水处理

贵州贵阳南明河全流域黑臭水体咋消除的?

2021-08-02 09:03:46 中国环境报 作者:周亚楠

穿城而过的南明河是贵阳的“母亲河”,曾一度水体黑臭、污染严重,中心城区段水质长期处于劣Ⅴ类,成了一条“失去生命的河流”。近年来,贵阳市创新性地引入循环再生水理念治理南明河,取得显著成效。

近日,2021年生态文明贵阳国际论坛“喀斯特生态环境与资源利用”主题论坛在贵阳举行。论坛上,南明河水环境综合治理案例成为样板备受关注。

怎么突破喀斯特地区污水难处理困境?

一改大集中治理模式,确立“适度集中、就地处理、就近回用”治理理念

南明河属长江流域、乌江水系,流经贵阳市境内,全长185公里,在中心城区段长约50公里,流域人口达310万,占全市62%左右。

历史上,南明河清澈见底、风光旖旎。上世纪90年代,南明河两岸密布200余家工业企业和近100个生活污水排污口,每天向河中倾泻的45万吨生活污水和工业废水,成为南明河污染的“罪魁祸首”。

贵阳市一直重视南明河污染治理,也曾尝试大面积改造管网将污水引入郊区的污水处理厂集中处理,却陷入“久治难长清”的尴尬。

“一方面,南明河穿越人口密集的主城区,且贵阳市属于典型的喀斯特地貌,污水收集难、输送难、施工难、管网建设和维护成本高;另一方面,南明河的根本问题在于‘缺水’,随着城市发展,污水总量增加,河流生态基流量小,纳污能力偏低。”中国水环境集团董事长、清华大学首届工程博士侯锋说。

他表示,流域水环境治理是世界性难题,像南明河这样长距离流经城市、穿越人口密集区(人口密度超越香港)、污染重河道黑臭的,治理方式没有成功案例可循。

“过去国内外绝大部分城市污水处理的方式大都是集中在城市河流下游建设大型污水处理厂,将污水收集后长距离输送到下游集中处理,这种模式工程建设和管护难度大,截污沟和末端处理易超负荷运行,污水管网地下长距离输送也易产生渗漏、溢流等环境风险,陷入‘反复治理、反复污染’的僵局。”上海交通大学环境学院讲席教授孔海南介绍。

如何将污水收集、处理和回用设计好,并将处理后的水作为城市稳定的水资源,成为了当时南明河污染治理的主要问题。

“9年前,我们对南明河开展了历时6个月的调研,走遍了南明河干支流沿岸,摸清了污染来源,对其现状及未来趋势进行了系统研究。”据此,他们首创性地提出了“适度集中、就地处理、就近回用”的治理理念,一改全世界“大集中”处理排放的传统技术路线,形成了污水处理及资源化利用的分布式下沉再生水生态系统创新技术体系。

直排污水是河流黑臭的重要原因,城市污水的实际收集处理率还应得到提升;同时,城市河道也需要大量净水补充。就近建设地下设施适应了上述需求。

地上污水处理厂不能实现上述需求吗?“当然可以,但对不少城市而言,地上建厂已几乎不可能。”侯锋表示,“因为不少河流往往穿城而过,两边可开发、可选择的建设用地已经少之又少,按照传统模式建设会面对巨大挑战。土地紧缺和环境影响,已成为制约城市污水处理设施建设的先决因素。”

地下污水厂与地上美景融为一体

分布式下沉式再生水厂“长藤串”式分散在干支流沿线,尾水作为补给水源

车辆缓缓驶入地下,记者走进位于南明河畔的青山再生水厂,厂区内明亮干净,各项工艺流程清晰可见。走出厂区,小溪缓流,绿植环绕,时而能看到休闲、健身的人群,谁能想到污水处理厂就建在脚下。“这里根本不像处理污水的地方,倒像一座公园。”

