浅析国内黑臭河道治理存在的问题及改进建议

2020-11-28张珊

科技与创新 2020年19期

张珊

（上海勘测设计研究院有限公司，上海200335）

随着经济及人口的持续增长，环境负荷日益增大，黑臭水体成为困扰居民生活的主要水环境问题之一。据生态环境部统计，自2015年以来，列入全国城市黑臭水体名单的有2100 条，分布范围遍及全国。为此，国家陆续推出了“水十条”、城市黑臭河道治理指南等政策，并在全国范围内掀起了黑臭水体治理热潮。然而黑臭河道治理道路并不平坦，河道治理状况反复，“返黑”情况严重，基于此，本文对现状治理技术进行分析，并探讨可能的改进方式，以期为后续黑臭水体治理提供参考。

1 黑臭水体形成过程及原因

“黑臭水体”通常指散发出刺鼻、恶心气味，呈现黑色或泛黑色，生态功能丧失的水体。国内外研究表明，水体产生黑臭是一个非常复杂的生化反应，其主要影响因素有污染排放、水动力、水温等。

纵观黑臭水体形成历程，黑臭水体的形成一般分为3个基本历程。首先河流承纳周边地块的大量排污，在水动力不足的情况下有机污染物质在水体中大量囤积；囤积的大量有机物在分解过程中消耗过量氧气，使得水体好氧速率远远大于复氧速率，水体逐渐呈现厌氧状态，水体原生态系统遭到破坏；在水体厌氧环境下，厌氧微生物大量滋生，并发生厌氧消化生成甲烷、氨气、土嗅素、“致臭”物质及FeS、MnS等“致黑”物质，导致水体发黑发臭。

通过黑臭水体的形成历程不难发现，水体缺氧是河流发黑发臭的直接原因，水动力不足是外部因素，污染负荷过重则是水体发黑发臭的根本原因。

2 目前黑臭水体治理方法分析

自从“水十条”提出2020年地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内的治理目标，全国范围的黑臭水体治理之战正式打响。随着河长制等政府管理制度的逐渐实施，各地政府的治理压力也空前巨大，“2017 消除黑臭，消灭劣V 类”等目标也在苏浙各地出现，因此，黑臭水体治理公司也在全国范围内遍地开花，各种治理技术层出不穷。然而，黑臭水体的治理并不是一项成熟的工艺，对国内大多数环保企业来讲，它都是种新技术，在缺少实践及理论研究的情况下采用某种治理技术，必将存在一定的局限性。本文研究并整理了目前的几种常用技术，分析其特点及存在的弊端，以期提出优化意见。

2.1 截污控源

黑臭在水里，根源在岸上，截污控源是黑臭水体治理的根本性措施。为了做好截污纳管工作，住建部推出《城市黑臭水体整治指南》和《城市黑臭水体整治——排水口、管道及检查井治理技术指南（试行）》，明确了截污纳管的重要性及整治思路。截至2016年年末，全国城市污水处理率平均为93.44%，但截至2017-05，城市黑臭河道仍有2100 条。大部分区域污水处理率的提升并没有显著改善黑臭水体水质，这一现象说明黑臭河道治理在截污方面仍旧存在不容忽视的短板。

2.1.1 历史欠账太多，老城区改造困难

中国老城区的排水管网多建在20 世纪八九十年代，管网建设标准低，排水能力不足，存在管网破裂、淤积、地下水下渗、河水倒灌等多种问题。加之老城区建筑密集，施工改造困难，现在的截污纳管多以改造为主，难以全面、根本逆转老城区排水问题，使得年年截污、年年污染的事件屡见不鲜。

2.1.2 缺少统筹，管网衔接不当，配套设施不足

对城区集中排水体制而言，截污纳管是个区域性、系统性的工程，一个管道不通可能导致整个管网瘫痪，因此必须做好统筹。现实中因城市建设时序、资金和管理认识的不足，往往出现建好的管道无处排水、新老管道链接不当、污水厂能力不足等现象，使得整个排水系统难以发挥预估效应。

2.1.3 面源控制不足

根据文献可知, 城市降雨径流中含有悬浮物、耗氧物质、营养物质、有毒物质、油脂类物质等多种污染物。这些污染物随径流进入江河湖泊，造成了水污染。随着点源污染控制的不断完善, 城市降雨径流所造成的面源污染所占比例正在日益提高，关于面源污染的控制也逐渐得到大家关注。然而，目前中国对城市面源污染缺乏系统深入的研究，控制手段单一，且缺乏相应的管理监督，使得目前绝大多数城市的初期雨水仍旧直排入河，造成目前城市河道治理效果“遇雨则毁”的尴尬局面。

2.2 底泥清淤

除外源污染外，长期累积在底泥中的污染物质是水体的另外一个重要污染源。有关研究表明，底泥中积蓄的污染物质在风浪、湖流、温度、人为活动搅动等外部因子作用下，会向上覆水体释放，对湖泊水质和富营养化过程产生影响。为控制和削减内源污染，促进水生态环境恢复和改善，各类工程均把底泥清淤作为水环境综合治理的重要措施之一。

去除底泥污染物的清淤一般被称为环保/生态清淤，它较之水利上的清淤疏浚具有规模小、精度要求高等工程特点。环保清淤近几年逐渐兴起，因技术及认识的不足存在以下弊端：①环保清淤需根据底泥现状、污染物释放模型、水生动植物影响评估等精准确定清淤深度，以保证在不影响生态基底的情况下去除污染物，然因工程时间仓促，一般的清淤工程前期调查不足仍旧沿用传统清淤的清淤深度，使得环保清淤名存实亡；②为减少对水体的扰动，环保清淤对设备的清淤深度及扰动控制精度要求高，当前国内技术只能将其控制在20 cm 以内，设备精度达不到环保需求；③国内淤泥处置技术发展较晚，目前处置成本较高且资源利用率低，此外，脱水填埋处置方式及淤泥渗漏水、余水排放前达标检测不足等问题，均存在二次污染隐患。

