为全面贯彻党的十九大精神,认真落实《水污染防治行动计划》确定的目标任务和全国生态环境保护大会要求。近年来,各地区各部门迅速行动,坚持生态优先、绿色发展指导思想,紧密围绕打好污染防治攻坚战的总体要求,全面开展了城市黑臭水体治理工作,加快补齐城市环境基础设施短板,成效显著。为更好地总

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黑臭水体治理关键技术之水系沟通及活水循环技术案例分享

2019-03-04 09:16 来源: 中规院水务院 

为全面贯彻党的十九大精神,认真落实《水污染防治行动计划》确定的目标任务和全国生态环境保护大会要求。近年来,各地区各部门迅速行动,坚持生态优先、绿色发展指导思想,紧密围绕打好污染防治攻坚战的总体要求,全面开展了城市黑臭水体治理工作,加快补齐城市环境基础设施短板,成效显著。

为更好地总结各地先进经验,借鉴有益做法,进一步扎实推进城市黑臭水体治理工作,加快改善城市水环境质量,满足人民群众日益增长的美好生活需要,中规院水务与工程院联合各地住房城乡建设及相关部门,展开城市黑臭水体治理案例分享。

本期针对黑臭水体整治关键技术中的水系沟通及活水循环技术进行经验介绍,选取的四个案例分别是苏州市高新区水环境整治工程、徐州市襄王路边沟黑臭水体整治项目、镇江市光明河黑臭水体整治项目、南京市工农河黑臭水体整治项目。

案例一

苏州市高新区水环境整治工程

项目简介

苏州高新区建成区包括狮山街道、枫桥街道、浒墅关开发区约80km2。由于受到自然地形中部较高、东西部较低的限制,东西向河道受到天然阻隔,在枯水或少雨季节缺少来水补给,河道流动性差,水动力不足。同时,随着城市建设拓展,建成区域河网蓄水面积降低,河道自净功能退化,河道纳污容量已不能满足各类污染对水体的侵蚀,大部分河道水质常年指标为Ⅴ-劣Ⅴ类遇到高温季节部分河道发黑发臭,影响城市居住环境。为改善河道水质,提升城市品位,从治黑向水环境提升纵向推进,苏州高新区借鉴先进地区的成功做法,在持续开展城市控污截污、河道清淤整治同时,坚持系统治理、标本兼治的原则,采取引水畅流工程措施,沟通城乡河网水系,打通断头浜,改善水动力条件,恢复城市河道生态功能。

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项目亮点

主要工程措施:引清控流、沟通水系等。引水采用“北引”和“西引”相结合方案,“北引”就是北部通过建林河从浒光运河引入优质水体;“西引”就是新建穿山隧道,打通皇晏岭山,通过杨柯柜河从浒光运河引西部优质水体。为保护引水水质,在浒光运河东端建设枢纽工程,兼顾挡污和船只通行。退水考虑主要向东入京杭运河,各入京杭运河河道建控制闸坝或利用现状圩区闸站退水,实现各河道有序换水。

主要建设内容:建设引水闸站(建林河闸站、杨柯柜闸站)2座,设计总流量22.8m3/s;浒光运河船闸枢纽工程1座,规模为12m套闸+12m节制闸;调水控制闸坝8座,为钢坝及固定堰,宽度为6-24m;整治河道3条等。工程于2015年12月开工,2017年12月完工,工程投资估算为21545.83万元。

1. 构建清水通道——建林河枢纽

从浒墅关经济开发区建林河建设引水泵站1座引水主泵站,从北向南,引浒光运河的太湖来水;从新民村杨柯柜河道建设引水泵站1座引水辅助泵站,从西往东引东塘河水源,设计总流量22.8m3/s,以实现浒光运河以及西部河道清洁水源引入建成区河道。

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2. 调控运河来水——浒光运河枢纽

在浒光运河与京杭大运河之间建设浒光运河枢纽工程,用于控制京杭大运河较差水源向浒光运河和太湖地区河道倒灌;在建城区主要河道下游,建设控导工程,阻挡运河来水及分配水量,促进河道水体流动,改善城市河道水质。

