谈合肥新站高新区河东水库黑臭水体治理

张 德 彬

(合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230041)

1 项目建设背景

2015年4月16日，国务院正式发布国发[2015]17号水污染防治行动计划，明确城市人民政府是整治黑臭水体的责任主体。第二十七条提出“整治城市黑臭水体，采取控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生态修复等措施，加大黑臭水体治理力度，每半年向社会公布治理情况。直辖市、省会城市、计划单列市建成区要于2017年年底前基本消除黑臭水体。

合肥新站高新区处于合肥经济圈内合淮工业走廊地带，是合肥市“141”空间发展战略中北部组团和东部组团的重要组成部分，紧邻中心城区，是合肥未来城市空间和功能的重点完善拓展区，园区面积204.7 km2。

河东水库位于新站区，是安徽省在册小(二)型水库，具有灌溉、防洪、养殖、旅游综合功能。该水库于1973年12月建成蓄水，水库流域面积6.27 km2，总库容61.53万 m3。水库洪水标准按20年一遇设计，300年一遇校核。2009年随着水库汇水区的建设和开发，水库的主要功能已由农田灌溉转变为城市景观水体，水库的水质也逐年下降由原来的Ⅲ类水，到治理前的劣Ⅴ类水。为了消除水体黑臭，改善区域环境，河东水库被列为合肥市黑臭水体治理项目之一。

2 水体黑臭成因分析

根据水质检测结果，结合水体黑臭级别判定指标，河东水库呈现阶段性重度黑臭，其中氨氮是其主要影响因素，水质检测见表1。

表1 河东水库及河道水质检测表

根据污染源调查分析，造成水体黑臭原因可归纳为以下几点：

1)点源污染。经调查，河东水库水体共有3处排污口，其中1处为污水直排口(下游污水干管尚未连同，临时做的污水溢流口)；2处道路雨水管道排放口(排放口上游雨、污管网存在6处混接点)。

2)面源污染。河东水库流域范围内，用地基本为教育科研设计用地、仓储用地等，流域内无工业、企业等重污染源，其面源污染主要为道路、在建的工地、城中村、菜市场等场地的地表污染物随降雨流入水体中。区域内雨水管道养护频率不足，管道内的沉积物也会随降雨流入水体中。

3)内源污染。河东水库及河道底泥中总氮、总磷超过正常值。经过调查，由于污水处理设施建设时序的问题，曾有超过污水厂处理负荷的污水直排入河东水库中，形成污染的底泥。水库自建成后尚未进行底泥清淤，岸边水生植物的残体未清理、水华藻类、垃圾形成腐败污染物，也造成了底泥的污染。

3 设计技术路线

结合河东水库污染源和周边环境条件，在系统分析黑臭水体污染成因基础上，确定水体整治措施，见图1。

4 工程设计

4.1 控源截污工程

河东水库汇水范围内排水系统为雨、污分流制。根据点源污染调查结果，水库汇水范围内主要有6处污水排放口，排污总量约650 m3/d。本次污水排放口多为企业或学校雨污外接管混接造成，不存在大面积的合流区域，主要解决方案为由区行政执法部门责令相关单位进行整改，从源头杜绝污水排入雨水管道的现象。

由于相关单位整改需要一定时间，同时梦溪路污水出路暂时无法打通，为了保证河东水库黑水治理效果，设计考虑在岱河路和梦溪路排入水库的雨水出口进行末端污水截流，截流后的污水经提升泵站(与初雨处理站合建)排入岱河路污水管道。本工程截流倍数取n0=2，污水截流井按此设计，截流的雨季污水量按Qj=(n0+1)×Qh计算。经计算，污水近期截流量为2 000 m3/d。

4.2 初期雨水处置

1)进、出水水质。

结合汇水区面源污染调查结果，设计考虑设置初雨处理措施，消减入库径流污染保证水库水质。综合考虑雨天溢流污染的水质变化特征，基于现有的初期雨水水质监测数据和合肥市类似工程，最终确定本工程初期雨水设计进水水质，见表2。

表2 初期雨水设计进水水质表 mg/L

目前，国内外对初期雨水处理尚未制定具体的执行标准。参考合肥市类似工程经验，本工程设计出水水质以TP为控制指标。河东水库水质目标为Ⅳ类水体，参照GB 3838—2002地表水环境治理标准中Ⅳ类水体标准确定，TP处理后出水水质不大于0.3 mg/L。

