深圳市黑臭水体整治策略分析

宋 垒

（深圳市水务规划设计院股份有限公司，518001，深圳）

“十三五”期间深圳市累计投入1 000多亿元整治城市黑臭水体，于2019年年底在全国率先实现了全市域河流水体的不黑不臭，茅洲河、龙岗河、深圳河、观澜河国考断面水质达到或优于地表水Ⅴ类标准，福田河、大沙河和新洲河水质达到或优于国家地表水Ⅲ类标准，曾经让人掩鼻而过的黑臭水体，如今呈现出水清岸绿、鱼翔浅底新景象。本文总结深圳市近年河道治污的经验与教训，可为今后的水污染治理工作提供一些思路。

一、以往河道治污路线

深圳市自改革开放以来，经济飞速发展，但城市水污染规划未走在城市规划的前列。早期城市排水管网大部分采用合流制排水系统，污水管网建设未成片推进，原特区外大部分区域仅建成主干管，支管网建设严重滞后，片区污水无法有效收集，从工厂及旧村等密集区域排放的大量污水排入河道，造成河道水质恶化。

鉴于污水管网建设滞后，深圳市河道治污思路是从末端入手，在河道内截流入河排污口。深圳市污水处理厂的配套污水干管多沿河布置，截流较大管径的入河排污口，但仍有很多污水排放口因高程、远离截污干管或周边建筑密集等因素无法截流，沿河存在很多截污盲区。通常的做法是在河道内布置沿河截污管涵，以收集临河漏排污水，保障河道水质。

河道治污顺序从污染最严重、影响面最广的干流入手，治污思路为先治干流，支流进行总口截污，将旱季混流水全部截入沿河截污系统，以保证干流水质，待有条件时再整治支流，治完支流再打开总口堰（闸），释放支流清洁基流。

例如龙岗河综合整治工程采用干流沿河两岸坡脚处埋设沿河截污箱涵，箱涵尺寸3.5 m×2.5 m～4 m×3 m，在其6条支流梧桐山河、大康河、龙西河、南约河、丁山河和黄沙河汇入口处设置总口橡胶坝或截污闸，收集临河混流污水接入横岗与横岭污水厂达标后排放；干流一期工程于2011年完工，二期工程于2015年完工。上述6条支流自2011年起启动综合整治工程。截至目前，除爱联河以外所有支流水质改善工程全部完工，支流口已经实现塌坝，释放上游清洁基流。

观澜河干流污染治理工程沿河两岸坡脚处埋设截污箱涵，箱涵尺寸2.5 m×2.0 m～5.0 m×4.0 m，在油松河、龙华河、上芬水、白花河、清湖水、丹坑水、大布巷水等9条支流汇入口设置总口橡胶坝或混凝土溢流堰，收集临河混流污水接入观澜与龙华污水厂。干流截污工程于2010年年底完工。支流水质改善工程全部完工，打开总口，释放上游清洁基流。

二、传统治污路线存在的问题

1.合流制截污系统的问题

（1）河道基流流失，总口截污加重污水厂负担

河道支流采取旱季总口截污方式，旱季河道基流随入河污水一并进入污水厂，导致干流缺乏基流汇入，河道水浅甚至干涸，严重影响沿河环境质量，雨季混流污水溢流入河道，雨季河道水质无法保证。

（2）市政污水系统与河道、外海连通，存在双向影响的危害

治污系统不封闭，导致潮水倒灌至污水系统。合流制截污系统中，混流污水依靠截流堰（槽）截至市政污水系统，超出设计规模部分可溢流至河道，当感潮段河道水位上涨至溢流堰高程时，潮水可通过截流堰进入污水系统，最终排入污水处理厂，使机组设备遭受腐蚀。

污水系统高水位运行，导致污水倒灌至河道。因污水处理厂运行管理原因，污水泵站常高水位运行，污水可依次通过污水干管—污水支管网—雨污合流管倒灌至河道中，造成污染物溢入河道，河道水质进一步下降。

