黑臭水体综合治理——以昆山市某河道为例.pdf

CleaningWorld2023年7 月环保节能第3 9卷第7 期世洗清界文章编号：6 7 1-8 90 9（2 0 2 3）7-0 1 5 0-0 0 4黑臭水体综合治理以昆山市某河道为例孙家倩（上海威派格智慧水务股份有限公司，上海201800)摘要：近年来，城镇黑臭水体已成为影响居民生活的突出环境问题之一，而对周边具有密集居住区、学校、公园绿地等敏感点的河道的水环境治理工作，更具有紧迫性和代表性。本文通过对昆山市某河道进行实地调研和水质监测后，进行黑臭水体成因分析，并基于“污染源削减-水动力改善生境修复水生态系统恢复-维护管控”的治水原则，针对性的提出“控源截污一强化治理一生态修复”的综合治理方案。工程完成后项目河道消除了黑臭，水体中DO得到了显著提高、COD得到了显著去除，重构了河道生态系统，实现了对河道的长效治理的目标，该工程对于周边具有敏感点的城镇黑臭河道的系统治理案例具有借鉴意义。关键词：黑臭水体；城镇河道；控源截污；强化治理；生态修复；综合整治中图分类号：X52文献标识码：A0引言城市黑臭水体是指在城市建设规划范围内，遭受严重污染后出现的散发另人不愉快的气味，或者呈现令人不愉快的特殊颜色的水体的统称。黑臭水体阻碍着城市发展，严重影响了人民群众的身心健康，因此，快速高效的治理城市黑臭水体，是建设城市环境体系绿色生命线和维护城市生态平衡的重要内容。水体黑臭的根本原因是持续不断的污染物输入，包括外源污染和底泥中内源污染。基于此，一系列的河道治理技术被运用到了黑臭水体的治理中，包括物理法，如截污整治、疏浚底泥、环境调水、曝气充氧等；化学法，如化学絮凝、化学除藻等；生物法，如微生物净化、水生植物净化与修复、生态浮岛净化与修复、水生动物净化与修复、底泥生物处理与修复等。1工项目河道概况本项目河道位于昆山市周市镇，主要包括周市镇北部两条河道（XKH和YJB）。项目河道位于更楼圩，两条河道呈现T字型交又。其中，XKH河长度7 0 0 m，平均宽度在1 5 m左右，河道水深11.2m，不同区域底泥深度0.1 0.3 m。北段长约360m，驳岸为硬质仿圆木桩驳岸，硬质驳岸河道内有1 m宽的水下硬质化平台；南段长约3 40 m（含一小分支），驳岸为自然土驳岸。YJB长度约5 0 0 m，河道平均宽度在1 5 m左右，水深1.0 1.2 m，不同区域的河道底泥深度在0.1 0.3 m左右。河道的驳岸情况分为3 段：YJB西段与XKH相连的地方有80m左右的硬质驳岸；路以西为自然驳岸；路以东有小段圆木桩护岸。项目河道周边主要为生活区，周边情况相对简单，如图1 所示，汇水范围内主要为居住区、学校、公园绿地等。2水环境现状项目河道水体透明度较低，水体呈现轻微的浊灰色。通过对河道不同位置的地方设立采样点（图2），根据地表水环境质量标准（GB3838一2002)，对河道水样进行了COD、氮氮、TP及pH等指标的检测分析（表1）。作者简介：孙家倩（1 98 9-），女，博士，上海威派格智慧水务股份有限公司解决方案工程师，主要研究方向：河道水环境治理收稿日期：2 0 2 3-0 4-1 9。151第3 9 卷孙家倩黑臭水体综合治理项目河道XKH水共路康景路N项目河道-YJB项目河道周边水系周边道路公园绿地学校居民区图1河道周边情况示意图PK1PK2图2项目河道采样点位置示意图3黑臭水体成因分析3.1点源污染XKH北端靠近路的绿地上存在一片面积约为600m的小水塘，水塘内水深不足1 m，存在底泥发黑、垃圾堆积、水绵爆发严重等问题。水塘通过一道明渠直接与河道相连接，存在污染输入的风险。与此同时，XKH北段居民区存在混接排口，河道表面有明显的油污带，小区内入河雨水检查井内晴天存在水流；而在YJB周边中学附近发现了明显的污水直排口，虽然在排口处做了的围挡，但是气味和颜色都很明显。