穿心河黑臭水体综合治理技术应用研究
孙照凝
摘 要：上海市城乡中小河道整治已开展一年有余，住建部黑臭水体治理、市级考核中小河道治理均已接近尾声。本文以金山区穿心河整治工程为例，本着“先截污、后修复”的思路，首先建造弃流井用于雨污分流截断污染源，其次采用多项水生态修复技术提升水体自净能力，如“食藻虫”控藻引导水生态修复技术、曝气增氧等，目前已基本消除黑臭。通过对多项技术应用分析、效果跟踪，提出一些治理技术应用的宝贵经验。
关键词：黑臭水体；城乡中小河道；弃流井；水生态
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）4-0071-02
1 研究背景
上海因水成陆，因水而兴。上海历届市委、市政府高度重视水环境治理，目前郊区和城乡中小河道黑臭已成为本市水环境治理的短板，严重影响城市环境大局。2015年12月，上海市政府发布了《上海市水污染防治行动计划实施方案》，提出“到2017年，建成区基本消除黑臭水体，到2020年，全市基本消除劣Ⅴ类水体”。根据住建部制定的《城市黑臭水体整治工作指南》，确定全市建成区黑臭水体为56条段，要求于2017年底前基本消除黑臭。其中，所属上海市金山区的穿心河便是名录水体之一。
本文以穿心河整治工程为实例，分析工程中应用的多种治理技术，吸收黑臭水体治理先进经验，探讨治理技术应用的有效性，为地区内类似项目提供经验和借鉴。
2 研究区域现状分析
2.1 自然条件
穿心河位于上海市金山区，境内地势平坦，气候受海洋性气候影响较为明显，水系较为发达。河道属上海市浦南东片水利控制片，片区规划除涝高水位3.90m，常水位为2.40～2.80m，河网最低预降水位2.00m。河道起于金山大道东南侧城西花苑，终于卫城河，全长346.6m，现状河口宽13.5～18.5m。
穿心河于2015年新建护岸及疏浚，南段两岸为干砌块石护坡，硬质化较严重。
2.2 水质现状
根据《城市黑臭水体整治工作指南》，黑臭程度可细分为“轻度黑臭”、“重度黑臭”两级，分级的评价指标包括透明度、溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）和氨氮（NH3-N），分级标准及穿心河2015年、2016年水质监测数据见表1。检测结果表明，水体氨氮含量超标，溶解氧不足，黑臭级别为轻度黑臭。
3 综合治理技术应用
3.1 黑臭原因分析
经过前期污染源调查发现，河道沿线有3个污水排放口，1个雨污混排口，污水均直排入河。该处混排口位于河道南端，直径1.2米，主要为南岸某居民小区私排生活污水、菜市场偷排废水入雨水管。河道周边老旧小区较多，市政配套设施雨污分流不彻底，导致水质明显变差。
3.2 治理技术
穿心河水质黑臭主要发生在南段，本次整治采取截污纳管、水生态修复等措施，多措并举、多管齐下，消除黑臭。
3.2.1 弃流井—雨污分流
该处排放口入河的生活污水约73m3/天，氨氮总量为1837.5g/天。治理对策为新建一座弃流井用于雨污分流，其余污水口封堵。设计弃流量为24m3/h，工艺流程为：晴天時，雨水管中的旱流污水直接通过弃流井进入附近古城路污水管网；降雨时，将雨水管中的污水和初期雨水弃流至污水管网，初雨收集完成后，中后期雨水直接排入河流；降雨停止后，污水处理厂有富余处理能力时将调蓄池中的水返回到污水处理厂处理。主要设备有：潜污泵、止回堰门、橡胶瓣升降式止回阀、雨量计等。
该井于2016年12月建成后，已有效投入运作，穿心河污染源已彻底截断。
3.2.2 食藻虫引导水生态修复技术
