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黑臭水体整治工程中控源截污技术探讨

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  摘  要:近年来,我国水污染问题日益严重,水资源短缺与水污染严重的矛盾日益突出,及时有效整治黑臭水体,实现绿水青山已成为我国当前最重要的任务之一。文章总结了环境保护专项组督查期间引起水体黑臭的主要原因,并且针对水系发达的南方城市,总结了黑臭水体整治中以控源截污技术为主的工程设计施工中的一些经验做法,以此为其他黑臭水体整治工程提供一定的参考。
  关键词:黑臭水体;成因分析;控源截污;技术措施
  中图分类号:X52         文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)10-0144-02
  Abstract: In recent years, the problem of water pollution in our country is becoming more and more serious, and the contradiction between the shortage of water resources and the serious water pollution is becoming more and more prominent. It has become one of the most important tasks in our country to deal with the black and smelly water body in time and effectively. In this paper, the main causes of black odor of water body during the supervision and inspection of environmental protection special group are summarized. In view of the southern cities with developed water system, some experiences and practices in the engineering design and construction based on the technology of controlling source and intercepting pollution in the treatment of black and smelly water body are summarized, in order to provide a certain reference for other black and smelly water treatment projects.
  Keywords: black smelly water; cause analysis; source control and pollution interception; technical measures
  國务院颁布实施的《水污染防治行动计划》(“水十条”)明确, 2020年年底前,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[1]。城市黑臭水体是群众可以直观感受的污染,已经成为各省市改善城市人居环境工作的重要内容,然而,水体黑臭的成因复杂、影响因素多,整治黑臭水体的工作系统性强,工作涉及面广。控源截污作为黑臭水体整治最有效的措施,解决控源截污的工程设计施工问题, 阻止污水直接进人河道, 对黑臭水体长效整治意义重大。秉承“一河一策”的原则,针对性地解决黑臭水体问题迅速成为行业热点之一。
  1 黑臭水体产生的原因
  2018年城市黑臭水体整治环境保护专项行动期间发现引起水体黑臭的原因主要有以下四类:
  控源截污不到位。在国内,许多污水管网系统不完善的老城区,排水体制大多为合流制,城镇污水管网系统不完善、管网截流倍数较低,降雨期间污水处理能力远远不足,以此造成雨季污水溢流入河形成水体污染。此外,很多城市的排水体制混乱,其非法排污口直接向水体排放污水。加之雨水排放口随意放置,即使是在雨污水分流地区,污水管私接乱接至雨水管的现象随处可见,这些现象促使附近水体污染产生黑臭。在一些偏远地区的工业区,由于环保意识薄弱而直接向水体排放工业废水或处理未达标的废水加重了水体黑臭。
  底泥污染未有效解决。一般地,在酸性、还原性条件下,大量有机物和氮磷等污染物将从底泥沉积物中释放,产生的CH4以及H2S等难溶于水的物质,致使水体黑臭。督查结果表明,大多黑臭水体重污染底泥未得到有效清除,通过清淤和打捞等措施清除水中的底泥、垃圾、生物残体等固态污染物未经检测而随意堆放,底泥堆放处缺少防渗、水保及安全防护措施的现象普遍存在。
  沿河倾倒垃圾等问题普遍存在。部分黑臭水体河面存在大面积漂浮物,河道被人为侵占。建筑垃圾和生活垃圾无序堆放于河岸,个别河道的正规垃圾堆放点存在垃圾超范围堆放等现象表明内源污染对黑臭水体的贡献较大。
  整治方案不完善。黑臭水体的形成具有地区差异性,其整治方案应该进行可行性、科学性、针对性全方位的分析从而保障黑臭水体整治工作的进行。然而,部分地区河道治理方案缺乏系统性和整体性,水质长期稳定达标存在风险。
  2 黑臭水体控源截污工程措施
