保治水集中處理。建立污水管網，用于全面收集城市污水。設計者需參照石馬河項目的實際特點，給出可行的管網設計方案，以此保障污水收集、污水輸送的有效性。參照“全區域覆蓋”、“有效收集”的污水整治規劃，防止出現污水排放問題，以此保證城市用水的生態性。在設計污水管線時，管理者需正確看待污水處理工作，保證管網設計的合理性；二，污水規劃全面性。依據污水防控思想，參照石馬河項目周邊的生態環境，加強污水處理。結合各區域的污水處理情況，制定相應的污水排放要求，使處理廠的污水處理量處于有效控制范圍內；三，規劃污水管網時，需迎合“節能減排”思想，以此提高城市污水的處理速度，增強污水管網設計的有效性。在城市密集區域設計小型處理站，用于處理城市污水。采取此種規劃方法，能夠有效控制管網設計成本，增加可獲取的污水處理收益；四，建立環保治水聯合組，共同明確了石馬河的水質整治目標是“V類”。施工組織自2019年起進行雨污分流處理，工程內設計了1 400余個施工點，分別進行雨污分離處理。施工期間，埋管長度約為2 100 km，立管長度約為1 500 km，以此保證雨污分流質量。雨污分流處理后，建立了多個地塊進行水質專項管理，并針對區域內的輸水管線開展有效檢查，建立完整的輸水管網。其中，主管長度約為11 km，分支管網長度約為320 km，以此構建管網體系。將管網體系與污水系統相連接，讓雨水流向河道，把污水輸送至處理中心，以此減少河面污染物含量；五，針對污水管線的適用性，混凝土管線雖然表現出較強的抗壓能力，其工藝成熟，管線質量較好，但運輸支出較多、對管口的加工要求較高，管道極易發生流動問題，且管壁會長出不易清洗的物質。石馬河項目選用的是HDPE管，此種管線外壁為環形，內壁為PVC，表現出質量小、連接穩固、抗磨性強、不易腐蝕等管材優勢。

2.2 加強排口環保管理

2.2.1 排口整治分析

（1）排口污染情況。石馬河項目的中心位置是清溪鎮，此區域內人口約有32萬，石馬河經過清溪鎮的河流有44條。其中，26條河流處于嚴重黑臭狀態，黑臭程度稍輕的有11條，其余7條河流無黑臭情況。清溪鎮的污水排放口約有820個，采取明渠排放污水的點位是356個，其余463個排口均為暗渠。清溪鎮排口設計主要有生活污水、生產污水兩種類型[2]。此處是石馬河治水的關鍵區域。

（2）排口環保管理方法。應對管網信息不完整、各排污口方位不明確、多數排污口存在坍塌堵塞等問題，積極解決污水四溢、水環境污染等環保問題。經過多方聯合，共同給出了排口環保管理的整治方案。施工單位派遣專人，參照管網運營組織給出的污水井位置，進行深挖找井。深挖發現：污水井被埋在地下＞-2 m的位置。經過多方人員仔細確定，排查出管線堵塞的原因，進行管線疏通處理。

（3）調查排口污染情況。采取摸排調查的方式，全面復核、核實排水口位置的污染情況。調查項目包括：排口材質、排口類型、排口規格、排口所在道路、排口高度、水流速度、水流量、水體顏色、水體嗅味、水中懸浮物等。針對管徑≥300 mm的情況，獲取其每日排放量、排放水質等詳細信息。如有污水排放問題，及時鎖定污水源頭。其中，排水口材質有三種：PVC、木泥管、磚混。確定排水口方位的流程如下：一，將初期設計的排水口資料導入CAD中，使用奧維地圖進行分析。以各鎮區、河涌為地理單元進行巡查；二，如果初期設計的排水口方案準確，借助其坐標確定排水口位置。如果信息有誤，需結合實際排口位置標記位置偏差量；三，排水口編碼管理。確定各處的排水口方位后，逐一進行位置標記，在底圖標記具體的位置、編碼等信息。初期排水口的編碼形式為：“河涌簡稱+排水口類型簡稱（污水口，w；雨水口，y；混流口，H）+流水號”。監測排水口的排水質量時，≥300 mm的原排污口不予處理，測定新排口、原排口的排水量、排水流速等信息。