针对项目河道的典型点源污染进行取样分析，结果如表2 所示，数据表明小水塘内主要污染指标表1河道采样分析结果COD/氨氮/TP/点位(mg:L)(mg.L)(mg:L)pH1140.350.157.662171.610.217.743161.580.177.794241.370.167.665161.160.177.676171.20.187.797191.150.277.778140.860.127.99220.770.177.8710200.90.197.83ST500.470.327.54PK1211.540.187.74PK2195.790.167.88IV类水体301.50.36-9V类水体4020.4表2点源水质分析数据COD/氮/TP/点位(mg:L)(mg.L)(mg:L)pH小水塘500.470.327.54排口1211.540.187.74排口2195.790.167.88为COD及TP，初步判断污染物主要来源自底泥及植物残骸等的内源释放；排口1 的水质相对污染较轻，氨氮超出了地表水IV类标准；排口2 处的混合废水中主要污染指标为氨氮。3.2面源污染河流的面源污染主要来源于以下三个方面：（1）沿河雨水排口，涉及初期雨水及雨污混接污染的汇入。（2）X K H 靠近路有一小支流，沿岸存在部分居民自垦的菜地，施肥施药等种植环节会对河道水体造成一定的污染。（3）河道沿岸及河道内部存在垃圾堆积的情况，通过雨水的冲刷、浸泡、渗滤等作用，会对河道产生一定的径流污染的影响。3.3生态问题河道内的生态问题主要是河道硬质化以及生物多样性较为单一。河道内缺乏完整的生物链，没有形成挺水-浮水-沉水植物等群落在垂直结构上的分层，河道内水生动物生存环境不佳，生态系统稳定性较差。水生食物链单一，水体内水生动物多样性较低。4黑臭水体整治方案根据河道区域存在的点源和面源等污染现状，152第7 期清洗世界以削减污染来源、增强水体自净能力、恢复生态平衡和维护水体长效管养为核心目标，做出如下整治方案。4.1技术路线针对项目河道水质时有超标的现象，依据相应的水功能区划和水质要求，确定项目河道的水环境综合提升应基于：污染源削减水动力改善-生境修复-水生态系统恢复-维护管控的治水法则。项目河道的水质恢复应：（1）首先进行控源截污，对河道现存的点源、面源及内源污染进行削减控制；（2）其次对河道进行强化治理，包括增设强化复氧、建设滨岸海绵体加微生物活化措施等强化处理手段，强化河道自净能力；（3）最后进行生态修复及景观提升，通过构建水陆交错带、水下森林系统及水生食物链等手段，促进整体河道的生态系统的恢复。4.2河道功能划分结合河道现状，对项目河道进行功能区划。根据不同区域的地形特色及周边情况，将项目河道打造出三个不同的功能区：（1）生态涵养区：在XKH北部小池塘设置生态涵养区。此片为居民区附近绿地，周边重大无污染源，重点针对处理的应为水塘内部的底泥、垃圾以及植物残等固体废弃物，而该水塘水深0.8 1m，较适合沉水植物的种植。因此，在此处建立集“景观池塘+水源涵养+植物储备”等功能一体的生态涵养区，通过“垃圾水绵清理+底泥改良+微地形改造+沉/挺水植物种植+活水提升系统”打造生态涵养区，构造“生态塘+多级跌水”的景观池塘，同时兼备雨水净化、植物基地的功能。（2）亲水观赏区：在XKH北河段设置亲水观赏区。此河段两边为居民区，河道一侧别墅区内有亲水平台，另一侧靠近马路有漫步道，人群密度相对较大。河道北段通过防洪闸与外河相连，平时基本不开启，此段河道内水体相对静止，比较合适作为“水下森林系统”的重点打造区。因此，结合此段河道的特色，在人群密集且水体交换程度相对较低的河道北段，通过建立“浮沉水植物群落+景观喷泉+微孔曝气”打造亲水观赏区。同时针对此段雨水口存在混接的风险，针对小区的雨水入河口做“生态围隔”，削减初期雨水及混排污水对河道水质的影响。（3）清水活水区：在康景路以南的河道设置清水活水区。YJB东段设有排灌站，西段通过XKH南段与外河相连，此段河道在雨季丰水期，为此片水系行洪排涝的主要通道。区域总体长度接近800m，河道宽度在1 5 m左右，中间近路桥有一段长度7 0 m宽度8 m左右的束水带。针对河道的功能及特点，在此段河道建立“水下森林+水下草坪+水陆交错带”，打造清水活水区。4.3技术措施项目实施过程中根据不同污染源采用具有针对性的技术手段（1）雨水排口处理：为削减入河雨水口的初期雨水及混接污水对河道的污染，在XKH北段居民区雨水排口处设置预处理设施，削减入河污染物的量。预处理设施通过设置围隔作为反应池体，主要采用微生物工艺，通过在池体内布设填料，布设厌氧、兼氧微生物环境，通过设置增氧，形成好氧微生物环境。