2.河道补水水质较差，河道缺乏亲水品质

2018年以前，深圳市多数水质净化厂出水指标为一级A或一级B，出水水质仍为劣V类水，由于深圳的河道多为雨源性河流，旱季基流较小，河道的稀释能力很小，补水后河道水质仍达不到《深圳市治水提质工作计划（2015—2020年）》关于地表水V类标准的目标，河道生态环境较为脆弱，部分河段水体仍有异味，河道缺乏亲水性品质。

3.降雨期截污系统的失效

降雨期流域内入河污染主要为合流制管道溢流污染，因沿河截污管道的设计标准较低，在小降雨时，也存在排水系统内的流量超过截污流量时，雨污混合污水将直接排入受纳水体，影响河道水质。

对于截流式合流制排水系统，由于溢流井下游与河道水体的连通，当雨季河道水位上涨至溢流堰堰顶（截流槽顶）高程时，河道水体易越过截流堰（截流槽顶）倒灌至市政污水管网，引起污水厂入水指标的降低，加大对污水厂负荷的冲击。

对于沿河截污系统，当雨季河道水位上涨至截污管包封平台高程时，河道水体易从截污管检查井井口与清渣槽顶板处倒灌至沿河截污系统，在沿河截污管末端进入市政污水管网，稀释污水厂进水浓度，加大对污水厂负荷冲击。

对于截流式合流制排水系统，常用的防倒灌措施是在临河溢流口处加装拍门或鸭嘴阀，缺点是加大了出口局部水头损失，降低上游排水效率，当发生大雨或暴雨时，若排水水头不足，易引起排水口上游区域的内涝。此外，由于拍门容易被泥沙、淤泥、石块、植被阻塞，鸭嘴阀橡胶体易老化，使用寿命短等缺点，此类防倒灌设备面临着易失效的风险。

对于沿河截污系统，常用的防倒灌措施：一是沿河截污管检查井加装密封井盖；二是适当抬高溢流口高程，缺点是抬高溢流口高程，会降低临河排水口的水头差，易引起排水口上游区域的内涝。

4.沿河截污系统截污标准较低，片区雨污分流后处境尴尬

深圳市于2016年开始在全市范围内大力开展雨污分流及正本清源工程，之前开展的河道治污工程截流标准普遍较低，除观澜河、龙岗河等少数区域内干流采用7~9 mm的截流标准外，其他中小河道截污系统的截流倍数多采用n0=1或2，即截流对象主要为旱季污水，较少考虑初期雨水等面源污染。如龙岗河流域有27条河道截流标准为n0=2，西部沿河河道下涌、沙涌、沙福河、铁岗水库排洪河等河道截流标准均为n0=2。

以上河道截污系统的功能定位如下：在近期合流制现状下，已建、在建截污干管主要为片区污水处理厂的配套管网和沿河排污口的主要截流管；新建截污系统作为前者的拾遗补漏和完善，解决沿河漏排污水。远期实现分流制后，已建、在建截污干管为污水处理厂的配套干管，新建截流系统重点解决建成区的微污染雨水面源污染问题。

根据《城镇雨水调蓄工程技术规范（GB 51174—2017）》，国内一般研究认为弃流量在6~8 mm可控制60%以上的污染量；深圳市截流初期雨水的经验一般采用7~9 mm截流标准。根据以上分析，在片区雨污分流改造后，沿河截污管需转换为初期雨水等面源污染收集通道。其较低的截流标准无法适应截流7~9 mm初期雨水面源污染的要求。

图1 自控防倒灌弃流井大样图

三、治污对策

1.控源截污为主，优先开展分流制改造工程

控源截污、污水纳管是目前黑臭水体整治运用最广泛的技术手段，通过建设污水干支管网，在合流制排水区域优先开展雨污分流工程及正本清源工程，可消除绝大部分入河污染负荷，是黑臭水体整治最根本的工程措施。