（4）擬定排口環保治理方案。以河道為沿線追溯各排口位置。利用明渠、暗渠兩種類型的排口，逐一追溯調查形式，能夠有效查出排水口的相關信息，包括排水口尺寸、管道質量、排污類型等。結合調查結果，對比初期的設計方案，更正排口方案。明渠排口檢查時，以人工測定形式為主。確定暗渠參數時，如果截面規格不大，可利用激光掃描技術獲取暗渠斷面、排口方位等各項參數。采取“雨污分流”方法有效封閉排污點，防止污水排入河道。針對城中村路網規劃錯亂的情況，采取總口截污方法，將污水輸送至集中處理點。一，排口源頭截污處理。排口位置的污染物較多，可采取雨污分流設計方法，從管線源頭進行水流劃分。管線改造完成，封堵此污水排放口，讓雨水正常排入河道；二，入河口截污處理。非工業區的暗渠排口兩邊均設有截污裝置，依據河涌沿線情況給出截污處理方案。使用污水管線、調蓄池進行污水輸送。沿河位置使用PVC管建立污水輸排體系，防止生活污水排入河涌。河涌兩側未設截污裝置的暗渠，采取上側截污設計，以此有效截流污水。工業區內的排口整治，采取統一規范排水管控方法。如有偷排、漏排等問題，需由執法者提供相關違規資料。經過排水執法，消除偷排、漏排的點位，促使企業自行建立污水排水管網[3]。

2.2.2 石馬河排口環保管理方案

石馬河項目內共設有7 700個排污點，以排污點為起點，創建排污、市政等各輸水體系的關聯關系，合理劃分排口類型。參照排口特點，明渠有4 410個，暗渠有5 512個。采取雨污分流、管網細化、截流疏排等措施消除排口，以此防止工業、制造業生產污水排入河道。

2.3 修復受損水文項目的環保措施

2.3.1 建立水環境資料庫

石馬河項目需建立水環境資料庫，動態更新各點位水質信息，便于相關人員準確掌握水環境治理進度，增加水環境整治的有效性。水環境資料庫中，含有較多的數據資料，建庫需參照水生植物的生長特點，實施相應的植物保護工作。獲取水環境的相關信息時，可使用“藍藻治理”“污染控制”等技術，以此保證信息獲取的完整性。

2.3.2 河道清淤技術

工程流域中混有較多的淤泥，且有一段時間未予清理，由此增加了底部淤泥的堆積量。經過實地勘察發現，初步估算淤泥量不少于3.5萬立方米。淤泥堆積是加重流域污染，導致水質惡劣的關鍵因素。如果淤泥厚度較高，將會降低流域整體的蓄水性。為此，石馬河項目水環境修復的首要工作是清除淤泥。實際清淤量達到5.12萬立方米。

2.3.3 活水補水技術

在流域內混有較多的淤泥，會削弱水體自凈能力。以生態環保為項目修復出發點，合理利用活水補水技術，有效修復石馬河水動力，以此增加水體流動能力，逐步修復水體的凈化功能。活水補水技術是利用水利設備激活水動力，有效控制污染物的混合量，增強水體流動能力，以此逐步達到水質凈化的目標。石馬河使用活水補水技術的操作流程如下：一，底層增氧，恢復流域氧含量。石馬河項目中的黑臭情況較為嚴重，黑臭水體表現出較強的耗氧性，會消耗水中60%～90%的溶解氧。石馬河項目采取生態活水整治方案，借助機械活水、生物制劑，有效增加流域底層的溶解氧含量。清除淤泥后，流域底層產生的氧化還原層可用于培養微生物棲息地、培育多樣性的水生植物。氧化還原層具有一定隔絕功能，能夠降低有機物的散發量，以此保持水體含氧量的平穩性；二，利用微生態制劑保證治水效果。使用活水治水技術，黑臭水體的整治成本約為60至100萬元/立方千米，此技術表現出較高的節水、節能優勢。黑臭水體自行增氧、恢復至生態狀態至少需要10天，最長需數月。石馬河項目使用生態活水技術后，在3天內迅速改變水體生態功能，使流域擁有一定生態凈化能力，有效控制藍藻生長。配合引水、補水、種植水生植物等措施，投放一定量的浮游藻種，以期打造出多樣性的水生環境，全方位增強水體生態性。經過活水治理后，石馬河黑臭污水問題在15至20天內完成治理，再未出現黑臭現象[4]。