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整治成效

1. 改善建成区水环境,提升人居环境,促进社会和谐

工程运营后,建林河闸站和杨柯柜闸站引水泵站运行流量为17-20m3/s,每天运行20小时,2天内可完成一次闸坝内总量300万m3的河网水体的交换。通过引入西部优质水,沟通东西部水系,改善了现状河道水质,提升了城市品味和居住环境,达到“建设宜居高新区、打造创业新天堂、共筑幸福新家园”的规划目标。

2. 恢复河网水动力,修复水体自净功能

通过引水泵站及控制闸坝建设,恢复建成区河网水动力,实现河网有序流动格局,修复水体自净功能。通过培育适宜藻类、浮游生物等的生长环境,刺激沉水植物、挺水植物和鱼类等的繁衍,让生物消耗水体中氮磷含量,进一步改善了水质。

3. 阻挡京杭运河倒流,保护高新区水环境

建设浒光运河船闸枢纽工程有效防止京杭运河劣质水体倒灌,保护建成区引水水质,恢复高新区西部地区的河网水体流向,有助于改善西部地区水环境,保护太湖水质。

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案例二

徐州市襄王路边沟黑臭水体整治项目

项目简介

1. 基本情况

徐州地属黄淮平原、沂沭泗流域中下游、南北气候过度带,是国家南水北调工程东线重要节点城市、黄河故道流域和江淮生态大走廊重要片区。作为全国重要的老工业基地和江苏唯一的煤炭基地,徐州市区的水污染严重、水环境承载能力低,水污染治理难度大。

襄王路边沟位于徐州市鼓楼区襄王南路以东,丁万河以南,平山南路以西,九里山以北。本次治理河段的北段起点为九里山口,终点为丁万河口,治理长度约1km;南段起点为铜沛路至故黄河段,治理长度约0.3km。根据《徐州城市防洪规划》,襄王路边沟属于沂沭泗水系,全长0.8km,负担约1.3km2的防洪除涝任务。

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2. 问题分析与评估

襄王路边沟现状存在的主要问题包括:河道中间段两侧均未建截污管,沿河的居民生活污水直排入河,生活垃圾充斥河道;河道水体浑浊、淤积严重、散发异味,河流水环境恶劣;河道两岸边坡坍塌,部分挡墙损坏;河道上游无水源补给严重影响河道水质。

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3. 整治目标

工程的主要任务是对襄王路边沟进行综合整治,采取污水涵洞修复、垃圾清理、污染底泥疏浚、拆建活水泵站等措施,改善水质,消除恶臭,打造“水清岸绿、鱼虾洄游、环境优美”的城市河道,实现水安全、水环境、水生态、水景观、水文化、水经济的多元化战略目标,展现徐州市生态文明城市形象。

襄王路边沟整治完善工程严格遵循“两岸截污、两端贯通、河内清洁、河岸景美”的治理标准。以完善河道水功能,改善沿河水环境为出发点,沿线结合种植绿化,达到全面提升河道沿线生态环境,改善水质,将襄王路边沟整治成为一条集城市防洪、排涝于一体的多功能河道。

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项目亮点

1. 水体循环,“九河二湖”助力最美家乡河

近年来,徐州北区水系贯通成绩显著,主要河湖全部贯通、故黄河、荆马河、徐运新河、李屯河、九里湖、九龙湖相继互联互通。2017年,襄王路边沟治理工程通过疏通原有管涵、建设1公里补水管道和新建一座一体化补水泵站,向北贯通了丁万河。至2017年底,襄王路边沟治理工程举行了通水仪式,丁万河片区的水系全部得以互联互通。目前襄王路边沟水质达到Ⅲ类,畅通的水流增强了河道的自净能力。丁万河片区水系的综合治理,也使得丁万河成为全省唯一入选的“全国最美家乡河”。

