雨污水混流地區黑臭水體綜合治理方案探討
本文以沈陽(yáng)市渾北主城新開(kāi)河綜合治理工程為例,探討雨污水混流地區產(chǎn)生黑臭水體的主要原因,提出黑臭水體治理的基本思路和解決方法,為其他類(lèi)似地區黑臭水體綜合治理方案的制定提供參考依據。
1研究背景
隨著(zhù)城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展,全國各城市水系均出現不同程度污染,水體黑臭,富營(yíng)養化嚴重,降低了河道的生態(tài)、景觀(guān)、文化等功能品質(zhì)?;謴秃拥浪?、水美,建設親水環(huán)境,將大大提高居民的幸福感和市容市貌。2015年,國務(wù)院頒布《水污染防治行動(dòng)計劃》,即《水十條》,要求2017年底前,直轄市、省會(huì )城市、計劃單列市建成區基本消除黑臭水體。按照《城市黑臭水體整治工作指南》中黑臭水體認定方法,沈陽(yáng)市建成區也存在著(zhù)多條黑臭水體,為了打造良好的城市環(huán)境,提高沈城人民幸福指數,沈陽(yáng)市政府開(kāi)展運河水系綜合治理工作。
2現狀概況
新開(kāi)河、南運河、衛工明渠構成沈陽(yáng)市渾北主城百里環(huán)城水系,環(huán)城水系水源由新開(kāi)河至渾河引入。新開(kāi)河東起天柱山腳下東陵引水閘,西至塔灣分水閘,橫穿市區東部東陵、大東、沈河、皇姑、于洪等五區,全長(cháng)27.70km,平均寬度約為30m,河道縱坡為0.2~0.5‰?,F狀新開(kāi)河功能比較豐富,具有農田灌溉、城市雨水排放出口,地下水源涵養、景觀(guān)水系等多種功能。河道灌溉期最大流量48m3/s,雨季泄洪能力約為72m3/s。新開(kāi)河地區現狀排水體制為分流制,目前混流現象比較嚴重,污水分別經(jīng)珠林泵站、聯(lián)合路泵站、北三泵站、新北泵站、崇山東泵站、崇山西泵站等提升后排入北部污水廠(chǎng)處理,雨水分別通過(guò)雨水泵站提升后排入新開(kāi)河。
目前,新開(kāi)河旱季時(shí)水質(zhì)情況相對較好,雨季時(shí)水質(zhì)較差,懸浮物、氨氮、磷等水質(zhì)指標超標,并且不時(shí)散發(fā)臭味,特別是雨水泵站排出口處河段水質(zhì)污染和惡臭氣味最為嚴重。
3污染原因分析
新開(kāi)河水質(zhì)污染具有顯著(zhù)的季節性特征,雨季雨水泵站將雨污混合水排入新開(kāi)河,是造成新開(kāi)河水質(zhì)污染的最主要原因。由于新開(kāi)河地區現狀排水混流現象嚴重,雨水夾帶地面沙塵、油脂、垃圾等污染物,與管道中的污水混合后,一起排入新開(kāi)河,雨水排出口處的河道水質(zhì)先受到污染,然后沿河向下游擴散,進(jìn)而污染整條河道,這也是排水口處河道水質(zhì)最差、惡臭氣味最嚴重的主要原因。
其次,新開(kāi)河河道淤泥清掏力度不夠,形成河道內源污染,特別是汛期河底淤泥受到水流沖刷,淤泥上浮,污染物質(zhì)迅速擴散,加劇水體水質(zhì)污染;另外,河道淤泥也是新開(kāi)河平日污染的常態(tài)化污染源,應引起水系治理工作的高度重視。
同時(shí),新開(kāi)河還存在水生態(tài)系統單一、環(huán)境容量不夠、自身修復能力不足等問(wèn)題,難以承受突增污染負荷的沖擊,造成新開(kāi)河水質(zhì)標準總體不高,受污染后污染持續時(shí)間較長(cháng)。
4污染治理思路
綜合分析形成新開(kāi)河環(huán)境污染的各種因素,徹底解決雨季污水直排水系問(wèn)題,是新開(kāi)河綜合治理工作的最關(guān)鍵一環(huán),而造成新開(kāi)河污染的其他問(wèn)題,也應同步解決,具體工程可結合新開(kāi)河景觀(guān)提升改造開(kāi)展,本文針對解決雨季混流污水直排水系問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)論述。