2.河道截污为辅，解决沿河漏排污水

在控源截污基础上再辅之以河道截污系统作为市政污水系统的拾遗补漏和完善，解决沿河漏排污水、雨污混流排放污染问题。以铁岗水库排洪河综合整治工程为例，根据现状物探资料，该工程两岸共有排污口128个，涉及的雨污分流工程项目共有3个，包括固戍片区、九围片区及河东河西片区3个雨污分流工程。在设计阶段已与3个片区的设计单位进行充分沟通协调，得出结论：铁岗水库排洪河沿河128个排污口，仅有70个可通过雨污分流工程实现分流，其余58个排污口需通过河道整治工程进行截污。原因主要有以下几点：一是部分河段排污口标高较低，受下游市政管道标高限制，无法接驳至片区设计或现状市政污水管网；二是受合同约定及经济发展指标等因素限制，城市更新区及督导工业区短期内无法开展雨污分流管网建设，近期内沿岸排污口只能通过河道整治工程进行截污；三是城中村段受地形复杂、征地拆迁难等因素制约，部分区域不具备开挖埋管条件，临河排污口亦只能通过河道整治工程进行截污。

3.采用新设备、新工艺，避免降雨期截污系统失效

基于合流制截污系统存在系统不封闭、溢流井下游与河道水体的连通、河水易倒灌至市政污水管网的缺陷，以及传统防倒灌工艺存在易阻水、易引起上游内涝等弊端，采用安装有自控截污限流阀等设备的雨水弃流井工艺，可有效避免上述问题。旱季时，自控截污限流阀内置闸板开启，混流污水及初期雨水通过装置进入污水管，当雨季弃流井内水位上升，自控截污限流阀内置闸板在浮球的带动下关闭截污管口，防止大量雨（河）水进入污水管，内置限流阀为单向止回，当污水井内水位上升，自控限流阀将自行关闭截污管口，防止污水进入溢流管及污水倒灌至河道。防倒灌弃流井工艺见图1。

4.末端集中或各段分散调蓄，截流初小雨面源污染

利用或改造现有沿河截污管道，将一定降雨强度内的雨污混流水截流并输送至调蓄池，调蓄池的主要作用是截流初期雨污混流水，减少降雨期间合流制管道的溢流量，从而减少对水体的污染。少量降雨或中大降雨初期，将部分能被污水处理厂接纳的雨污混合水直接送至污水处理厂；超出排水系统排水能力的部分雨污混合水溢流进入调蓄池，超出截流标准部分直接溢流至水体。晴天将调蓄池存储的雨污混合水转输送至污水处理厂处理或就地处理。

5.源头管控，推进海绵城市建设

持续推进片区的海绵城市工程建设，加强源头治理，通过减少雨水径流污染，在水量和水质方面减少进入管道系统的径流量和污染负荷。雨水通过“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，削减流入雨水管道排放至河道水体的雨水量，并可削减一定的径流污染负荷。

四、结 论

雨污分流工程是一项长期性、复杂性的系统性工程，在合流制排水系统没有完全淘汰之前，需辅助沿河截污系统。城市河道水污染整治的思路应采取截污控源、自上而下的思路，坚持雨污分流为主，沿河截污为辅的途径，新建沿河截污系统作为市政污水系统的拾遗补漏和完善，解决沿河漏排污水问题。采用自控限流阀弃流井等新设备与新工艺，避免降雨期截污系统失效问题。在截污系统各段分散或末端集中建设初雨调蓄池，以解决微污染雨水带来的面源污染问题。源头管控，持续推进片区的海绵城市工程建设，减少进入雨水系统的雨水径流污染，从源头上削减污染源。

除上文分析的策略外，日常运行中还应加强巡查与加大执法力度，溯源排查新增排污口，杜绝工业厂区偷拍、漏排工业废水现象。采用自动测量、自动控制、云计算、大数据等智慧化水务技术，组建河道水质自动监测网，通过中控平台远程监控河道水质、水量等信息并进行远程调度。