  在“十三五”及“水十条”出台之后,黑臭水体整治工作由传统“末端治理”的模式向“全流域治理”推进,并“由点及面”地从过去的点源控制走向水环境的综合治理。控源截污是黑臭水体整治的根本,城市黑臭水体治理的关键是实现流域范围内彻底控源截污。控源截污技术主要包括截污纳管和城市面源污染控制两个方面,而铺设污水管道收集污水进行处理是最有效的措施。然而实际工程中很多截污纳管设施设量不合理,加之城市排水管网建设标准高低不一,管网错接或混接、运行维护不到位等一系列问题,都使得控源截污在黑臭水体整治中没有发挥其高效作用[2]。   截污管道大致有以下几种布置形式:沿河涌两岸道路敷设管道;沿宽广但非河岸的道路敷设管道;沿河堤边驳架小管径管道;沿河堤基础敷设截污管道;利用原有排水管道进行截污;实现雨污水管道分流建设[3]。
  对于水系发达的南方城市,黑臭水体截污工程设计施工可以参考以下做法:
  2.1 采取污水截流井和雨水溢流井相结合的模式
  污水截流井和雨水溢流井均是合流管道中非常重要的附属构筑物,污水截流井兼具截流和溢流功能,一般存在于合流制排水体制中,平时不下雨时收集全部污水;下大雨或暴雨时,其降雨强度及其所收集的水量超过其下游管道的输水能力时,多余部分水量从溢流井溢流而出进入现状河渠、冲沟等自然水体。而雨水溢流井只起溢流作用。当有大排污口接入时,或是截污干管已接入相当数量的小排污口的一定距离处需设置截流井。当设置截流井有困难,如截污管敷设在河涌内,加之河道窄,有大排污口接入时,敷设截流井往往占用河道面过多,此时设置溢流井在工程实践中更为合理。
  溢流井的设置通常有几种形式:堰板式、重形拍门式、橡胶鸭嘴阀式、设置闸板、用水位传感器代替溢流堰、溢流管式、多方向溢流井式、提高堰板空间等[1]。具体设置某种形式,需结合实地情况,充分考虑技术和经济合理性选择一种或多种形式相结合。
  2.2 重视内源控制,清淤疏浚
  清除、疏浚黑臭水体河床底部的淤泥、垃圾以及一些生物残体等,可直接消除底泥黑臭现象,相对快速的改善水质,提高水体泄洪和自净功能,有效的缓解水体的污染。其见效快、成本低,是短期内解决水体黑臭问题的一种有效手段。但清淤过程因扰动大易导致污染物大量进入水体,影响水体生态系统的稳定,同时大量的疏浚底泥不妥善处理将会造成二次污染。
  在控源截污初期,进行清淤、垃圾打捞及河道内水生植物的生态疏浚立竿见影。截污纳管的设计施工过程中,需要充分考虑内源污染的消除。若截污工程中管道敷设与河道内,清淤疏浚工作可与管道施工同步进行。若管道敷设于道路上,也需要将河道清淤列入工程范围,推进黑臭水体整治。
  2.3 灵活选用管道施工方式
  截污纳管的设计施工需要重视管道的施工方式。一般地,截污管在道路上的施工方式主要有大开挖(包括放坡开挖和支护开挖)、拖拉管施工、顶管施工等,在河道内敷设主要采用砼包封。
  一般在道路宽阔,管道埋深较小时,放坡开挖施工简单,较为经济。若道路地质条件不良或管道埋深加大到一定深度时,管道敷设需要采取一定的支護措施以保障安全。在进行污水管道施工过程中,为了不影响城市的正常交通与生活,拖拉管施工和顶管技术得到了广泛的应用。污水主干管埋深大,主要敷设于交通繁忙地区,顶管施工能有效避免开槽施工的风险和困难,常常被运用。污水支管穿越河流、某些主干道岔路口或者埋设达3~5米时,拖拉管施工运用广泛[4]。一般自流管采用顶管工法,对于压力管及高程没有太大要求的可以使用拉管。在两侧都有建构筑物的狭窄道路上敷设管道,需要对开挖和非开挖的施工方式进行技术比较,若采用开挖,需要充分考虑支护的具体做法及相关保障安全的措施,若采用非开挖的施工方式,需要对拖拉管施工和顶管施工的安全性进行论证后才可确定具体的施工方式。由于条件限制,管道需要敷设在河涌内时,往往采用砼包封的施工方式占用一定宽度的河道,同时在砼包封区域种植作物,改善生态环境。控源截污的污水管网建设是重大工程,管道的施工方式需要在保障安全的前提下,因地制宜、经济高效地采取不同形式的组合。
  2.4 充分利用现有河道沟渠
  水系发达地区往往形成诸多纵横交错、断面狭窄的小沟渠,常常作为排洪以及污水排放的天然出路。在人口密集地区,很多小沟渠岸边已经进行人工修葺。当沟渠两岸道路窄,无良好的施工条件时,截污管道需经沟渠敷设时,但是截污管敷设于沟渠中,往往占用渠道宽度较多,此时实际工程中往往采取明渠暗化的措施,考虑将宽度较小的沟渠改造成盖板涵进行污水输送。这种做法充分利用现有设施,大大降低了对周边环境的影响,还可以适当降低施工周期。
  2.5 与海绵城市建设同步进行
  初期雨水污染治理和控制是控源截污的重要内容之一[5],在工程中重视雨水处理处置设施的建设,在河流沿岸建设初期雨水处理设施单独处理初期雨水,可以有效地减少面源污染,使水体黑臭得到有效改善。另外,截污纳管工程中管道敷设的同时同步实施生态堤岸的建设,可以提高水体的自净能力,保持水体黑臭消除后水环境优质的长效性。
  3 结束语
  坚持问题导向的原则,客观分析黑臭水体的起因,可以针对性地改善黑臭水体的现状。控源截污推进了河道的截污及污染点源治理,通过贯通截污主干管,完善污水管网系统,使污水就地接入市政污水管道,并在河道整治中实践海绵城市理念,兼顾自然生态和城市景观,由点及面地解决黑臭问题。本文总结了水系发达的南方城市截污工程实践经验,通过经验分享推进了黑臭水体整治工作的进行。
  参考文献:
  [1]中国环境报.水污染防治行动计划[M].人民出版社,2015.
  [2]王少林.城市黑臭水体整治中控源截污改善措施的思考[J].净水技术,2017(36):6.
  [3]郑梅芳,林宪耀.污水管道布置及溢流井设置形式的优化分析[J].城镇供水,2013(1):32-36.
  [4]郑梅芳,袁伟强,林宪耀.小榄镇污水管管材及施工方法的应用[J].西南给排水,2012(4):61-63.
  [5]李骏飞,杨磊三,周炜峙.海绵城市与黑臭水体治理共同建设途径探讨[J].中国给水排水,2016(24):35-38.
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