工程采用了某公司水生态专利技术—“食藻虫”控藻引导水生态修复技术，构建“食藻虫—水下森林—水生动物—微生物群落”共生系统，通过虫控藻、鱼食虫等形成食物链，改善水体水质及景观。该技术主要应用于城镇污染河道治理、农村水环境治理等，尤其在封闭水体中成效显著。
核心技术原理为：①食藻虫摄食消化水体中的藻类、有机颗粒和悬浮物，同时产生的排泄物可抑制水体藻类的生长。2水体藻类和悬浮物消失后水体透明度增加，光照进入水底促进底部沉水植物的生长。3沉水植物可吸收水体中过多的氮磷等富营养物质；促进氮的硝化/反硝化及磷的沉降；形成水下森林等多种途径达到水体生态自净能力。4水生植物恢复后，由食藻虫携带有益微生物向水体底部扩散，促进底泥氧化还原电位升高，形成底泥营养物质的封存和生态链自净。5再逐步向水体中引入螺、贝、鱼、虾类等水生动物，食藻虫和水生植物又可以被水生动物吃掉，从而转移出氮、磷营养物质。本项技术的核心角色—食藻虫，其本身是一种“鱼虫”，经过特殊的习性驯化、改良后，具有野外稳定性增强以及抗蓝藻毒素能力增强等特点。“食藻虫”每天可吞噬大量藻类，并能有效的摄食消化。
该技术于2017年1月开始投入穿心河使用，施工3个月后水质有明显改善。
3.2.3 人工增氧
人工增氧被广泛应用于黑臭河道治理，通过增加水体溶解氧，加速河、湖水体和底泥微生物对污染物的分解。主要措施包括采用太阳能生态浮岛和水生植物种植，穿心河南段共布置3台太阳能生态浮岛，2个生态浮床。
4 治理成果及经验
根据上海市水文总站每月对穿心河的水质监测数据（见表2），截至2017年10月，水体已连续数月消除黑臭，截污、水生态治理的效果比较显著。
上述三项治理技术，其中弃流井、“食藻虫”均为金山区首次实践应用，本着“先截污、后修复”的思路，将污水治理放在生态建设之前，通过采取雨污分流、截污纳管等措施，从根本上消除污染源，再引入水生态系统修复技术，成功恢复水体的自净能力，从而消除黑臭。另外，我们从技术实施、长效管理等方面总结了一些经验。
（1）雨污分流应充分考虑入河污染量，对不明确的污水来源应做好充分的前期调查。
（2）弃流井与附近市政污水管网的连接，充分利用了现有的管道设施，因地制宜，坚持技术经济的合理性，注重过程实效。
（3）水生植物（常绿矮型苦草）、水生动物（环棱螺、青虾、黑鱼）进行了特种培育与改良，其中苦草为专利产品，具有耐污染、四季常绿、高效吸收氮磷等特点，这些改良品种为治理的成效提供了保障。
（4）坚持科学的态度，积极稳妥地采用新工艺技术、新材料设备，力求用技术先进、经济合理的工艺，并且后期加强管理维护工作。
（5）河道治理与“河长制”相结合，落实综合治理措施和长效监管机制；重视公众测评，提升居民爱水护水意识，共同维护良好水环境。
5 结语
上海市城乡中小河道治理过程中，大部分水动力条件不足、入河污染量大的河道均采用了截污纳管、水生态修复技术。穿心河是本次整治攻坚战中第一条完工验收的黑臭水体，对其成功应用的治理技术进行研究总结对同地区改善水环境具有重要意义。黑臭河道治理是一项复杂的系统工程，只有综合各种实用和适用技术，做到一河一策、治管结合，推进“河长制”落实，才能从根本上解决困扰多年的黑臭河道问题，并且可有效防止治后反黑现象，达到生态治理的最佳效果。
参考文献：
[1]高永年，高俊峰，等.太湖流域水生态功能三级分区[J].地理研究，2012，31（11）：1941-1951.
[2]于冰，徐琳瑜，等.城市水生态系统可持续发展评价——以大连市为例[J].资源科学，2014（12）.
[3]赵越，姚瑞华，徐敏，宋玲玲.我国城市黑臭水体治理实践及思路探讨[J].环境保护，2015（13）.
[4]廖伟伶，黄健盛，等 我国黑臭水体污染与修复技术研究现状[J]. 2017第九届河湖治理与水生态文明发展论坛论文集，2017.
