城市黑臭水体治理污水截流问题

来源:建树环保 2020-03-24 15:54:25 40

  近年来, 随着城市化进程的加快, 城市规模日益扩大,市政基础设施明显不足,排入城市水体的污水量不断增加,导致城市水体出现季节性或常年黑臭现象。国务院于 2015 年 4 月颁布了《水污染防治行动计划》,提出到 2020 年全国水环境质量得到阶段性改善, 污染严重水体较大幅度减少,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。 控源截污是城市黑臭水体治理的首要措施,而污水的截流又是重中之重。 污水截流方案设计的优劣直接影响到工程实施的经济性和可行性,决定城市黑臭水体治理的效果。 由于黑臭水体区域的特殊性,方案设计在设计原则和关键问题上应因地制宜,才能达到有效治理。

  1 城市黑臭水体的特点

  城市黑臭水体是呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适的气味的水体的统称。 城市黑臭水体具有以下 4 个特点:1)水体有机污染较严重,富营养化较明显;

  2) 颜色呈黑色或泛黑色, 具有极差的感官体验;3) 散发刺激的气味;4)水体中 DO 较低,透明度较差, 氨氮较高。

  2 城市黑臭水体的形成原因

  城市黑臭水体的形成原因大体有 3 个:1)随着城市规模的扩大,用水量增加,导致河道径流量减少,水体自净能力降低。 2)大量的污水排入河道,污水的排量已超过水体的自净能力。 排入河道的污水可分为点源污染和面源污染。 点源污染是指有固定排放点的污染源,如工业废水及生活污水,由排放口集中汇入受纳水体;面源污染是通过降雨和地表径流冲刷,将大气和地表中的污染物带入受纳水体,使受纳水体遭受污染,包括初期雨水径流污染、农业生产地下渗流等。 3)城市防污治污不到位,黑臭水体周边区域形成污水污物的排放区,加剧黑臭水体恶化,如此恶性循环,慢慢成为环境治理的死角。

  1 污水截流的重要性

  城市黑臭水体应按照控源截污、内源治理、水质净化、生态修复的技术路线进行治理。 其中控源截污是黑臭水体治理最有效的工程措施,也是其他技术措施的前提。 控源截污应从全方面控制,包括城市污水的排入、降雨过程中空气中污染物的进入以及固体垃圾的倾倒。 其中城市污水的排入又是主要需要控制的污染源。

  单纯的污水管道和较小的雨污合流管道应直接接入设计污水管道。 较大的雨污合流管道应采用截流的方式收集污水。 截流方式分为下沉式截流和挡墙式截流,应根据实际情况因地制宜选择。 下沉式截流即截污管道管顶高程低于现状合流管道管底高程。 挡墙式截流即截污管道管底高程高于现状合流管道管底高程,需在合流管道内设置挡墙,将水位抬高后才可流入截

  污管道中。 对于现状合流管道或渠道较高的,采用直接下沉式截流方式。 对于现状合流管道或渠道高于设计污水管道不多,或与设计污水管道高程基本一致的,应采用挡墙式截流方式。 挡墙式污水截流管高度不宜过低, 避免设计截污干管下游堵塞时, 污水倒灌到上游的合流管道或渠道中,最终通过溢流管进入河道;但也不能过高,以免影响合流管道或渠道上游污水的顺畅排除。

  1 污水截流方案设计中关键问题的讨论

  1)污水排除规划问题

  城市黑臭水体一般位于城乡结合部或者城市外部农村地区。 城乡结合部和城市外部农村一般是城市外扩的主要区域, 这些地方一般尚未编制规划, 或者按照城市规划拆迁后为城市绿地,即规划中没有市政管线。 由于属于城市边缘区域,没有相关资料的积累,区域截污规划编制工作费时费力,规划方案短时间内很难形成。 但是城市黑臭水体的治理刻不容缓,而截污工程设计需要规划的支撑。 因此,为了解决设计问题,保证截污工程设计的顺利进行,设计单位和规划单位应进行详细的沟通,可针对截污工程编制近期的截污规划,以指导设计工作的顺利进行。

  2)河道规划问题

  截污管道设计中还要注意河道规划问题。 对于有规划的河道,设计截污管道应充分考虑河道规划,避免进入河道蓝线内,避免对河道整治造成影响。 对于尚未规划的河道,根据实际情况,有条件的尽量远离河道上的开口线。对于穿越河底的管道,应征求产权单位意见。同时在高程上应充分考虑河道清淤,不要铺设过浅,应给河道清淤留有余地。