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2. 智能遥控补水

襄王路边沟工程采用了地下式一体化补水泵站,智能化遥控,配有先进的专用监控系统,可实现补水泵站远程控制、无人值守。传统的补水泵站需建专门的控制室,需专人管理,前期投入和后期管理费用都较高。地下式一体化补水泵站可广泛安装于室外、绿化带、道路等场所,因施工作业面小,在人口密度大、建筑集中的地方更有优势,从而避免传统补水泵站要求有开阔施工空间,道路交通和居民拆迁等问题。

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3. 园林式景观打造,“黑臭”河道转型景观河道

在截污治污工程、河道整治工程的基础上开展生态修复工程、生态景观提升工程,创建可持续的生态景观。徐州市在专项投资了1.5个亿进行黑臭河道两侧景观提升。逐步实现由“污水河”向“清水河”、“清水河”向“景观河”的根本性转变,凸显山水生态徐州品牌。

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整治成效

黑臭河变成一条“水清岸美”景观河,解决了河道恶臭问题,改善了周边居民的生产生活环境。徐州市自2013年开展国家级首批水生态文明城市建设试点以来,紧扣水生态文明城市规划目标、六大类22个指标体系和“两带三区”总体布局,收到了良好生态效益、社会效益和经济效益,实现了从“一城煤灰半城土”到“一城青山半城湖”的华丽转身。

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案例三

镇江市光明河黑臭水体整治项目

项目简介

1. 基本情况

光明河是镇江市运粮河流域的三级支流,经御桥港接入运粮河,河道全长约1700m,河道末端原设置有涵闸。光明河流域范围:北至跑马山、南至团山路、西至御桥港路、东至九华山路、砚山一线,汇水面积约为3.66km2。区域范围如图所示,上游为合流箱涵,旱季上游无清水补给,合流箱涵已实施截污工程,雨季时河道水质受合流箱涵溢流污染影响严重,造成光明河水体水质黑臭。另外雨季时因受下游河道高水位顶托影响,降雨期间局部内涝现象屡有发生,给周边居民的生活带来不良的影响。

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2. 问题分析与评估

(1)水体黑臭

光明河水质全年不能稳定达标,在一、二月份氨氮、溶解氧指标存在超标现象,属于黑臭河流。

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光明河属“断头河”,且断面为“三面光、两边直”,旱季无基流,雨季为排涝,受下游御桥港液位影响,全线水动力不足,自净能力差。

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此外,沿河两岸污水排口和合流制排口给光明河带来点源污染,汇水区范围内的面源污染通过雨水排口入河,河道底泥释放的内源污染,以及河道水生植物和动物缺失,生态系统严重受损等多重因素的叠加,使得光明河水质状况较差。

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(2)易涝积水

光明河汇水区地势低洼,受长江、运粮河、御桥港水位影响,强降雨时出现管网排水顶托和倒灌,极易受淹。陆角桥下穿沪宁铁路区域靠近光明河排水系统末端和最低点,暴雨时排水压力巨大。2015年6月2日镇江暴雨,最大小时降雨量接近60mm/h,接近镇江20年一遇的降雨,六角桥桥面严重受淹,危及沪宁铁路。

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3. 整治理念与目标

在源头减排、过程控制、末端综合治理的路线指引下,通过控源截污、内源治理、生态净化、活水循环净化的技术措施,对光明河水体进行系统综合整治。

(1)提升水环境

实现光明河水体水环境质量达到《地表水环境质量标准》IV 类的要求。

(2)提高水安全

光明河流域能有效应对30 年一遇的强降雨。

(3)恢复水生态

构建引水活水系统,加强生态修复和景观提升。

4. 整治原则

(1)灰绿结合,系统治理,确保工程目标;

(2)通过自身净化尽量减少污染物向下游迁移,保护下游御桥港及运粮河水质;

(3)尽量节省投资、降低运行成本、方便管理运行。

5. 整治措施

围绕水质净化目标,针对光明河全河段制定方案,采用控源截污、河道清淤、在线生态和旁路设备净化、调蓄循环活水等方式进行整治修复,消除黑臭。

(1)控源截污

对光明河沿河17个排口进行全面调查和分类整改,包括对私设的污水排口进行封堵,污水改接至污水管网;对合流制直排口,设置截流井、敷设截流管,将旱流污水截入市政污水管;对分流制雨污混接雨水排水口,通过溯源整改,实现上游管网雨污分流,确保旱流污水不下河。

