摘要：黑臭水體是城市發(fā)展過程中不良產(chǎn)物，在南方城市居多，目前國內(nèi)主要研究黑臭水體治理在南部區(qū)域，但是在北方地區(qū)，由于氣候、地理和人為開發(fā)影響，河道流域水體水量偏少，城市段河道黑臭水體中污水含量占到90%以上，對(duì)于北方地區(qū)河道黑臭水體的治理，合理的設(shè)計(jì)污水截流措施，是治理城市段河道的首要方案，要優(yōu)于生物治理，本文將針對(duì)北方地區(qū)，以唐山市古冶區(qū)石榴河城市段河道黑臭水體治理為例，對(duì)污水截流設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞：黑臭水體；污水截流；穿越河道；生態(tài)修復(fù)
1、石榴河黑臭水體基本情況
唐山市古冶區(qū)石榴河城市段北起趙各莊任莊子橋起南至大莊坨鄉(xiāng)新莊子水閘，共計(jì)11.7公里。由于石榴河沿線街道商戶私自改接排污口較多，位置分散，污水和生活垃圾直排入河，嚴(yán)重污染河道水質(zhì)，造成河道水質(zhì)變差，觀感性較差，形成黑臭水體，通過對(duì)上中下三個(gè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，石榴河水體指標(biāo)情況為：溶解氧（DO）1.2mg/L、氧化還原電位（ORP）171.3 mg/L、氨氮（NH3-N）14.0 mg/L，通過指標(biāo)顯示河道水體屬于輕度黑臭，但是已經(jīng)接近重度黑臭分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
趙各莊區(qū)域是石榴河的上游，在無水莊橋以北區(qū)域，污水管道私自排入河道現(xiàn)象較嚴(yán)重，是石榴河形成的黑臭水體的主要原因，河道內(nèi)垃圾成堆，廚余垃圾等通過厭氧發(fā)酵也是形成黑臭水體的原因；在河道中游，古冶區(qū)交通崗西側(cè)區(qū)域，新華小巷兩側(cè)，205兩側(cè)、古堿路以東區(qū)域，分布密集的工房和小區(qū)，有龍灣、新園、東街村等，污水直接向河道排放，形成了眾多污水坑塘，污水量較大，水面大，致使河水流速低，造成厭氧發(fā)酵，形成黑臭水體；在河道下游，古冶區(qū)過85號(hào)橋南側(cè)石榴河段兩側(cè)分布著綠野新城、名門靜園、南馬路兩側(cè)棚戶區(qū)、綠野花苑、華瑞康居、華瑞新城等小區(qū)，污水直接排至石榴河。
2、黑臭水體技術(shù)方案分析
2.1污水截流方案
治理黑臭水體，首先要治理源頭，將直接排放至河道內(nèi)的生活污水通過在河道兩側(cè)建設(shè)截流管道的方式，將排入河道內(nèi)的污水接入管道，排入下游污水處理廠處理，可以直接實(shí)現(xiàn)河道內(nèi)污水水源的問題，也就直接解決了黑臭水體，河道里沒有污水了，河道也就會(huì)變干凈形成清水環(huán)流，但是石榴河沿線商戶較多，由于歷史原因許多建筑直接做到了河道的護(hù)坡上，兩側(cè)建設(shè)污水截流管道難度非常大，遇到的老百姓的阻力和施工機(jī)械沒有實(shí)施空間等因素嚴(yán)重制約。
2.2生態(tài)修復(fù)水體技術(shù)
河道正常流水后水體不發(fā)生黑臭現(xiàn)象，滿足針對(duì)性各指標(biāo)符合《城市黑臭水體整治工作指南》中的要求，采用的生物技術(shù)即能消減沿岸兩側(cè)日常排污導(dǎo)致的外源性污染，同時(shí)也要滿足抑制消除河道底泥引發(fā)的內(nèi)源性污染，目前常用的河道黑臭水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要有：投加微生物種群，利用微生物消納污染物；在河道內(nèi)利用污水處理技術(shù)原理，增加曝氣等技術(shù)手段，利用接觸氧化原理處理河道內(nèi)污水；利用材料技術(shù)和物理化學(xué)技術(shù)，形成可吸附污染物質(zhì)的載體，達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。以上污水生態(tài)修復(fù)技術(shù)都是從目前污水處理廠技術(shù)上演變而來，但真正在北方地區(qū)實(shí)現(xiàn)的較少，目前河道水質(zhì)差異性較大，冬天氣溫較低，運(yùn)行是否穩(wěn)定等因素都是制約技術(shù)可行性的難題。
2.3清淤疏浚河道底泥控制內(nèi)源污染技術(shù)
由于河道內(nèi)污水和垃圾排放歷史久遠(yuǎn)，河底淤泥厚度已達(dá)到最大9米深度，最淺的地方也達(dá)到6米深，河道底泥厭氧發(fā)酵造成河水溶解氧含量降低，是形成黑臭水體的重要原因，但清理河道淤泥，工程量巨大，污泥也是嚴(yán)重的污染物會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，需要在河道內(nèi)對(duì)淤泥進(jìn)行原位修復(fù)，可以快速降低黑臭水體的內(nèi)源負(fù)荷，避免其他治理措施實(shí)施后，底泥污染物向水體釋放，原位處理技術(shù)是將河道內(nèi)污泥和底泥留在河底，采取措施阻止河底污泥垃圾等污染物進(jìn)入水體，即切斷內(nèi)污染源的污染途徑。目前，廣泛應(yīng)用的原位處理技術(shù)主要有物理淋洗、覆蓋(掩蔽)、氧化、引水、固化、鼓氣和電動(dòng)力學(xué)修復(fù)等技術(shù)，但目前技術(shù)方案只能緩解短時(shí)間污水污染問題，隨著時(shí)間的積累，河道底泥會(huì)增多，污染會(huì)反復(fù)。