  3)下游出路问题

  城市黑臭水体形成的原因之一就是周边污水的汇入。 这些区域由于历史原因,或者是不存在市政污水管线, 或者是雨污合流直接入河, 更不具有污水处理设施。 由于原来人口较少,污水排放量未超出水体自净能力,污染问题并不突出。 但随着人口的增加,污水排放量已经远超出水体自净能力,水体水质变差。 由于污水没有下游出路,污水截流设计方案很难编制。 就算上游污水和雨水分流排放, 但由于没有下游出路, 最后不得不都排放到水体,这样的设计是失败的。 污水的出路对污水截流方案的设计至关重要。 因此方案设计前应尽量查找相关雨污水管线资料,充分了解周边雨污水排除情况,根据现有污水设施情况优化污水截流方案设计, 或通过重力管线接入现状污水管线, 或经提升泵站输送到现状污水管线,或建设临时处理设施处理合格后排放。

  4)截流问题

  现状排入河道的管道一般分为雨污合流管道和污水管道。 污水管道毫无疑问,直接接入设计截污干管。雨污合流管道一般采取截流的方式,将污水接入设计截污干管。 截流倍数的选择直接影响到工程的规模和截流效果。 截流倍数关系到工程的投资、管道的规模、施工场地面积及治理效果,对下游污水干管和污水处理厂也有影响。 截流倍数过大,下雨时下游管线或污水处理厂不能承受来水量,最终还是要溢流到河道,还浪费大量的投资;截流倍数过小,频繁的溢流可达到水体污染治理的效果。 因此在进行设计工作前应详细调查现状污水管线的污水量,不能以现状污水管道大小决定设计污水管道管径,应通过实际数据优化设计方案,达到理想的截污效果。 而对于较小管径的合流管道,建议直接接入设计截污干管。

  5)拦污问题

  城市黑臭水体周边区域市政设施不全,城市垃圾随意堆放,无人清理。 更有甚者各种建筑垃圾、厨房垃圾等直接倒入河道内,直接导致水体水质变差。 在进行污水截流设计时, 应充分考虑渠道周边环境, 在接入截污管道前视实际情况设置拦截设施。 如上游来水为明渠, 则接入口处应设置拦污设施, 减少固体垃圾进入管道,以防堵塞管道、水泵及处理设施等。 如上游来水为管道,则可不设拦污设施。 拦污设施间隙大小直接影响到日常的维护工作。 间隙过小,如若清理维护不到位,拦污设施堵塞后,污水又溢流到河道中;间隙过大,起不到对后续管道和设备的保护作用。 间隙大小应根据上游水质情况和下游水泵、处理设施的通过能力确定。

  6)污水收集问题

  城市黑臭水体周边的污水排放口较多,大部分为私自设置。 在污水截流设计中,是否每个排放口均设检查井直接接入截污干管应根据实际情况确定。 若所有排放口均设检查井接入截污干管,必然会导致过河管道数量和干线检查井数量较多。 因此,对于间距较近的排放口可合并后统一接入截污干管,尤其需要穿越河道时, 应就近连接后再接入截污干管, 减少过河管道数量。 如各排放口间距较远,应就近接入截污干管,减少管道总体长度,降低工程投资。

  7)近远期问题

  城市黑臭水体周边区域一般面临拆迁,拆迁后或为绿地或为新区。 因此,在进行污水管线设计时应注意设计方案的近远期结合。 对于拆迁后为绿地且近期就要拆迁的区域, 应尽量采用现有截污设施, 或就近建设小型污水处理设施,避免远距离调水。 污水管道和污水处理设施规模不宜过大,满足现状即可。 对于近期没有拆迁计划的区域,建议新建污水管道将污水接入污水处理厂,毕竟采用小型污水处理设施将污水处理达标的费用是昂贵的。 对于规划为新区的区域,方案设计时应按远期考虑, 或可实施区域按远期考虑, 避免污水处理设施和管线的改造。 对于有些地方按远期考虑由于空间问题难以实施的可按近远期结合考虑,尽快达到污水截流的目的。