2.3.4 曝氣增氧技術

石馬河水體出現的黑臭現象，主要是由水中含氧量較小，流域內含氧量不充足，致使厭氧生物數量增加引起的。在厭氧水生物與有機物發生反應后，會釋放出較多的甲烷，使水體散發臭味。為此，可選擇曝氣增氧技術，向河域補充一定量的氧分，以此抑制厭氧水生物的生長。曝氣增氧技術有多種類型：一，機械曝氣。外觀形態具有一定美觀性，停止增氧時，不會出現在水面上。此種增氧技術，在增氧均勻性、增氧有效性等方面存在技術欠缺，且增氧期間會消耗較多的電量。此種曝氣增氧方法適用于水景觀設計，要求水深大于0.5 m。石馬河并未進行景觀設計，不適用此種曝氣方法；二，超微孔曝氣。此種曝氣增氧技術增氧效果較好，擁有較高的通氣量，充氧速度快，節能性更強。在此技術使用時，可能出現曝氣裝置堵塞問題，氧氣轉化效率較低，約為14.7%至39.31%，此技術適用于水深大于0.6 m的水域。石馬河處理黑臭問題后，100余條河道均需進行增氧處理，此技術氧轉移能力較低，無法高效完成100條河道的增氧處理；三，太陽能曝氣。此技術適用于接電不便的工程，增氧效果不明顯，需聯合其他生物。石馬河整治初期，河道內生物種類較少，不宜選擇太陽能曝氣方法；四，MABR膜曝氣。此技術具有較高的氧轉移能力，且能耗低，膜體可承載較多的微生物，具有較強的除污效果，適用于水深大于0.8 m、流速小于1.5 m/s的河道項目。經過對多個曝氣增氧技術進行對比，石馬河最終選定MABR膜曝氣技術，邀請專人現場指導，保障各條河道增氧的均衡性[5]。

2.3.5 環保修復工程量統計結果

石馬河治水期間的修復工程，如表1所示。

表1 石馬河治水期間的修復工程

自2020年起，加強石馬河水質管理，使其保持Ⅴ類級別，進行多次水庫清淤工作。石馬河所在區域內居民人數較多、城市建設項目眾多，需保證水質，防止水體受到污染。為此，采取河道緩沖帶的設計形式，以石馬河沿線為基準，建立河道緩沖帶，以此進行截污處理，抵擋城市生活、工業生產等各類污水成分。河道緩沖帶規劃了80 m2左右，含有凈化、過濾等功能，以此有效減少入河污染物含量。

2.4 集中處理污水

石馬河項目建立了多個污水處理站用于集中處理城市污水。表2是石馬河項目污水處理廠的規劃情況。

表2 石馬河項目污水處理的規劃情況

在集中處理污水期間，石馬河項目引入“現代水利”思想，借助物聯網、GIS等各類先進技術，有效布設水質監測點，利用各類水質信息，建立水質管理平臺，線上監控城市水環境。

2.5 環保治理效果

各項治水措施自2019年開始實行，2年內石馬河水質達到V類目標。各類治水措施聯合智能技術，同步進行水質監管，有效修復城市水環境，污水管控效果較好。石馬河項目治水效果如表3所示。

表3 石馬河項目的環保治水效果

由表3治水前后的數據對比發現：治水效果顯著，成功提高了石馬河水質。

3 結語

綜上所述，石馬河項目在多方聯動、多措并行治水的努力下，水質始終保持在Ⅴ類。工程中，合理使用了雨污分流、排口管理、水質監測等多項技術，減少污水處理量，防止污水排入河道，及時發現污水問題，以此迎合生態環保戰略。