国务院印发的《水污染防治行动计划》 (以下简称“水十条”) 为黑臭水体治理划定了路线图和时间表, 即到2020年, 地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年, 城市建成区黑臭水体总体得到消除^[1]。

为进一步贯彻落实“水十条”, 深圳市水务局专门成立了“治水提质办公室”并提出治水提质计划, 2017年底要全面完成建成区36条 (45段) 黑臭水体治理任务。在2017年3月18日《住房城乡建设部办公厅环境保护部办公厅关于对部分城市黑臭水体实行重点挂牌督办的通知》建办城函[2017]216号文件中提出观澜河流域有3条黑臭水体重点挂牌督办, 分别为油松河、白花河、君子布河。白花河是深圳观澜河流域的一级支流, 水质较差, 沿途排污口较多, 上游呈浅黑色, 散发较弱臭味, 下游黑色, 散发较强臭味。

黑臭水体综合治理是专业性很强的系统工程, 国内黑臭水体的成因和机理、指标体系、评价方法、技术路线、处置对策等方面存在较多不足与瓶颈^[2]。城市黑臭水体的整治应以“控源截污、内源治理;活水循环、清水补给;水质净化、生态修复”为基本技术路线^[3]。本文以白花河黑臭水体综合治理为例, 探讨城市黑臭水体治理技术在工程中的应用, 并总结治理经验供读者参考。

根据深圳市治水提质办排查资料, 白花河黑臭长度为4.81 km, 黑臭级别为轻度黑臭, 为2017年住建部和环保部重点挂牌督办黑臭水体之一, 计划2017年底要全面完成黑臭水体治理任务。

通过对白花河河口2016年逐月水质数据整理得知, 白花河河口全年水质状况不容乐观, 在4项黑臭指标中, 透明度、氨氮两项指标超标最为严重, 出现的时间段多, 具体详见表1。

近年来, 随着我国城市经济的快速发展, 城市规模日益增长, 城市环境基础设施建设滞后, 城市污水排放量大幅增加, 致使大量污染物直接排入河道, 使水体中的COD、N、P等污染物浓度严重超标^[4]。水体中有机污染物含量过高时, 在好氧微生物的作用下, 有机物分解会大量消耗水中的氧气, 使水体转化成缺氧或厌氧状态。在缺氧和厌氧条件下, 水体中的铁、锰等金属离子与水中的硫离子形成硫化亚铁、硫化锰等化合物。悬浮颗粒吸附硫化亚铁、硫化锰等, 致使水体变黑;有机物腐败、分解, 产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质, 致使水体变臭。

黑臭水体具体污染源类型详见表2。

白花河现状污染严重, 其污水由生活污水、工业废水、合流制管道溢流等组成。流域内主要是厂房和城中村小区, 排水系统大部分是合流制, 合流制污水沿白花河两岸排口直排河道。虽然白花河河道综合整治工程已开始实施, 且在河道内新建了截污管道, 但是截污工程不完善、不彻底, 仍有部分排污口存在旱季污水直接入河问题。且白花河支流大水坑河目前截污管道还未实施, 大部分污水通过大水坑河直接排入白花河。

根据调查, 白花河未治理的排污口有58处, 旱季污水直排河道, 日均排水量约6 000m³, 白花河支流大水坑河日均排水量约63 000m³, 大量污水排入白花河导致河道黑臭 (见图1) 。

流域内面源污染较为严重, 主要有河道两侧的垃圾转运站、上游河道两侧施工工地水土流失、河道两侧农田施肥等污染物进入河道 (见图2) 。

根据现场调查及底泥测量情况, 白花河底泥淤积较厚, 淤积深度0.3~1.1m, 详见图3。白花河河道大部分河段纵坡较大, 水流速度大, 河道沉积淤泥主要集中在河道弯道或河口橡胶坝前河段 (见图4) 。污染物进入水体中后, 有一部分会积聚在底泥中。在一定的条件下, 累积于底泥中的各种有机和无机污染物通过与上覆水体间的物理、化学、生物交换作用, 重新进入到上覆水体中, 成为影响水体水质的二次污染源。

黑臭水体治理“问题在水里、根源在岸上;核心是管网、排口是关键”。经多方案技术经济比较, 并结合当地特点, 白花河治理方案采用了控源截污、旁路治理、垃圾清理、底泥清淤、就地补水等工程措施, 实现水环境质量改善, 恢复城市良性生态系统。

目前白花河未治理的排污口有58处, 治理方案针对排口的不同性质、不同口径, 分类进行截污处理。由于沿河道已经建有D400~800截污管道, 故近期将污水就近接入沿河截污管道, 远期结合流域内雨污分流管网工程, 将合流制管道雨、污水分离, 污水接入市政污水管道, 入河雨水口通过截流井截流初期雨水后接入沿河截污管。详细措施见表3、图5。

根据检测结果, 白花河支流大水坑河向白花河排放污水量约为6.3万m³/d, 由于大水坑河截污还未实施, 水量较大, 如直接排入附近市政管道, 会造成污水主干管溢流, 治理方案在大水坑河口实施总口截污, 将一部分截流污水进行旁路处理, 旁路处理采用超磁分离+曝气生物滤池工艺, 处理规模为4万m³/d, 共设置4套一体化设备。出水水质标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918—2002) 一级A标准 (除TN外) , 处理后的尾水作为白花河的河道补水。剩余的污水通过污水提升泵站抽排至附近市政管道, 进入下游污水处理厂进行处理。旁路处理提升泵站见图6, 旁路处理设施见图7。

治理方案采用底泥清淤方式, 将底泥从河道中移出后进行离心机脱水 (含水率80%) , 脱水后的底泥运至垃圾填埋场进行填埋。工程实施过程中运营单位对河道进行3次清淤处理, 清淤量约5 000m³/d。

黑臭水体考核主要以公众调查评议材料为主, 水质监测为辅。白花河治理完成后, 建设单位委托第三方编制了《白花河黑臭水体整治效果公众调查报告》。报告结果显示:此次问卷调查中, 对白花河黑臭水体整治效果表示“非常满意”和“满意”的比例达到94%, 经认定, 该水体整治效果达标。

建设单位委托第三方水质检测单位对白花河黑臭段布点检测, 按照《城市黑臭水体整治工作指南》要求, 白花河一共设置了8处监测点, 整治前进行了3次河道水质检测工作 (2017年4月28日~5月25日, 检测间隔约15d) , 整治后进行了6次河道水质检测工作 (2017年12月6日~2018年4月8日, 检测间隔约15d) , 整治前后指标数据见图8。

通过上面数据可以看出, 整治后白花河黑臭水质指标均满足不黑不臭要求, 白花河黑臭整治效果达标。

(1) 黑臭水体综合治理是专业性很强的系统工程, 应根据流域黑臭水体的具体情况制定相应的治理方案, 近远期结合、因地制宜、“一河一策”、“一口一策”。

(2) 白花河黑臭水体治理方案采用排污口整治、旁路处理、垃圾清理、底泥清淤、生态补水等综合整治措施, 整治后白花河整体达到不黑不臭, 4项考核指标 (透明度、溶解氧、氨氮、氧化还原电位) 均满足黑臭水体考核要求。

(3) 黑臭水体治理后, 可能会面临污染负荷再度升高等问题, 使得水体水质恶化和黑臭反复, 因此必须加强后期运行维护管理, 建议加快建立长效管理机制, 不断完善治理措施和评价体系, 确保水体长治久清。