2.3 引水冲污

引水冲污，顾名思义即引洁净的水源稀释或置换湖泊、河流的污染水体，利用污染物的扩散及水体的天然降解能力进行污染治理。中国河网地区水网密集、水量充沛，因此引水冲污是当前河网地区治理水体污染效率较高的方法之一。

以福州内河水环境治理为例，2002年福州市建立了两条引水路线，利用新西河引水工程及大腹山引水隧洞对白马河水系、晋安河水系进行引水冲污。项目实施后，福州内河水质及水动力条件得到较好改善。然而随着工程的运行，福州内河引水工程的弊端逐渐凸显：①日常运行维护费用大，有关报告显示，每年泵站的运行费用数以千万计，财政负担较重；②尽管引入内河巨大的水量稀释了内河水体污染物的浓度，提高了内河水体的自净能力，但其作用仍然还是以冲为主，并未从实质上减少污染物总量，大量污水被排入与之相连的闽江下游北港河道，从而影响了闽江下游相应河段的水质及部分地区的用水。

由此可见，引水冲污虽能快速改善水质，但污染物总量削减能力弱，仅能实现污染的“转移”而非降解，不能从根本上解决河道污染问题。同时大规模的引水工程，改变了作为引水、补水对象的河流或湖泊的水位、水量等水文情况，对当地水生动植物的生存有可能产生目前无法预计的生态影响，因此在河道治理过程中必须慎重选择引水方案。

2.4 曝气复氧

河道曝气技术是采用人工曝气弥补天然曝气的不足，利用人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，从而改善河流的水质。曝气复氧技术以直接增加水体溶解氧的方式抑制厌氧反应，控制水体发黑发臭，是目前应用广泛、见效颇快的黑臭治理措施之一。然而单纯的曝气手段对氮、磷的改善作用相对较弱，即使消除黑臭后水体中仍旧存在大量的污染物质，而且曝气效果对曝气设备的启闭及曝气量依赖较大，一旦因故不能开启设备，河道的治理效果极易出现反复，因此曝气复氧技术一般只能用于应急或辅助设备，不能作为河道治理的主控措施。

2.5 生态修复技术

随着水环境治理工作的推进以及政府、群众对水质环境的要求不断提高，近年来以“稳定水质、修复生态”为主的生态修复技术在黑臭河道治理过程中运用逐渐增多。河道生态修复指在满足防洪、排涝及引水等河道基本功能的基础上，在河道陆域控制线内，通过人工生态修复等综合措施，构建健康、完整、稳定的河道生态系统，开展河道生态恢复、水质改善、景观提升活动。目前在黑臭河道治理中运行较多的有生态浮床、清水型生态系统构建技术等。以清水型生态系统构建技术为例，它以沉水植物的重建为重点，利用植物、微生物的吸附、降解功能净化水体，目前已广泛应用于水体的富营养化治理，但存在如下局限性：①高浓度氮磷会对沉水植物的生长产生胁迫作用，影响沉水植物的生长，所以当水体的氮磷浓度超过2～4 mg/L 时，需采取曝气、微生物等技术将水体营养盐浓度降低后方可采用该技术；②清水型生态系统的关键工程是大型水生植物的恢复，而水生植物的生长需要流速较缓、水深较浅的外部环境，所以目前该技术一般只适用于缓流浅水湖泊或河道，对于行洪河道或者较深水体还存在诸多技术壁垒；③清水型生态系统涉及生态、植物、水文、水力、环境等诸多领域，净化机理、影响因素等因素复杂，业内对水下生态系统的认识较为不足，在实际运用中存在处理效果难以量化、系统不稳定、长期维护等问题。

前文中对目前常用的几种处理方式的原理、效果、适用范围、主要问题等进行了简要分析，不难发现目前的主流技术中都存在各自的局限及弊端，但在目前黑臭河道迫切治理的需求下，治理急于求成，为了断面达标，盲目采用各项技术，使得河流治了又治，黑臭反复，大量的资金被投入但却未产生应有效果。

3 治理建议

单体的技术往往都存在各自的局限性，河道的“黑臭”问题不可能通过某一项技术得到解决，河道的黑臭治理应该是一个系统性、整体性、区域性、长期性的治理过程。笔者结合自身实践经验，对黑臭河道的治理提出以下建议。

3.1 “截污控源+内源治理+生态修复”系统治理

必须认识到黑臭河道治理是一个系统并且长期的治理过程，不能为了某个时间点、某个断面的达标，将有限的资金投入到“面子”工程。黑臭河道的治理需从根源入手，在充分认识河道症结的基础上，采用“截污控源+内源治理+生态修复”的治理思路，多管齐下，改善河道水质，恢复水体生态系统。

3.2 改变“分流制”一刀切的截污模式

截污控源绕不开排水体制的问题，从目前国内的截污体制来看，新建地区采用分流制体系，旧城区的合流制改造也以“合改分”为主。但笔者认为，合流制与分流制之间并不存在分流制强于合流制这样简单的对比关系，合流制存在溢流污染，分流制存在初期雨水污染，具体采取何种排水体制应根据实际情况分析比较确定，不能片面采用分流制“一刀切”。对于旧城区、雨污混接情况严重的地区，改建分流制工程量大，且难以实施，应该从合流制溢流污染的控制入手，保留合流制系统，采用海绵城市、溢流污水储存等措施控制溢流污染。