天津市水利工程有限公司 天津 300222
摘要：十八大以来，《水污染防治行动计划》、《城市黑臭水体整治工作指南》等政策的密集出台给黑臭水体治理注入强大驱动。本文以天津市某村镇沟渠黑臭水体治理为案例，提出了“控源截污+内源治理+生态修复+旁路循环净化系统”整体治理方案，使沟渠内水体经处理后达到了消除黑臭以及实现水体内循环的目的，为农村黑臭水体治理工作提供了借鉴[1-2]。
1.项目背景
渠道起始于A村南侧，北侧200m处有村南排水沟汇入，渠道下游连接排灌渠，与排灌渠相交处设有闸门，日常呈关闭状态。春季农田灌溉期，当地村民用水泵将排灌渠中水源引入该渠道进行农田灌溉，夏季降雨期闸门开启用于泄洪。目前，渠道上游村镇已实施雨污分流工程，生活污水经由市政管网进入污水处理厂进行处理。渠道总长度约1.8km，水面宽度约8.5-11.0m，水深约0.7-1.0m，底泥面宽度约4.0-5.3m，底泥厚度约0.3-0.5m，属于封闭水体，呈黑臭，初步估算渠道总处理水量约14000m3。目前，河道两岸无建筑，多为农田、果林，面源污染主要为农田、道路经雨水冲刷产生的大量有机物、病原体、油脂、固体悬浮物等污染物。
2.技术方案设计
2.1水质情况分析
取该渠道3处水样进行水质检测，检测指标包括NH3-N、COD、DO，检测结果如下表2.1-1：
表2.1-1 渠道水质检测结果（单位：mg/L）
根据检测结果可以发现，渠道内COD、NH3-N浓度较高，浓度为标准值3倍以上，且沿水体流向（由北向南）逐渐降低，考虑是由于水体中含有较多颗粒及有机悬浮物质，在初期水体流动过程中发生沉淀，导致浓度逐渐降低。此外，渠道内DO浓度较低，仅为标准值三分之一左右，但溶解氧浓度在渠道末端有显著提升。基于以上水质检测结果，考虑渠道水体治理重点应当在实现水体内循环的基础上，强化有机物降解及增加溶解氧。
经过进一步细化研究，渠道黑臭水体治理工程包括控源截污、内源治理、生态修复、旁路循环净化系统四部分。
2.2黑臭水体治理方案
2.2.1控源截污
由于渠道上游村镇均已实现雨污分流，因此目前渠道无生活污水等点源污染，主要污染来自降雨时道路、两侧农田雨水冲刷造成的面源污染。初步估计渠道汇水区面积约1.029km2，根据《室外排水设计规范》中天津市暴雨强度公式及地区参数，得到该汇水区域（12h降雨历时内）雨水流量可达到约432.18L/s。
由现场情况可知，通过开启渠道与排灌渠交点处闸门，降雨径流量将通过闸门排放至杨家河排灌渠，则此处的污染物浓度不再重点考虑，因此控源截污工程措施主要考虑在渠道两侧边坡设置生态护坡对污染物进行一定阻截。（支渠村南排水沟作为单独的黑臭水体治理工程设计，此处暂不考虑相关费用）
2.2.2内源治理
（1）垃圾及漂浮物清理
对渠道沿岸垃圾及水中漂浮物采取一次性清理的工程措施。通过现场调研发现，目前村内有多处垃圾站，每日有固定的垃圾收运处理措施，且由于渠道两侧多为农田及果树，垃圾量较少，因此渠道沿岸垃圾及水中漂浮物清理量暂以底泥量1%计，约250m3，采用人工或机械方式清理。
（2）底泥治理
渠道底泥处置采用微生物有机淤泥原位削减技术，实现底泥削减和水质净化的双重目标。根据水体测绘资料，渠道总长度约1.8km，底泥面宽度约4.0-5.3m，取5.0m，底泥厚度约0.3-0.5m，取0.5m，底泥量约2250m3。
2.2.3生态修复
（1）生态护坡
在渠道常水位以上边坡进行人工种草护坡设计，护坡面积约4600m2，可对污染物起到一定阻截、吸附作用。
（2）底栖生物岛
在河道底部设置底栖生物岛，区域面积约7200m2，铺设厚度为10cm。
（3）水生态系统构建
在渠道底部种植水生植物，种植面积7200m2。除水生植物外，适当放养一定量的鱼类、贝类及两栖动物等水生动物，共同构建水体生态系统。
（4）旁路循环净化系统
渠道黑臭水体治理考虑采用旁路循环生态净化系统进行生化处理以及渠道水流内循环，即在渠道南端（下游）设置提升水泵，沿水流反方向在岸边布置具有一定坡度的侧渠，通过水泵抽提水流沿伴渠实现流动，再经过三角堰流入渠道起始端，依次经过河体的生化处理段，并经过三级跌水后，实现水体的持续净化。渠道总处理水量约14000m3，假设72h内处理完成并达标，则水体设计流量为194m3/h，考虑一定降雨地表径流量，此处取设计流量为245m3/h。
各处理单元设计情况如下：
1）生化处理段
在渠道底端设置微生物组合填料，结合渠道跌水复氧，实现有机物的氧化分解。根据渠道水质检测指标，考虑降雨时一定农田径流污染物量，取进水BOD5浓度为108mg/L（0.5倍COD浓度检测均值），经过生化处理段后出水浓度设为20mg/L（0.5倍Ⅴ类水COD浓度）：
主要设计参数
设计规模：245m3/h；接触氧化反应时间：t=Kln（So/Se）=4.9h，So取108mg/L，Se取20 mg/L，K取2.89（根据填充率70%）；接触氧化池总容积：V=Qt=1200m3 断面面积=（10m+4m）×1.2m/2=8.4m2；规格尺寸：L =143m
2）循环侧渠段
侧渠坡度选用0.5‰，设计流量Q=245m3/h。
主要设计参数
设计规模：245m3/h停留时间：5.44h；规格尺寸：L×B×H=1800×0.7×0.6 m；材质：钢筋混凝土
3.结语
通过采用“控源截污+内源治理+生态修复+旁路循环净化系统”整体治理方案，使沟渠内水体经处理后达到消除黑臭以及实现水体内循环的目的，最终达到水体水质的长效保持。
参考文献：
［１］国务院[2015]17号.国务院关于印发水污染防治行动计划的通知.2015-4.
［２］建城[2015]130号.关于印发城市黑臭水体整治工作指南的通知，2015-8.
论文作者:付有为
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/8/1
标签：水体论文; 渠道论文; 浓度论文; 灌渠论文; 旁路论文; 水质论文; 护坡论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;