福州市鼓台区水系黑臭水体综合治理技术探讨

王翔宇，于秀华

(中建铁路投资建设集团有限公司，北京 100053)

2015年国务院正式发布《水污染防治行动计划》(国发〔2015〕17号，简称“水十条”)，拉开了城市黑臭水体整治工作的序幕，各地掀起了水体治理的热潮。但截至目前，我国城市黑臭水体的治理仍难令人满意。根据住房和城乡建设部、生态环境部全国城市黑臭水体整治信息平台发布的数据，2020年我国已认定的城市黑臭水体有2 869个，治理完成2 313个，完成比例为80.6%，比2019年的86.7%下降了6.1个百分点，距离“水十条”中“到2020年地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内”的目标还有差距，城市黑臭水体治理的任务仍然艰巨。

福州作为我国典型的南方城市，人口密集，新旧城区混杂，小型企业较多，污染物排放量大，水体易发黑发臭，加之雨季较长、雨量充沛、地下水位高，治理完成后水质不稳定，黑臭现象反复多发。本研究以福州市为研究区，基于福州市鼓台水系综合治理PPP项目，结合现场调研、工程施工的方法，研究黑臭水体治理技术，总结黑臭水体的综合治理方法。

1 项目背景

1.1 项目概况

福州市鼓台水系综合治理PPP项目位于福州市鼓楼区、台江区内，主要治理河道包括左海、西湖2个内湖，以及龙峰河、树兜河等28 条河道，河道总长约52.1 km，整个汇水面积约60 km2。工程内容包括河道清淤、截污、驳岸修整、景观绿化、生态修复以及泵站、处理站、调蓄池、闸坝建设等。

1.2 水系治理目标

1.2.1 阶段水质目标

(1)水质指标达到《城市黑臭水体整治工作指南》中的无黑臭(消除黑臭)标准，即透明度(SD)>25 cm，溶解氧(DO)>2 mg/L，氨氮(NH3-N)<8 mg/L，氧化还原电位(ORP)>50 mV。

(2)自运营期开始日，水质主要指标接近《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅴ类标准，主要水质检测指标及标准以设计图纸要求为准。

1.2.2 最终目标

通过治理，最终实现以下目标：一是全面消除本项目内的28条水系黑臭水体及水体劣Ⅴ类现象，杜绝外源污染，水体主要指标接近Ⅴ类标准；二是通过河道疏通清淤，提高河道的排涝标准，遏制内源污染；三是改善水系周边环境；四是保持水质持续稳定向好。最终达到提高河道排涝标准，构建良好的河道水系生态系统，改善市民居住环境，打造“水清岸绿、水景亮丽、人水和谐”的福州市亲水环境的目标。

2 污染源的分析与排查

结合李张卿等[1-3]的研究，城市黑臭水体的成因主要包含点源污染、面源污染、内源污染及其他污染。根据本项目的具体情况，各河道的污染源分析调查结果如下。

2.1 点源污染

本项目中各河道的主要点源污染源为入河排放口排放的大量污水。以达道河为例，河道区域内的市政污水管网建设滞后，沿河住宅、商铺等有大量污水直排入河。经现场排查分析，达道河现状两岸共有排放口53个，其中天丰电子城、旧提升泵站等5处为大水，龙津小学、金色维也纳等11处为中水，其余37处为小水。

2.2 面源污染

本次治理的河道基本位于市区，其沿线无分散式禽畜养殖废水污染源，面源污染主要为降雨径流污染和散排现象。降雨径流冲刷地表污染物进入河流，由于河道两侧居民区流动人口众多，加之管理不善，部分区域垃圾乱堆乱弃现象严重，大量污染物在降雨径流的冲刷作用下进入河道，造成河水污染。

2.3 内源污染

据调查，整治的各河道大部分河段存在淤积底泥，其富含有机物、氮、磷等营养物质，受淤积底泥的影响，水体通透度不高，出现黑臭现象。沿线部分厂房工人和老城区居民环保意识较弱，直接将垃圾倒入河道，或者在河岸边堆放垃圾，导致大量垃圾进入河道，沉积到河流底泥之中。同时，河道内各种水生植物及生物残体的腐败物质也不断沉积至底泥之中。随着污染物质不断增多，淤积底泥不断积累，导致污染进一步加剧。此外，在一系列综合作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与地下水发生交换，进而污染地下水。