2)调蓄标准及容积计算。

考虑合肥市降雨特性、国内标准及合肥市同类工程案例，确定本工程初期雨水截流标准为5 mm降雨量。

经计算，初雨调蓄池容积取15 000 m3，见表3。综合考虑投资、用地、运行效益、环境效益等因素，初期雨水在调蓄塘内的停留时间不超过3 d，即处理设施运行时间为3 d，则处理设施的规模为5 000 t/d。

表3 初雨调蓄池容积计算表

3)初期雨水处理工艺选择及工作流程。

本次工程以初期雨水作为处理对象，进水TP平均浓度远低于常规生活污水，污泥量相应并不会太大，加药量及排泥量均不是主要问题。为了节约用地及投资，减少运行费用，降低运行维护难度，采用高密度沉淀池(DENSADEG工艺)作为初期雨水处理工艺。此外，为了进一步提高出水水质，本工程在混凝沉淀工艺后端增加过滤设施。考虑到本工程对处理设施占地、运行管理等要求较高，因此本工程推荐采用滤布滤池。综上，本工程初期雨水采用“高密度沉淀池+滤布滤池”的初期雨水处理工艺。

旱天时，雨水管内的混接污水经截流管输送至进水闸门井，经格栅拦截后，旱流污水通过提升泵排放至市政污水管道。

雨天时，初期雨水经截流管道输送至进水闸门井，通过格栅去除雨水中垃圾和杂质，经进水提升泵房提升后进入调蓄塘，当调蓄塘达到设计调蓄容积时，关闭闸门井停止进水。通过中间提升泵将调蓄的初期雨水提升至处理设施，依次通过高密度沉淀池和滤布滤池进行处理，初期雨水处理过程中产生少量的污泥和反冲洗废水收集后由旱季截流泵排放至市政污水管道，见图2。

4)初期雨水处理站设计。

调蓄处理站采用一体化形式，内设提升泵房、处理装置和变配电间，充分体现集约化用地原则。调蓄处理站采用半地下形式，建成后进行一面外露、三面覆土绿化，充分融入公园，减少对周边环境的影响。为了便于设备及人员进出，调蓄处理站设置道路与公园园路连接。

调蓄处理站室内上层地坪标高设为27.0 m(水泵层)，顶板标高设为34.2 m，室外道路地坪标高设为30.0 m，绿化标高由调蓄处理站自然坡向四周。

4.3 内源治理工程

根据检测报告，河东水库底泥中总氮总磷超过正常值，底泥中氮磷释放后将加剧水体的污染，对水库及河道进行清淤疏浚能够消除水体的內源污染。根据检测，水库淤泥深度0.2 m～0.7 m，清淤面积12.65万 m2，平均清淤深度0.54 m，清淤总量约为7.1万 m3。

清淤方式采用“干塘清淤+传统堆场干化“。为了在施工后保留水库一半的水量，以便于维持水库景观和后续水生植物种植，将水库划分2个施工段分段修筑围堰，围堰内积水排干、库底露出后，用履带挖掘机下到库底挖掘，通过输送带把淤泥送上岸边自卸车，自卸车把淤泥运至淤泥堆场进行堆置。

4.4 水质净化、生态修复工程

水生植物技术以生态原理为指导，将生态系统结构与功能应用于水质净化；充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质；利用生物间的相克作用来修饰水质；利用食物链关系有效地回收和利用资源，取得水质净化和资源化、景观效果等结合效益，见图3。

水库内共布置9种沉水植物共7.2万 m2，10种挺水植物共1.3万 m2，2种底栖动物共2 500 kg，5种鱼类共3 200 kg。

5 治理效果及经验总结

本工程于2016年中旬开工、2017年中旬竣工，经过治理后河东水库水质已消除黑臭，达到了预期的治理目标。

为了保证黑臭现象不反弹，在雨污混接改造完成后需要加强区域管网日常管理和监测，严格执行国务院《城镇排水及污水处理条例》。对私自改造管网造成雨污混接的单位和个人予以处罚，限期整改。

末端截流和初雨处理系统不仅针对初期雨水，还对现状市政管网的沉积物、建设开发时施工废水、“大排档”污水等有一定的处理作用。要让这个系统发挥最大消减污染物的作用，需要在后期运行管理时积累排水系统各节点降雨量、水质、水量等数据，不断优化相关设施的运行控制方式。

建议管理部门增加管养经费，让排水管道养护成为常态化工作，采用有效措施将沉积在管道中的淤泥清出来，这是减少溢流污染最有效的措施之一。