(2)河道清淤

河底为硬质护底和部分生态护底,清淤高度分别控制在硬质护底和原状土高程,采用干河清淤方式,泥浆脱水处理,减量外运处置,共清淤泥约3700m3。

(3)水质净化

采用生物浮岛和绿恒技术对初期雨水和河道水分别进行在线和旁侧净化处理,其中旁侧处理能力为10000m3/d,该装置为一体化承压设备,对SS、TP、COD有较高的去除率,对提高水体透明度及消减臭味成效显著,是水质达标的有效保障。

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(4)水调蓄循环净化

通过闸堰的设置,保持河道中具备相应的旱季水量水位;通过与泵站的联动控制,充分发挥河道的调蓄能力,调蓄容积达17000m3,可将部分合流管道溢流水滞留在光明河中,利用循环净化措施削减其污染物,3天达到全河段的循环净化;通过机械动力循环,保持河道流动状态,改善河道水力状况,从而有效保障进入下游河道的水体水质。

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(5)新建光明河泵站

泵站规模20m3/s,提升光明河区域调蓄能力和强排能力,可有效应对30年一遇降雨。

6. 工程量及投资

项目总投资约5500万元,其中水体修复整治工程800万元,光明河泵站建设4700万元。工程于2017年1月份开工建设,2018年1月份投入试运行。

项目亮点

应用水质净化设备进行水质净化。该水质净化设备主要由高效污水净化设施、配套加药设施、污泥脱水设施、电控系统等功能模块组成。其主要技术原理是采用高速混合技术、循环式反应技术、泥层高效吸附过滤技术、超高速沉淀技术,通过特殊的结构设计,实现无动力污泥回流,保持混凝区高污泥浓度,增加污水中脱稳胶体的聚集机会,并形成高密度絮凝体,加快絮体沉淀速度,出水充氧提升污染物去除效果。

该工艺特点是设备内无需设置任何传动机械设备,无需任何机械维检及更换等费用。巧妙的设计可实现自动排泥和自动回流,高密度絮体平衡室减少药耗量,高密度絮体床过滤层提升水质效果。

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该设备分为两种工况运行,旱季时,将河道内水通过活水调蓄循环系统进行取水净化;雨季时,优先取箱涵内部初期雨水和合流制溢流污水进行净化处理。河水、初期雨水及合流制溢流污水通过泵站提升至高效污水净化设施内(进水口压力控制在<0.20MPa),待进水稳定后再通过配套加药设施先后投加PAC、PAM药剂(PAC投加量以30mg/L,处理水量420m3/h计;PAM投加量以1.0mg/L,处理水量420m3/h计),混合絮凝,净化水体水质。在运行4-8小时后(时间可根据水质情况进行调整)排泥一次,产生的污泥则通过污泥脱水设施进行叠螺式脱水机脱水,泥饼(含水率为约80%)通过螺旋输送机送至泥饼收集箱内,定期直接外运至污水处理厂进一步处理。

净化器集混合、絮凝和沉淀于一体,可有效去除水中悬浮物和胶体,对悬浮物中附着的有机物也有一定去除,净化效果较好。同时,通过PLC系统控制,可收集、监控及显示各运行设备的状态、报警信号及连锁信号,并可上传数据至移动设备进行远程监控。该设备于2017年10月份安装,2017年12月投入运行,投资为250万,设备投入运行后基本可保证水体水质稳定保持在地表水四类标准。