（2）底泥处理：采取原位处理的方式，通过投加底泥改良剂，以生化处理方法，削减河道底泥氮、磷营养盐的释放，同时还可以降解有机质。通过投加底泥改良剂促进底泥的氧化，减少黑臭物质及黑臭气体的产生，改善黑臭现象。（3）清水型水生态系统构建：构建内容包括水位调控与底质改造、沉水植物的选种与种植、鱼类群落调控和底栖动物群落调控。（4）微孔曝气：改善底部缺氧，促进水体溶解氧浓度以及微生物好氧分解之外，同时还具有促进局部水体微循环的效果，通过微孔气泡促进水体上下层的交换。与人工曝气复氧相比，微孔纳米曝气具有高效溶氧，气泡小、比表面积大、上升速度慢、水中停留时间长、衰减速度慢等优势。5整治后效果分析本项目自2 0 2 1 年运营开始，利用水生植物修复、底泥原位处理和微孔曝气等手段对河道进行整治处理，同时对河道水质参数进行定期监测，对比运营一年后，河道水体水质变化。如图3 所示，以YJB河道、XKH南段（XKH-S）和XKH北段（X K H-N）的水质参数作为记录研究对象，同时根据2 0 2 1 年对三处河口的水质参数记载，YJB河道的平均COD、氨氮、TP和DO分别为3 2.7、8.3 7、0.43和4.3 mg/L，而在项目实施运营一年后，可以发现YJB河道的水质得到明显改善，其中以COD的去处尤为明显。153第3 9 卷孙家倩.黑臭水体综合治理30(a)YJBCOD25NH-NTP20DO(.7.3u)/1510501月1 4日1月1 5 日1月1 6 日1月1 7 日1月1 8 日1月1 9日1月2 0 日1月2 1 日日期(b)1612(.7.3w)/x8XKH-NCOD4NH,-NTPDO01月1 4日1月1 5 日1月1 6 日1月1 7 日1月1 8 日1月1 9日1月2 0 日1月2 1 日日期16(c)12(.7.8u)/8XKH-S一COD-NH,-N4TPDO01月1 4日1月1 5 日1月1 6 日1月1 7 日1月1 8 日1月1 9日1月2 0 日1月2 1 日日期图32021年YJB（a）、X K H-N（b）和XKH-S（c）的水质参数2021年的XKH水质参数如COD、氨氮、TP和DO分别为3 0.7、4.3 7、0.6 2 和6.2 mg/L。可以发现在经过本项目的处理措施后，COD值得到明显降低，而图中COD值的上下波动，也是由于相比YJB河流，XKH附近以居民楼和中学为主，水系情况相对复杂，同时一月中下旬期间，人流量加大，相应的排放物较多，从而导致水质参数变化较大。但与2 0 2 1 年数据相比，水体中DO得到显著提高，水体中DO提高，意味着不存在厌氧及兼氧状态存在，相应也就不存在水体变臭变黑的情况。6结论与建议综上所述，针对昆山市黑臭河道，采取原位生态修复和化学处理技术相结合的方法，从源头遇制污染源的产生，针对不同污染物采取具有针对性的处理方法有效去除目标物，降低水体COD、氨氮等指标。坚持因地制宜、生态和景观相结合等原则，在保障修复环境的同时，结合工程区周边土地利用规划及景观控制要求，持续运维管养，在总体上构建水体感官效果好，景观层次丰富、协调自然的水生态景观体系，并通过管养运维保持河道景观体系稳定向好。参考文献：1张云霞，董建建，屠师明，等.排污口排查在河湖黑臭水体整治中的应用 J.城市勘测，2022(06):175-178.2王燕平.黑臭河道综合治理技术方案研究 D.扬州，扬州大学，2 0 2 1.3 冯小勇.城市黑臭河道治理的探讨 .城市建设理论研究（电子版），2 0 1 8(2 4):92.4王敏，唐景春，朱文英，等.大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性影响 .生态学报，2012,32,(14):4535-4543.5 刘连波.城镇河道生态修复技术优选研究 .水利科学与寒区工程，2 0 2 2,5,(1):40-43.6王慧娟，陈威，王家乐等，华中地区某黑臭水体整治工程案例 J.净水技术，2 0 2 0,3 9(0 6):49-5 3.7骆其金，谌建宇，许振成，等.黑臭河道生态修复中两种曝气器曝气效果的比较研究 C/第二届全国流域生态保护与水污染控制研讨会论文集，2 0 1 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