黑臭水体：沿海城市高密度建成区治理案例

以深圳宝安“咸水涌”黑臭水体治理设计为案例，在沿海城市高密度建成区，从控源截污、清淤修复、活水循环、原位修复等多个方面，研究了感潮河段黑臭水体的治理技术措施，通过对污染源、河道自身现状的分析，系统阐述了黑臭水体治理的关键问题，并介绍了工程的具体方案。

1项目概况

咸水涌属于珠江口前海湾水系，位于宝安区，是广东省“天更蓝、水更清”环保计划重点整治的对象之一。宝安区属低山丘陵滨海区，背山面海，岗峦起伏。地势是东北高西南低，地貌类型丰富。宝安区地形较为复杂，主要地貌类型为低山、丘台地和平原，最高海拔为宝安区羊台山山顶587.21m。东北部主要为低山，中部及北部主要为丘陵台地，西部主要是冲积平原，并残存一些低丘，而西南海岸多为泥岸，滩涂资源丰富。

咸水涌位于宝安区西乡街道，与西乡河隔岸相邻，是西乡街道办防洪排涝的主要组成部分。主要汇集庄边、流塘、河东三村及新安街道裕安路以北区域的洪水，起源于西乡大道与广深高速公路交汇处西侧低山区，集雨面积共9.1km2，河长共6.8km。

G107国道上游现状已暗渠化，107国道下游至宝安大道的河道周边建筑密集，现状河道为宽7～16m的砌石明渠，由于河床高，断面宽窄不一，形成咸水涌排水的瓶颈段。宝安大道下游段，为矩形明渠段，现在整治完成，河底宽24.5m。咸水涌上游暗渠的排水从G107国道下面流出，经过总口截污的一级强化处理工程，出水的物理指标较之前有一定的提升，出水透明度尚可，但是还有明显的恶臭刺鼻味道，且总口截污至出海口总体河底淤泥黑臭现象严重，有机质含量较高，污染严重。

2污染现状

2.1外源有机物污染

一级强化处理站出水水质较差，对咸水涌水质产生较大的影响，是造成该流域水体黑臭恶化的重要原因。

G107国道至宝安大道区间已经先后实施了《西乡街道咸水涌河东村段截污排涝工程》和《深圳前海深港合作区外围及流域上游水质改善子工程——咸水涌中游段截污改善工程》，该区间两岸沿着现有河道走向于河堤挡土墙迎水面设置排水收集管，再在一定的位置（由现出水管位置确定）汇集后排入排涝箱涵。

经过咸水涌相关的雨污分流工程和截污工程，大多数排污口都已经整治，或者已经进行截污设计，但是还存在一些截污口需要进行截污详见表1、图1~图3。

图2咸水涌污水散排口照片

图3咸水涌宝安大道游散排口照片

咸水涌新安六路段新湖路至咸水涌水闸段右岸还没有相关的雨污分流工程，宝安大道至自由七队九巷区间还有个别居民散排口需要查漏补缺。

西乡汽车站以上游全部已经暗涵化，上游污水在此处总口截污，利用分散处理设备将上游收集的污水在此处进行一级强化处理，可有效去除悬浮物。根据现场观察，其出水水质透明度一般，出水呈泡沫状，物理指标尚可。但生化指标有待提升，河道两岸有强烈难闻的气味，出水的COD、BOD5以及氮、磷指标仍然较高，生化指标有待提升，对河道下游影响较大。由于西乡汽车站处两岸民居密集，没有可以扩展的用地，因此对总口截污进行提标改造不具有可行性，因此考虑在下游对河道进行曝气造流，进一步提高咸水涌的生态修复功能。

2.2河流水动力条件不足

感潮河段受海水顶托，流动困难，造成下游污水滞留，大量有机物沉积于河底厌氧发酵，使水体黑臭。此外，由于潮汐震荡入河，使河道沉积底泥中的污染物经扰动后重新进入水体，进而造成河道的黑臭。主要体现在咸水涌下游G107国道至排海口段，两岸已截污较为完全，但水动力不足，水流较缓，受常年淤积底泥影响，水体通透度不高，仍出现水体黑臭或有异味的现象。

