由于城市化进程的加快,城市规模日益扩大,市政基础设施明显不足,排入城市水体的污水量不断增加,导致城市水体出现季节性或常年黑臭现象。国务院于 2015 年 4 月颁布了《水污染防治行动计划》,提出到 2020 年全国水环境质量得到阶段性改善, 污染严重水体较大幅度减少,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在 10 %以内;到 2030 年城市建成区黑臭水体总体得到消除。控源截污是城市黑臭水体治理的首要措施,而污水的截流又是重中之重。 污水截流方案设计的优劣直接影响到工程实施的经济性和可行性,决定城市黑臭水体治理的效果。 由于黑臭水体区域的特殊性,方案设计在设计原则和关键问题上应因地制宜,才能达到有效治理。
一、城市黑臭水体的形成原因大体有 3 个:1)随着城市规模的扩大,用水量增加,导致河道径流量减少,水体自净能力降低。 2)大量的污水排入河道,污水的排量已超过水体的自净能力。 排入河道的污水可分为点源污染和面源污染。 点源污染是指有固定排放点的污染源,如工业废水及生活污水,由排放口集中汇入受纳水体;面源污染是通过降雨和地表径流冲刷,将大气和地表中的污染物带入受纳水体,使受纳水体遭受污染,包括初期雨水径流污染、农业生产地下渗流等。 3)城市防污治污不到位,黑臭水体周边区域形成污水污物的排放区,加剧黑臭水体恶化,如此恶性循环,慢慢成为环境治理的死角。
城市黑臭水体的特点,城市黑臭水体是呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适的气味的水体的统称。城市黑臭水体具有以下 4 个特点:
a、水体有机污染较严重,富营养化较明显;
b、颜色呈黑色或泛黑色, 具有极差的感官体验;
c、散发刺激的气味;
d、水体中 DO 较低,透明度较差, 氨氮较高。
二、城市黑臭水体的形成原因
城市黑臭水体应按照控源截污、内源治理、水质净化、生态修复的技术路线进行治理。其中控源截污是黑臭水体治理最有效的工程措施,也是其他技术措施的前提。 控源截污应从全方面控制,包括城市污水的排入、降雨过程中空气中污染物的进入以及固体垃圾的倾倒。其中城市污水的排入又是主要需要控制的污染源。
单纯的污水管道和较小的雨污合流管道应直接接入设计污水管道。较大的雨污合流管道应采用截流的方式收集污水。 截流方式分为下沉式截流和挡墙式截流,应根据实际情况因地制宜选择。 下沉式截流即截污管道管顶高程低于现状合流管道管底高程。挡墙式截流即截污管道管底高程高于现状合流管道管底高程,需在合流管道内设置挡墙,将水位抬高后才可流入截
污管道中。 对于现状合流管道或渠道较高的,采用直接下沉式截流方式。对于现状合流管道或渠道高于设计污水管道不多,或与设计污水管道高程基本一致的,应采用挡墙式截流方式。 挡墙式污水截流管高度不宜过低, 避免设计截污干管下游堵塞时,污水倒灌到上游的合流管道或渠道中,最终通过溢流管进入河道;但也不能过高,以免影响合流管道或渠道上游污水的顺畅排除。
污水截流方案设计中关键问题的讨论
城市黑臭水体一般位于城乡结合部或者城市外部农村地区。城乡结合部和城市外部农村一般是城市外扩的主要区域, 这些地方一般尚未编制规划, 或者按照城市规划拆迁后为城市绿地,即规划中没有市政管线。 由于属于城市边缘区域,没有相关资料的积累,区域截污规划编制工作费时费力,规划方案短时间内很难形成。但是城市黑臭水体的治理刻不容缓,而截污工程设计需要规划的支撑。 因此,为了解决设计问题,保证截污工程设计的顺利进行,设计单位和规划单位应进行详细的沟通,可针对截污工程编制近期的截污规划,以指导设计工作的顺利进行。
截污管道设计中还要注意河道规划问题。对于有规划的河道,设计截污管道应充分考虑河道规划,避免进入河道蓝线内,避免对河道整治造成影响。 对于尚未规划的河道,根据实际情况,有条件的尽量远离河道上的开口线。对于穿越河底的管道,应征求产权单位意见。同时在高程上应充分考虑河道清淤,不要铺设过浅,应给河道清淤留有余地。
城市黑臭水体形成的原因之一就是周边污水的汇入。这些区域由于历史原因,或者是不存在市政污水管线, 或者是雨污合流直接入河, 更不具有污水处理设施。 由于原来人口较少,污水排放量未超出水体自净能力,污染问题并不突出。但随着人口的增加,污水排放量已经远超出水体自净能力,水体水质变差。 由于污水没有下游出路,污水截流设计方案很难编制。 就算上游污水和雨水分流排放, 但由于没有下游出路,最后不得不都排放到水体,这样的设计是失败的。 污水的出路对污水截流方案的设计至关重要。 因此方案设计前应尽量查找相关雨污水管线资料,充分了解周边雨污水排除情况,根据现有污水设施情况优化污水截流方案设计,或通过重力管线接入现状污水管线, 或经提升泵站输送到现状污水管线,或建设临时处理设施处理合格后排放。
现状排入河道的管道一般分为雨污合流管道和污水管道。污水管道毫无疑问,直接接入设计截污干管。雨污合流管道一般采取截流的方式,将污水接入设计截污干管。 截流倍数的选择直接影响到工程的规模和截流效果。 截流倍数关系到工程的投资、管道的规模、施工场地面积及治理效果,对下游污水干管和污水处理厂也有影响。截流倍数过大,下雨时下游管线或污水处理厂不能承受来水量,最终还是要溢流到河道,还浪费大量的投资;截流倍数过小,频繁的溢流可达到水体污染治理的效果。因此在进行设计工作前应详细调查现状污水管线的污水量,不能以现状污水管道大小决定设计污水管道管径,应通过实际数据优化设计方案,达到理想的截污效果。
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