  8)拆迁问题

  城市黑臭水体两侧的排污一般来自周边的建筑,这些建筑大多属于违建且距河道很近。 截污管道位置选择上面临较大问题。 截污管道路由上涉及建筑拆迁量的多少,直接影响到工程施工的难度和工期的长短,更严重的可能直接影响到工程的可行性。 因此污水截流方案的设计更需要现场实际的踏勘,才能做出可实施的设计方案。

  5 工程实例

  以北京市昌平区温榆河以南地区污水收集工程为例,简单介绍污水截流方案的设计思路。 北京市昌平区温榆河以南地区污水收集工程位于昌平区东南部,与海淀区、朝阳区、顺义区相接。 工程范围面积较大,存在多条河道和排水干渠。 按照现有规划,区域内部分村庄面临整体拆迁,部分区域内的污水应排入现状污水处理厂,部分区域内的污水应排入规划的污水处理厂。

  区域内应排入规划污水处理厂的污水,由于规划的污水处理厂尚未建设,所以污水直接排入河道。 区域内应排入现状污水处理厂的污水,由于配套管线不完善,所以污水同样直接排入河道。 污水的直接排入导致区域内的河道和干渠均成为臭水沟,最终汇入下游温榆河内。

  前期调查阶段, 经过深入的实地考察, 充分了解污水来源、排水情况以及河道周边用地性质,收集河道规划资料,配合规划部门编制了专项的截污规划作为设计方案的依据。

  方案设计阶段,由于温榆河以南地区面积较大,因此对不同区域采用不同的设计方案。1)现状污水处理厂收集范围内的污水,严格按照规划铺设污水管道,将污水接入现状污水处理厂进行处理。 对于服务范围内远期为绿地近期面临搬迁的村庄的污水,污水管道按近期实测污水量设计,避免远期搬迁后工程的浪费。 2)规划污水处理厂收集范围内的污水,采用近远期结合的方案。 服务范围内的污水用管道进行收集,在下游设泵站, 提升至邻近污水处理厂的污水干管中, 输送到污水处理厂处理。 污水收集管道按远期规划实施,避免远期改造。 下游的污水泵站及转输管道按近期污水量考虑。 由于来水存在河道截流,所以在泵站前均需设置拦污设施,以避免垃圾等固体对污水提升泵造成影响。

  6城市黑臭水体其他治理措施

  污水的截流只是控源截污的一部分,初期雨水的收集处理也十分关键。 在海绵城市的设计中植被浅沟、雨水花园等设施也是源头分散解决雨水径流污染的较好办法[3]。 控源截污只是城市黑臭水体治理的开始。控源截污后还需要有内源治理、水质净化、生态修复等一系列措施才能达到彻底根治。 内源治理是黑臭水体治理的基础保障性措施,包括清淤疏浚、垃圾清理等,为后续水体治理提供良好的条件。 水质净化是黑臭水体治理的阶段性措施,即通过一系列物理、化学、生物技术,对水体中的有机污染物、N、P 进行去除,增强水体的流动性, 同时提高水体中的溶解氧水平, 包括清水补给、人工湿地、曝气增氧、生态浮岛等措施。 生态修复是维持前期处理效果与水质长期稳定的关键措施,一般采用活水循环、河岸软化、植物恢复等措施。除了以上技术措施,管理单位的日常监管也是十分重要的。

  7 结语

  水环境保护事关人民群众切身利益,事关全面建成小康社会,事关实现中华民族伟大复兴中国梦。 城市黑臭水体应按照控源截污、内源治理、水质净化、生态修复的技术路线进行污染治理。 控源截污是城市黑臭水体治理的首要措施。 污水的截流方案对城市黑臭水体治理具有很大的影响,因此污水截流方案设计应结合实际情况采用不同的措施,通过对比,选择经济可行的方案,对黑臭水体进行有效治理。 同时,控源截污只是城市黑臭水体治理的开始,后续还需要内源治理、水质净化、生态修复等一系列措施才能达到彻底根治。

  广东建树环保科技有限公司是一家专业从事工业废水处理、工业废气处理和环境修复的环保设备研发与销售服务的企业。为工业企业和市政工程等项目提供工业废水处理、工业废气处理、有机废气VOCs处理的一体化解决方案,从“工程设计”、“工程承包”、“设备采购”、“安装调试”、“耗材销售”、“运营管理”、“环评办理”等环节提供专业的差异化服务,联系电话:135 5665 1700。

专业技术咨询
135 5665 1700