新開(kāi)河雨季污水直排水系,是由新開(kāi)河地區雨水系統混入了污水,雨水泵站將混合污水排入新開(kāi)河而形成的,針對雨污水混流問(wèn)題,提出2套解決方案。
第一套方案,開(kāi)展現狀排水系統雨污混流情況摸底調查,至上而下,逐一摸清雨污水混接點(diǎn)位,制定雨污分流實(shí)施方案,徹底解決新開(kāi)河雨水系統雨污混接問(wèn)題。但由于地下排水管網(wǎng)錯綜復雜,調查摸底困難,并且混接點(diǎn)分散,大范圍開(kāi)展雨污分流工作,勢必對周邊環(huán)境、居民出行造成較大影響,而且歷時(shí)周期較長(cháng),如若管理不到位,現狀調查不徹底,雨季勢必還將有混流污水排入新開(kāi)河。
第二套方案,針對新開(kāi)河地區雨水泵站均沿河分布特點(diǎn),并且現狀末端雨水管線(xiàn)埋深大多在6~7m,采取自下而上的治理思路,沿新開(kāi)河規劃建設雨水截流干管,在雨水排入現狀雨水泵站之前,先排入雨水截流管,在雨水截流管末端規劃設置雨水泵站和雨水生態(tài)濕地,通過(guò)規劃泵站提升,將旱季現狀雨水管網(wǎng)混入的污水,以及降雨時(shí)的初期雨水和混合污水,排入污水廠(chǎng)處理,當超過(guò)污水處理廠(chǎng)處理能力時(shí),雨水排入雨水生態(tài)濕地之后排入下游新開(kāi)河。
該方案有效規避了第一套方案歷時(shí)周期長(cháng)、影響范圍廣的缺點(diǎn),并可近遠結合,先期實(shí)施末端雨水干線(xiàn),遠期逐步開(kāi)展上游排水系統雨污分流工作;另外,規劃新建雨水系統與現狀雨水泵站協(xié)調運行,可有效提高新開(kāi)河地區雨水系統防洪排澇標準,解決城市段現狀新開(kāi)河遠期排水能力不足等問(wèn)題。
綜合比較以上兩套方案,確定第二套方案作為解決新開(kāi)河雨季混合污水直排水體的實(shí)施方案。
5規劃實(shí)施方案
沿新開(kāi)河新建一條直徑5.4m雨水截流干管,管道東起五糧庫泵站,西至白山路與新開(kāi)河交叉處東南角,全長(cháng)11.7km負責將五糧庫雨水分區、沈海雨水分區、北三雨水分區、新北雨水分區、寧山雨水分區、崇山東雨水分區、北二環(huán)雨水分區、下坎子雨水分區、崇山西雨水分區和塔灣雨水分區內雨水截流至新建截流干管,管道流向由東向西;在白山路與新開(kāi)河交叉處東南角規劃新建雨水終端泵站一座,雨水泵站設計流量65m3/s,保留新開(kāi)河沿線(xiàn)現狀雨水泵站提升功能,當發(fā)生重現期1年以下降雨時(shí),截流干管收集各分區內雨水,經(jīng)規劃新建泵站提升后排放至下游新開(kāi)河,當發(fā)生1年以上降雨時(shí),啟動(dòng)新開(kāi)河沿線(xiàn)現狀泵站,規劃雨水泵站和現狀雨水泵站協(xié)同運轉,使新開(kāi)河雨水系統設計重現期提高至3年。在末端規劃雨水泵站出口處,結合現狀水系,規劃新建雨水生態(tài)濕地,面積20hm2,兼有雨水調蓄和雨水凈化功能(見(jiàn)圖2)。
6小結
城市水系綜合治理是一個(gè)系統工程,既包括截污納管、河道清淤,又包括面源治理、生態(tài)修復、活水循環(huán)等措施,其中截污納管是確保水系治理成功與否的先決條件。制定水系截污實(shí),抓住水系污染的主要特征,統籌城市排污、雨水排澇的相互關(guān)系,近遠結合,確定最終截污方案。同時(shí),應加強管理,建立智慧排水系統,堅決杜絕雨污管道混接現象再次發(fā)生。