整治成效

1. 整治效果

(1)水环境

通过控源截污、河道清淤、水质净化、引水活水等多措并举,消除了水体黑臭,水环境得到有效改善。项目试运行后,光明河水质达到地表水环境质量四类水标准。

(2)水安全

光明河流域雨水排放能力得到显著提升,通过模型模拟,光明河流域不再发生明显积水现象,且排涝空间仍有富余,排水防涝设施能有效应对30 年一遇。

(3)水景观

改善了沿河两岸的生态环境,营造了绿水相连的优美景观及生物栖息地,构建了城市良性水循环系统。

2. 效益分析

(1)社会效益

项目将黑臭水体治理和海绵城市建设有机融合,整合社会资源,在提升水环境质量的同时,提高了区域范围内的水安全,为周围居民提供更加舒适、和谐宜居的生活空间,增加了百姓的获得感和幸福感。

(2)经济效益

光明河水体整治后,河道旧貌换新颜,周边土地的经济价值得到进一步提升。工程采用镇江自主研发的生态浮岛,带动了地方环保产业设备的发展,为地方经济发展增添活力。

(3)生态效益

将原有三面光、两面直的河道进行生态修复,增加了生态护岸,整条河道流动性增强,水景观和水质的提升使光明河能够更好地发挥涵养水源、调节气候、美化环境等多种生态效能。

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案例四

南京市工农河黑臭水体整治项目

项目简介

1. 基本情况

工农河位于雨花台区板桥街道的南部,源头位于雨花台区,流经板桥街道、梅山街道,最终流入长江。本项目对东起陶家圩泵站,西至长江,长约4.2km范围的工农河及其支流水系(包括永安花苑水系、新板沟、铁路西沟、陶家圩塘等)进行拆违拆破、控源截污、清淤疏浚、生态修复、引水补水等综合整治。

2. 问题分析与评估

河道长期水量偏少,水体流动性差,周边污水直排入河,浮萍及水体藻类较多,水体发黑,且有刺鼻气味,水质不达标。河底积淤严重,永安花苑水系、新板沟等支流水系断头,无水源补水换水,河道内也无生态修复系统,造成工农河黑臭现象严重。

3. 工程概况

工农河河道综合整治工程由南京市雨花台区水务局作为建设主体负责实施,2016年9月开工,12月通过完工验收。

工程累计铺设截污管道836m、新建截污井13座、一体化污水提升泵站1座;完成工农河、新板沟、永安花苑水系、铁路西沟清淤7385m;安装微纳米曝气系统15套、仿人工水草1500m2、水下生物滤床500m2、水生植物1910m2;铺设引水补水管道总长1968m ( 其中牵引管道486m);核放排水许可证20个。

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项目亮点

为确保国考河道工农河治理后水质稳定,结合江苏省人民政府在《水污染防治工作方案》明确的至2020 年,全省城镇污水处理厂尾水再生利用率力争达到15%及南京市人民政府在《南京市水污染防治行动计划》提出的2020 年底前,城镇污水处理厂尾水再生利用率达到15%的目标要求,分析南京市多数污水厂已实施尾水利用的先例,在河道整治过程中,加强与城南污水处理厂的沟通与协调,采取尾水回用技术。

实施城南污水处理厂尾水引水工程,沿古雄大道和江大路铺设引水管道,从城南污水处理厂引再生水至新板沟,自流至下游,向铁路西沟和永安花苑水系进行补水,再通过永安泵站对工农河进行补水。引水工程新建引水补水管道约2km,其中管径DN400的管道1.3km,管径DN500的管道0.7km;泵站流量每小时750m3,日均补水量约1.8万吨,尾水水质为一级A。设置1 处补水口,位于新板沟,补水口采用八字式。

通过利用城南污水厂尾水补水,一是涵养地下水,减少非点源污染,改善城市生态环境;二是通过向工农河定期补水,维持其生态基流,保证工农河的自我修复能力。

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整治成效

整治前,根据区环保局提供的水质监测数据,共开展水质监测累计19次,其中重度黑臭1次,轻度黑臭10次。

整治后,从感观上看,部分河段水质清可见底;从水质监测结果看,水质全部达标;从调查的情况看,广大居民对工农河整治效果较为满意。

延伸阅读:

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黑臭水体整治关键技术之管网普查及修复技术案例分享

原标题:【技术分享】2019城市黑臭水体治理案例分享【第五期 江苏省(五)】

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