2.3内源底泥污染

经现场勘察，咸水涌从107国道至金科路桥处有大量淤泥和河床漂浮物，尤其是宝安大道下游河床淤泥加厚，大面积淤泥裸露，水深过浅，严重影响河道景观和水流流速。河道内的水体部分污染物日积月累，通过沉降作用或随颗粒物吸附作用进入到水体底泥中。在酸性、还原条件下，污染物和氨氮从底泥中释放，厌氧发酵产生的甲烷及氮气导致底泥上浮，这也是水体黑臭的重要原因之一。此外，城市河道中有大量营养物质，导致河道中藻类过量繁殖。这些藻类在生长初期给水体补充氧气，在死亡后分解矿化形成耗氧有机物和氨氮，导致季节性水体黑臭现象并产生极其强烈的腥臭味道。河道淤泥对周边居民的生化环境造成很大的负面影响。

根据现场调查，咸水涌河道河道淤泥淤积不均匀，部分河床淤泥较厚，详见图4。

图4咸水涌河床淤泥

根据实际考察，咸水涌大部分河道在水较浅时，露出大面积且较厚的淤泥，淤泥呈黑臭，咸水涌淤泥厚度约为150～600mm，是河道水体污染的持续释放源。

咸水涌下游为感潮河段，由于上游没有持续下泄河水，河道堆积底泥无法随河水流入大海，造成在河道下游的淤积。同时受海水潮汐影响，底泥被双向水流反复冲刷，加快了底泥污染物向水体的释放。河道底泥是咸水涌的内部污染源，淤泥减量是控制水体质量的关键因素。

2.4水深及水体温度影响

咸水涌部分河段水深较浅、水动力不足，且深圳地区温度较高，在阳光长时间作用下，水温的升高将加快水体中的微生物和藻类残体分解有机物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，从而直接导致水体复氧能力衰退，局部水域或水层亏氧问题严重，形成适宜蓝绿藻快速繁殖的水体条件，增加水华暴发风险，引发水体水质恶化，加剧水体黑臭。同时，底泥在高温作用下，微生物厌氧反应速度加快，底泥中的硫化物含量增加，向水体释放硫化氢等恶臭物质，进一步加剧河道黑臭现象。

咸水涌沿线及周边已建、在建、待建工程众多，但并未完全解决咸水涌污染问题，主要问题如下：

（1）截污工程及雨污分流工程未覆盖全线，部分排污口消除难度大，仍有排污口将污水排入咸水涌。（2）部分工程年代久远，污水管道及检查井存在“跑冒滴漏”现象。（3）下游感潮河段由于受到潮汐和底泥污染的双重作用，距地表水环境功能要求仍有一定差距。（4）咸水涌属于三面光河道，水源组成上主要是污水和再生水厂补水。

3治理方案

3.1技术选择原则

根据《城市黑臭水体整治工作指南》要求，城市黑臭水体整治技术的选择应遵循“适用性、综合性、经济性、长效性和安全性”的原则。

3.2总体思路

根据上层次城市及水务专项规划，结合《深圳市治水提质工作计划（2015～2020年）》中提出的“治水十策”要求，对工程整治提出总体设计思路。

在统筹前海湾片区水系布局总体治理思路和方案基础上，考虑区域截污工程、雨污分流、分散处理工程等相关工程与咸水涌的衔接，根据河流特点、存在问题及治理目标要求，提出黑臭水体综合治理系统方案，根据现有技术的对比可得出，并结合咸水涌实际情况和治理目标等现实要求，采用多种技术组合，因地制宜，对症下药。根据现场情况，拟采用底泥疏浚、管道截污、鼓风曝气等技术组合解决咸水涌河道黑臭的问题。

具体思路如下：

（1）基于雨污分流、正本清源，对咸水涌两岸排污口进行查漏补缺。本工程充分利用现有截污工程，不会造成重复投资浪费。本工程拟将污水口直接接入现有管网，对混流口上游错接的污水口进行重新驳接，为确保截流效果，尽可能实现沿河埋管的贯通。