[5]张列宇，王浩，李国文，熊瑛.城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J].环境保护，2017（05）.
摘 要：上海市城乡中小河道整治已开展一年有余，住建部黑臭水体治理、市级考核中小河道治理均已接近尾声。本文以金山区穿心河整治工程为例，本着“先截污、后修复”的思路，首先建造弃流井用于雨污分流截断污染源，其次采用多项水生态修复技术提升水体自净能力，如“食藻虫”控藻引导水生态修复技术、曝气增氧等，目前已基本消除黑臭。通过对多项技术应用分析、效果跟踪，提出一些治理技术应用的宝贵经验。
关键词：黑臭水体；城乡中小河道；弃流井；水生态
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）4-0071-02
1 研究背景
上海因水成陆，因水而兴。上海历届市委、市政府高度重视水环境治理，目前郊区和城乡中小河道黑臭已成为本市水环境治理的短板，严重影响城市环境大局。2015年12月，上海市政府发布了《上海市水污染防治行动计划实施方案》，提出“到2017年，建成区基本消除黑臭水体，到2020年，全市基本消除劣Ⅴ类水体”。根据住建部制定的《城市黑臭水体整治工作指南》，确定全市建成区黑臭水体为56条段，要求于2017年底前基本消除黑臭。其中，所属上海市金山区的穿心河便是名录水体之一。
本文以穿心河整治工程为实例，分析工程中应用的多种治理技术，吸收黑臭水体治理先进经验，探讨治理技术应用的有效性，为地区内类似项目提供经验和借鉴。
2 研究区域现状分析
2.1 自然条件
穿心河位于上海市金山区，境内地势平坦，气候受海洋性气候影响较为明显，水系较为发达。河道属上海市浦南东片水利控制片，片区规划除涝高水位3.90m，常水位为2.40～2.80m，河网最低预降水位2.00m。河道起于金山大道东南侧城西花苑，终于卫城河，全长346.6m，现状河口宽13.5～18.5m。
穿心河于2015年新建护岸及疏浚，南段两岸为干砌块石护坡，硬质化较严重。
2.2 水质现状
根据《城市黑臭水体整治工作指南》，黑臭程度可细分为“轻度黑臭”、“重度黑臭”两级，分级的评价指标包括透明度、溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）和氨氮（NH3-N），分级标准及穿心河2015年、2016年水质监测数据见表1。检测结果表明，水体氨氮含量超标，溶解氧不足，黑臭级别为轻度黑臭。
3 综合治理技术应用
3.1 黑臭原因分析
经过前期污染源调查发现，河道沿线有3个污水排放口，1个雨污混排口，污水均直排入河。该处混排口位于河道南端，直径1.2米，主要为南岸某居民小区私排生活污水、菜市场偷排废水入雨水管。河道周边老旧小区较多，市政配套设施雨污分流不彻底，导致水质明显变差。
3.2 治理技术
穿心河水质黑臭主要发生在南段，本次整治采取截污纳管、水生态修复等措施，多措并举、多管齐下，消除黑臭。
3.2.1 弃流井—雨污分流
该处排放口入河的生活污水约73m3/天，氨氮总量为1837.5g/天。治理对策为新建一座弃流井用于雨污分流，其余污水口封堵。设计弃流量为24m3/h，工艺流程为：晴天時，雨水管中的旱流污水直接通过弃流井进入附近古城路污水管网；降雨时，将雨水管中的污水和初期雨水弃流至污水管网，初雨收集完成后，中后期雨水直接排入河流；降雨停止后，污水处理厂有富余处理能力时将调蓄池中的水返回到污水处理厂处理。主要设备有：潜污泵、止回堰门、橡胶瓣升降式止回阀、雨量计等。
该井于2016年12月建成后，已有效投入运作，穿心河污染源已彻底截断。
3.2.2 食藻虫引导水生态修复技术