3黑臭水體治理工程實(shí)例介紹
3.1黑臭水體整體工程方案
根據(jù)石榴河城區(qū)段流經(jīng)的區(qū)域特點(diǎn)，將石榴河分成三部分，上游為趙各莊區(qū)域，以北環(huán)為界，中游以85號(hào)地道橋?yàn)榻纾掠沃亮治鞯馈Ｚw各莊區(qū)域石榴河受地形影響，河道坡度較大，平均坡度在0.64%，河道內(nèi)水流較快，水位較淺，采用生物處理技術(shù)效果不好，考慮流量少，采用截流方式，建設(shè)納污系統(tǒng)，收集沿線污水；中游區(qū)域地形變緩，河道變寬，其中北寺道口以北區(qū)域排污管較少，集中在205區(qū)域，采用集中截污方式，由于此段河道內(nèi)已經(jīng)排入礦井疏干水，水量較大，將河道內(nèi)全部水量納入污水干管內(nèi)不現(xiàn)實(shí)，方案將在污水口集中的區(qū)域建設(shè)污水收集系統(tǒng)，排入污水干管；下游區(qū)域與中游類似，但是由于小區(qū)是集中排放，污水直排管道較少，但是水量較大，截留的方案采用局部設(shè)置管道接入污水干管中。根據(jù)以上方案分析，采用污水截流方案，河道內(nèi)污水可大部分收集，只有部分疏干水排入河道，疏干水水質(zhì)良好，方案可解決城區(qū)河道黑臭水體問題，根據(jù)市政專項(xiàng)規(guī)劃預(yù)測(cè)水量和實(shí)際污水流量分析，污水干管設(shè)計(jì)在上游管徑為d800-d1000，中下游管徑為d1200，排入下游污水處理廠集中處理。
3.2污水截流干管設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)分析
3.2.1污水截流干管選線
對(duì)于收集沿線河道兩側(cè)的直排污水，污水截流干管的選線涉及到工程的可實(shí)施性和工程造價(jià)，石榴河兩岸都是震后修建的老房子，標(biāo)準(zhǔn)低，距離河道近，設(shè)計(jì)污水管道管徑較大，埋深較大，選線重點(diǎn)考慮的因素是：河道兩側(cè)哪側(cè)污水直排管道的數(shù)量多；穿越河道的次數(shù)少；施工時(shí)有機(jī)械作業(yè)面；對(duì)周邊環(huán)境破壞的程度低；距離建筑物滿足凈距要求。石榴河截留工程污水干管選線上游主要位于河道左岸，中游段由于河道部分沒有污水接入且河道較彎曲，管道取直方式設(shè)計(jì)在河道右岸，部分設(shè)計(jì)在市政道路下，下游河道較直，但考慮拆遷和現(xiàn)狀因素管線沒有設(shè)計(jì)到排放口較多的一側(cè)，繼續(xù)設(shè)計(jì)在河道右岸，減少過河次數(shù)。
3.2.2穿越河道污水管道施工技術(shù)方案
由于污水干管只布置在河道一側(cè)，另一處污水支管需要穿越河道進(jìn)入污水管道，由于河底淤泥較深，地下水位淺，河道內(nèi)施工難度大，設(shè)計(jì)需要考慮管道基礎(chǔ)、回填、抗浮、河道護(hù)坡和擋墻、支護(hù)、臨時(shí)道路、圍堰等技術(shù)難題。本工程采用過河管道基礎(chǔ)下?lián)Q填0.3米厚級(jí)配碎石，級(jí)配碎石下?lián)Q填2米厚山皮石，并考慮0.5米的拋石擠淤量；過河管道上頂加500mm厚,管道兩側(cè)加1000mm厚C20混凝土包封，防止管道上浮；支護(hù)采用鋼板樁加內(nèi)支撐方式，降水采用井點(diǎn)降水方式；圍堰上頂寬4米，高4米，放坡1:1.5，圍堰采用壤土，填筑時(shí)先拋塊石（不小于1米）擠淤，壤土上方墊20mm厚級(jí)配碎石，填筑不得用河道開挖土方，迎水面采用1米寬砂袋圍堰，圍堰采用3根DN600單根長度10米的雙壁波紋管（環(huán)剛度6）排水，完工后拆除圍堰。
3.2.3合流管道雨污水拆分設(shè)計(jì)
由于現(xiàn)狀直排河道的管道大部分是合流管，在接入污水干管的同時(shí)還要考慮雨污分流措施，防止雨水排入污水管道對(duì)下游的沖擊，截流井設(shè)計(jì)有槽式和堰式截流井，由于本工程污水干管埋深比河道低，埋深相對(duì)現(xiàn)狀管道較深，有條件采用槽式截流井，溢流管采用上游管道參數(shù)，截流管道采用實(shí)際污水量設(shè)計(jì)計(jì)算。
結(jié)語
對(duì)于北方地區(qū)黑臭水體治理重中之重是截流污水，其次是采用其他手段減內(nèi)源污染，合理優(yōu)化污水截流干管的選線，減少過河和收水支管的長度，節(jié)省用地和滿足行洪要求是干管成果設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，如何設(shè)計(jì)好過河管道和拆分雨污水也是整個(gè)截流工程能否實(shí)現(xiàn)污水全部收集的關(guān)鍵，同時(shí)在工程實(shí)施的過程中滿足沿線居民的排放需求和出行安全，合理解決實(shí)際問題是工程進(jìn)展順利的保障。
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