2.4 其他污染

其他污染包括河道整治施工过程中建筑垃圾不慎入河和沿河树木的枯枝落叶进入河道造成的污染。

3 环境条件调查

3.1 周边环境

本项目作为福州市水环境综合整治项目的重要组成部分，治理区域主要位于福州市鼓楼区、台江区的成熟商业区和居民区，地理区位重要，周边环境复杂，施工建设受限明显。诸多河道两侧居民区密集、违建情况严重，严重侵占了河道管养空间，且生活垃圾乱堆乱弃，生态环境较差。

3.2 气候条件

福州市位于福建省东部沿海、闽江下游，属亚热带海洋性季风气候区；主导风向为东北风，夏季以偏南风为主，6—10月是台风活动期，台风是造成区域灾害性天气的主要原因，每年平均直接登陆市境2次左右；全年雨量充沛，3—9月降雨频繁，大雨、暴雨常出现在5、6月份，雷阵雨季为7—9月份，这其中由台风带来的降雨量所占比例较大，常形成暴雨灾害；全年日照充足，夏季炎热，年平均日照时数1 700～1 980 h，年无霜期达326 d。

3.3 水文条件

本项目中河道水量主要受大气降水影响，枯水、平水期水量较小，丰水期水量较大，部分河道与闽江相连，受涨落潮影响明显。

(1)场地地下水主要为：上层滞水，主要存在于杂填土中，水量较小，受大气降水及地表水渗流影响，排泄方式主要为蒸发，部分下渗；承压水，主要存在于卵石中，透水性强，具连通性，主要受侧向补给及排泄影响，水量较大。场地杂填土与卵石层间存在黏土、淤泥质土等相对隔水层，不具连通性，无明显水力联系。

(2)场地水位情况。外业期间测得的初见水位埋深0.20～1.50 m(罗零高程4.63～7.24 m)，稳定水位埋深0.20～2.0 m(罗零高程4.13～6.84 m)，地下水水位年变化幅度为2.0 m左右。据调查，该地区历史最高水位约为罗零高程7.5 m，近3～5年最高水位约为罗零高程7.0 m。

3.4 水体岸带情况

河道两侧驳岸、栏杆、绿化景观经过多年的整治已基本成型，但较多设施已陈旧甚至损坏，对市民的生活造成较大的安全隐患，且施工过程中易对现有设施造成破坏。

4 治理方案制定

结合翁泓生等[4-6]的研究成果，黑臭水体的治理要按照“控源截污、内源治理，活水循环、清水补给，水质净化、生态修复”的技术路线，以“控源、截污、清淤、调水、管理”等多种技术手段相结合，开展综合治理。

4.1 总体思路

(1)以控源截污与内源消减相结合，尽快实施截污管道工程建设与清淤。消除水体黑臭应以控制内源污染为主，通过加快推进截污管道工程建设，实现控源截污，通过加快各河道的清淤工作，实现内源消解。

(2)加强工程措施建设与管养工作，改善水质。完善截污系统，全面截流污水，加强水体交换，增加补水措施，改善水质。同时，加强管养工作，确保工程设施正常运行；加强河道管养，清除垃圾漂浮物；加强面源污染管控，实现河道管养运行的规范化和精细化。

对于黑臭水体的治理，“控源截污、内源治理”是基础与前提，是一切治理手段的基础；“水质净化”是阶段性措施，可以显著改善水体水质，但不应定位为长期措施，“活水循环、清水补给和生态恢复”是长效保持措施，是确保长效的必要措施。

4.2 治理方案

(1)控源截污。在河道沿河截污管已建成的基础上，需继续完善控源截污措施：完善河道正本清源及雨污水分流工程，加快截污管道的建设；修复沿河损毁污水干管或截污闸门，打通污水通道，恢复沿河截流污水的转输通道；改造河道周边排水小区的片区管网，实施正本清源工程，实现源头控污；加强片区内污水处理厂配套管网梳理及管养工作，确保片区沿河截污、雨污分流及正本清源工程建成后片区污水通水顺畅。