工程采用了某公司水生态专利技术—“食藻虫”控藻引导水生态修复技术，构建“食藻虫—水下森林—水生动物—微生物群落”共生系统，通过虫控藻、鱼食虫等形成食物链，改善水体水质及景观。该技术主要应用于城镇污染河道治理、农村水环境治理等，尤其在封闭水体中成效显著。
核心技术原理为：①食藻虫摄食消化水体中的藻类、有机颗粒和悬浮物，同时产生的排泄物可抑制水体藻类的生长。2水体藻类和悬浮物消失后水体透明度增加，光照进入水底促进底部沉水植物的生长。3沉水植物可吸收水体中过多的氮磷等富营养物质；促进氮的硝化/反硝化及磷的沉降；形成水下森林等多种途径达到水体生态自净能力。4水生植物恢复后，由食藻虫携带有益微生物向水体底部扩散，促进底泥氧化还原电位升高，形成底泥营养物质的封存和生态链自净。5再逐步向水体中引入螺、贝、鱼、虾类等水生动物，食藻虫和水生植物又可以被水生动物吃掉，从而转移出氮、磷营养物质。本项技术的核心角色—食藻虫，其本身是一种“鱼虫”，经过特殊的习性驯化、改良后，具有野外稳定性增强以及抗蓝藻毒素能力增强等特点。“食藻虫”每天可吞噬大量藻类，并能有效的摄食消化。
该技术于2017年1月开始投入穿心河使用，施工3个月后水质有明显改善。
3.2.3 人工增氧
人工增氧被广泛应用于黑臭河道治理，通过增加水体溶解氧，加速河、湖水体和底泥微生物对污染物的分解。主要措施包括采用太阳能生态浮岛和水生植物种植，穿心河南段共布置3台太阳能生态浮岛，2个生态浮床。
4 治理成果及经验
根据上海市水文总站每月对穿心河的水质监测数据（见表2），截至2017年10月，水体已连续数月消除黑臭，截污、水生态治理的效果比较显著。
上述三项治理技术，其中弃流井、“食藻虫”均为金山区首次实践应用，本着“先截污、后修复”的思路，将污水治理放在生态建设之前，通过采取雨污分流、截污纳管等措施，从根本上消除污染源，再引入水生态系统修复技术，成功恢复水体的自净能力，从而消除黑臭。另外，我们从技术实施、长效管理等方面总结了一些经验。
（1）雨污分流应充分考虑入河污染量，对不明确的污水来源应做好充分的前期调查。
（2）弃流井与附近市政污水管网的连接，充分利用了现有的管道设施，因地制宜，坚持技术经济的合理性，注重过程实效。
（3）水生植物（常绿矮型苦草）、水生动物（环棱螺、青虾、黑鱼）进行了特种培育与改良，其中苦草为专利产品，具有耐污染、四季常绿、高效吸收氮磷等特点，这些改良品种为治理的成效提供了保障。
（4）坚持科学的态度，积极稳妥地采用新工艺技术、新材料设备，力求用技术先进、经济合理的工艺，并且后期加强管理维护工作。
（5）河道治理与“河长制”相结合，落实综合治理措施和长效监管机制；重视公众测评，提升居民爱水护水意识，共同维护良好水环境。
5 结语
上海市城乡中小河道治理过程中，大部分水动力条件不足、入河污染量大的河道均采用了截污纳管、水生态修复技术。穿心河是本次整治攻坚战中第一条完工验收的黑臭水体，对其成功应用的治理技术进行研究总结对同地区改善水环境具有重要意义。黑臭河道治理是一项复杂的系统工程，只有综合各种实用和适用技术，做到一河一策、治管结合，推进“河长制”落实，才能从根本上解决困扰多年的黑臭河道问题，并且可有效防止治后反黑现象，达到生态治理的最佳效果。
参考文献：
[1]高永年，高俊峰，等.太湖流域水生态功能三级分区[J].地理研究，2012，31（11）：1941-1951.
[2]于冰，徐琳瑜，等.城市水生态系统可持续发展评价——以大连市为例[J].资源科学，2014（12）.
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[4]廖伟伶，黄健盛，等 我国黑臭水体污染与修复技术研究现状[J]. 2017第九届河湖治理与水生态文明发展论坛论文集，2017.
[5]张列宇，王浩，李国文，熊瑛.城市黑臭水体治理技术及其发展趋势[J].环境保护，2017（05）.