青山再生水厂是贵阳市第一座下沉式再生水厂,其核心污水处理系统深埋地下20多米,污水处理规模为5万吨/日,出水水质达到地表水准Ⅳ类标准。

传统的污水处理厂一直被诟病噪声大、臭味重,人们普遍反对将污水处理厂建在生活区周围,这就是“邻避”现象。

侯锋说,青山再生水厂建设原方案是在下游30公里建新厂,征地、管网等共计7.35亿元,年调水费1700万元。现方案是原址下沉,与居民区“零”距离,地面建设生态公园、停车场、水环境科技馆等,在彻底解决“邻避”问题的同时,可实现再生水100%回收利用,其中部分再生水还用于地面公园的绿化浇洒,真正实现了把城市污水变成城市资源。

目前,根据城市排水、功能分区与资源利用,在南明河沿岸新建分布式下沉式再生水厂16座,提标改造5座,南明河流域再生水厂已增加至34座,污水处理能力从2017年的99万吨/日增加到2020年的183.58万吨/日。沿线再生水厂每天可向南明河提供150余万吨生态补水,年补水资源达5亿余吨。

“这些水厂‘长藤串瓜’式分散在南明河干支流沿线,尾水达标后排入南明河作为稳定的补给水源,河流生态自净能力得到提升。”贵阳市水务管理局副局长刘楚霞表示。

侯锋介绍,为尽量减少对周边居民生活的影响,下沉式再生水厂全部安装了高效生物空气净化系统,最大限度保证了再生水厂排放的气体达标。

“分布式下沉再生水生态系统既补充了河道水量,又消除了黑臭,把污水处理、中水回用以及城市河道综合治理统筹考虑。”孔海南说。

下沉式再生水厂的应用,共节省建设用地及卫生防护带用地1053亩,节省管网建设、征地投资约15亿元,每年节约调水补水的运行电费约3000万元。

经治理,目前南明河全流域25处黑臭水体全部消除,7条主要支流水质全部达标,中心城区段水质稳定达到Ⅳ类,部分区域达Ⅲ类及以上,河流自净能力得到逐步恢复,“除臭”“变清”“景美”的目标逐步实现。

把城市污水变成城市正资产

构建生态、景观河道和生物多样性的水下生态

随着南明河流域生态系统健康逐渐恢复,分布式下沉再生水生态系统在南明河水环境综合整治中的应用,成为国内同类河流水环境综合治理的样板和推动城市生态文明建设发展的成功案例。

侯锋介绍,把一个稳定的资源即处理后的城市污水,转化成对河流生态修复、恢复自然净化能力有用的水,这是不少城市污水处理厂应该发挥的重要作用。

“南明河沿线污水处理厂采用了中国水环境集团‘环境友好、土地集约、资源利用’的下沉式再生水厂建设理念,在地下完成污水处理,地面建设景观活水公园,推动了城市生态由‘负资产’向‘正资产’的转变。”刘楚霞说。

“从这点看,分布式下沉再生水生态系统在南明河的应用是成功、可持续的。”侯锋补充道,绝大多数城市河道仅达到化学指标的Ⅳ类水,但南明河已在打造生态河道、景观河道,构建生物多样性的水下生态,这样的治理举措就已经往前迈了很大一步。

“我们成功啃下了这块‘硬骨头’。”侯锋表示,“依托南明河的成功实践,分布式下沉再生水生态系统已在全国大范围推广,目前已在全国21个省份实施,总规模约300万吨/天,位居亚洲第一。”

2020年,生态环境部发布2019年《国家先进污染防治技术目录(水污染防治领域)》(生态环境部公告2020年第2号),“生态型下沉式再生水厂集约构建与资源化利用技术”作为唯一的下沉式技术入选。

“我认为地下污水处理厂一定是大中型城市相关设施建设未来的发展方向,未来下沉式再生水厂将在水环境治理方面发挥更加显著的作用。”侯锋曾去韩国和欧洲考察过,“为什么韩国有很多地下污水处理厂,欧洲很少?结论就是土地资源稀缺。而中国很多城市和韩国状况接近,土地价值大是市场的需求。”

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