(2)内源清理。清理河岸建筑弃土及垃圾，后续加强沿河管养巡查，杜绝再次出现垃圾侵岸、垃圾入河现象。对河道及暗涵实施清淤疏浚，淤泥经脱水固化后方可外运至消纳点。

(3)生态修复。修复破损岸带，通过驳岸的加固与恢复，恢复岸线并增强水体的自然净化功能，使“清水”入河；曝气增氧，通过跌水、喷泉、射流等曝气形式，提高水体的含氧量及水体溶解氧水平，恢复和增强好氧微生物的活力，使水体得以净化；生态净化，种植挺水植物或培养微生物，形成生物膜系统，去除水体中的有机物、氮、磷等污染物，从而净化水质、改善景观效果和为生物栖息提供场所。

(4)其他手段。清水补给，利用河道附近的补水管道，对河道进行补水，增加水体流动性和环境容量，补水水质要满足要求；就地处理，通过将底质改良剂均匀撒到河底，以消除或者减缓后期对生态系统的负面影响，促进沉水植物群落的生长及水生态系统的恢复和稳定，提高水体水质净化效果；采用NTMF5污泥固化剂转换河底淤泥的性状，将黑色、臭味、吸水率大的淤泥转换为黄色、无臭、吸水率小的新土。

5 实施效果与长效保持机制

5.1 实施效果

治理工程完成后，委托第三方评估机构对治理效果进行评估，实现了透明度、溶解氧、氨氮、氧化还原电位4个主要判定指标的全部达标，使水质达到《城市黑臭水体整治工作指南》中的无黑臭(消除黑臭)标准。与此同时，工程完工后，委托第三方评估机构，采取公众调查问卷的形式对黑臭水体影响范围内的社区居民、商户等进行水体整治前后的效果调查。根据调查结果，若90%以上的问卷对黑臭水体工程整治效果答复为“非常满意”或“满意”，则认定该水体达到整治目标。

5.2 长效保持

由于南方城市水体的开放性较强，即使很好地实施了水体治理，仍会有大量生活垃圾、落叶等随风或地表径流进入水体，从而导致水体的二次污染。为实现治理效果的长效保持，主要从以下几个方面着手：

(1)日常巡查。以水体为基础，落实责任人，开展定期巡查。巡查内容主要包括：雨水排放口、潜在排污口、潜在沿河污水管网渗漏点等；水体岸带工业垃圾、生活垃圾、养殖废弃物、污泥、淤泥等固体污染物；各种水体漂浮物、水生植物等。

(2)水体监测。水体治理完成后，制定合理的监测与评估方案，开展定期监测。

(3)日常维护。黑臭水体整治系统的维护管理主要包括控源截污系统、内源整治系统、生态修复系统及水质保持系统的维护及管理。①控源截污系统。定期检查系统是否损坏及存在雨污混接等问题，并采取相关措施；根据管道管材、管径、管长，制定针对性的维护计划及措施；在淤积深度达到允许值上限时，及时进行清理。②内源整治系统。河道清淤疏浚完成后，要建立巡查制度，严格管理，控制各项污染源的排放及岸带固体废物的堆放。定期清理河道垃圾及落叶、塑料袋等各类漂浮物；在腐烂前清理动植物残体、落叶等；定期清淤，以便清除水中的底泥、垃圾、生物残体等固态污染物。③生态修复系统。定期对护岸进行巡查，重点关注护岸的安全和稳定情况，发现问题及时处理。加强对护岸范围内植物的维护和管理，定期补植，确保植被覆盖率，特别要关注生态护岸如生态袋、植被网垫、开孔混凝土砌块等的维护情况。④水质保持系统。定期对净化设施进行检查，如生态浮床床体、固定桩(绳)的牢固性，机械设备运转情况、生物填料的脱落情况和生物膜的挂膜附着情况等，发现问题，及时处理。根据水体溶解氧变化的规律，调整增氧机启闭时段，保证水体溶解氧浓度。当生物膜表面泥沙吸附过多或者发生丝状藻覆盖缠绕现象时，应及时清理生物膜的表面。污水处理厂的维护由专业的管养部门负责，加强日常维护管理工作，确保污水达标排放。

6 结 语

城市黑臭水体的治理是一个复杂又长期的工程，尤其是南方城市，黑臭水体成因复杂，采用单一的治理手段很难消除水体发黑发臭现象。要在现场污染源排查的基础上，严格按照“控源截污、内源治理，活水循环、清水补给，水质净化、生态修复”的总体思路，根据不同的水文水质特征、治理目标、治理阶段，统筹流域系统治理，按照“一水一策”的原则，采取综合的治理技术，以“组合拳”的形式，实现水环境质量的全面改善及长治久清。