（2）对107国道至宝安大道区间河涌挡土墙上的排水收集管进行修复，部分老旧损坏的管道需要替换。

（3）结合咸水涌的沿河淤泥较厚，内源污染严重的情况，需要沿河对咸水涌进行河道清淤。

（4）考虑到一级强化处理处理站出水生化指标较差且咸水涌水体生态性较差的特点，同时解决咸水涌水动力不足的问题，采用水体原位修复工艺，提高咸水涌水动力和自我净化修复能力。

在上述工程措施基础上，按“建管并重”的原则提出相应的工程管理结构设置、管理调度方案、日常管理要求，通过“综合整治、防抢结合”确保工程治理的长效性得以发挥。

4具体方案

4.1排污口截污

拟定咸水涌明渠段敷设截污管，对沿线23个漏排口进行截流，总体上大致分为两种截流方式，根据不同的排污口采用不同的方法：

（1）在河床挡土墙上固定污水收集管汇集居民散排口后接入现状入涵排水管。

（2）设置截流井将混流口污水截流至现状污水管道。①XSC01～XSC11由沿挡土墙新建DN200～300的污水收集管汇集后再接入入涵排水管，最后排向固戍再生水厂,可以尽量减少对箱涵的开孔，减少投资和降低施工难度；②XSC12～XSC23排污口为新安六路段咸水涌的混流口。在现状混流管上设置槽式截流井并采用DN400的截污管将污水截流到沿新安六路敷设的现状污水管中（见图5、图6），可以有效截流旱时污水和初期雨水，最后汇集到宝源南路的污水干管，排至污水泵站最后抽送至固戍污水厂进行集中处理，有效减少外源污染源对咸水涌水体的污染。

图5截污管接入现状污水管处理方式

4.2清淤疏浚

根据河道的水文特征、清淤深度、场地实际情况以及工期、环保等诸多因素，河、渠清淤主要有以下两种方案，见表2。

方案一：人工清淤+汽车运输。人工清淤即人工方式采用简易工具及人力运输器械将淤泥开挖，并以汽车运至弃淤场所。

图6污水收集管汇集散排口污水接入现状入涵排水管

方案二：机械清淤。机械清淤就是对有条件下机械疏淘的河（渠）道，使用（长臂）挖掘机、船坞相结合的方式在河（渠）道内进行淤泥疏掏。考虑咸水涌部分河段宽度较窄，且两岸民居密集，大型机械难以进入；部分河段放置了水体原位修复设备，此部分河段采用机械清淤会带来诸多不便。

综上所述，根据本工程所处的地理位置、清淤规模、以及清淤期间生态环境要求、宽度、水深、土质、堆泥场位置及要求等，确定咸水涌全河段采用机械清淤为主，人工清淤为辅的方式，清淤量为17000m3。

4.3原位修复

根据河道现状并结合当前河道生态环境整治进度与实施的客观需要，将河道分成两段，即G107国道至宝安大道段和宝安大道至咸水涌水闸段，分别进行设计，初拟出不同的技术方案：

4.3.1G107国道至宝安大道段方案

选择方案一“纳米纯氧曝气+本土微生物活化技术”。采用纳米纯氧曝气提高水体充氧效率，采用人工水草富集微生物，实现污染物有效去除。考虑到尽量不占用河道行洪断面，采用本土微生物活化技术为河道补充土著微生物，替换原有的高效微生物生态床，运行维护稳定、方便，不会占用大量河岸用地，投资和运行费用相对较低。

4.3.2宝安大道至咸水涌水闸段

宝安大道至新湖路段采用纳米曝气高效微生物生态床技术，可以强化氨氮的硝化，有效保障氨氮水平在8mg/L以下，避免出现黑臭水体。在新湖路至咸水涌水闸采用曝气造流技术，可以提高水动力，补充河道溶解氧。对于感潮河段，这是很有效的技术方法。

微信对原文有删减。原文标题：黑臭水体治理技术探讨——以深圳宝安咸水涌为例；原文作者：张卿、龙柯胜、吴春雷、杨淑芳、林玉鹏、张健君；作者单位：深圳市市政设计研究院有限公司。刊登在《给水排水》2018年第7期。