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黑臭水体控源截污治理的海口样本

国际节能环保网  来源:铁汉生态  日期:2017-10-11
  海口市龙昆沟、东西湖等11个水环境综合治理项目主要包括白水塘、滨濂沟、金牛湖、西崩潭、东崩潭、东西湖、大同沟、龙昆沟、龙珠湾、万绿园人工湖、电力沟等11 个水体。2016年5月,铁汉生态联合中标该项目。海口水环境治理项目是铁汉生态河湖综合治理的典型案例之一。铁汉生态采取的技术路径,首先是污染源的控制,之后通过海绵城市建设、水动力改善等来优化生态环境,在此基础上建立长效运营机制。海口市水环境综合治理项目非常有意义,是全国第一个把需要治理的水环境打包一起运作的项目。
 
水环境综合治理
 
  有效实施控源截污,优化生态环境
 
  本项目大部分河流流经主城区、湖泊海湾位于城区,河湖湾周边开发强度高,人口商业密集,河道人工渠化兼有排污、泄洪功能;11 个水体污染物排放杂乱无章,因此河涌两岸现有许多点源污染,大量污水未经处理便排入河涌内,严重污染河涌。城区管网复杂,暗管排放难以全部清查,河道自净能力明显不够,可利用的土地紧缺,处理设施摆放困难。尽管“控源截污”是本项目的重点内容,但是,污水处理设施和截污工程的建设需要逐步进行,期间依然会有一定量的污水排入河涌内。因此,在项目实施的过程中,需要采取措施控制污染源进入河体,否则将会影响项目的整体进度和质量。
 
  本项目总体治理思路为:“应急与常规治理相结合”,“一沟一湾两湖分区治理( 白水塘、龙珠湾、万绿园与电力沟四大片区)”,“分类与分期治理”,“外源截减——雨污系统截流——水动力优化——面源污染控制——底泥环保疏浚——水生态修复——景观提升——长效管理”。
 
控源截污
 
  因此,需要沿湖沿河沿湾进行初期雨水收集,在枯水期将其处理还河还湖还湾,完善优化沿河湖湾的污水管网系统,接入市政主管网集中处理。对于初期雨水,采用沿河沿湖湾截留,将其引入调蓄池,在管网有余量时将其引入处理系统进行处理,对于个别水量不大的排污口,可以截污纳管和生态缓冲廊道、驳岸接触氧化等小微型处理设施就近处理后达标排放,禁止排污口通入河湖湾。充分利用既有、规划中以及施工中的管网及处理设施:①分流制排水体系:雨水收集系统需充分利用LID 技术( 拦污、沉砂、渗透、储蓄以及净化);污水则利用管网或截留方式输送到处理设施;②合流制排水体系:晴天利用管网或截留方式输送到处理设施,雨天则考虑将初期雨水调蓄处理后就近排放。
 
控源截污
  控源截污治理目标:消除旱天污水直排,消减雨水溢流,旱天确保各类排水口无污水直排,雨天有效降低排水口溢流;提升污水处理效益,减少污水外渗,排水管道敷设在地下水水位以下,城市污水处理厂旱天进水化学需氧量(CODcr)浓度不低于260mg/L;降低系统运行水位,恢复截流倍数,无截流干管的合流制系统应增加截流干管,其截流倍数应满足《室外排水设计规范》要求,有截流系统的合流制,恢复原设计的截流倍数,雨水管道不得作为合流管道或者污水管道使用。
 
  科学计算污水截流相关指数

  做好防倒灌措施和雨水调蓄池工程
 
  在污水工程中,管道工程投资在工程总投资中占有很大的比例,而管道工程总投资中,管材费用约占50%。污水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施,要求具有很高的安全可靠性。因此,合理选择管材非常重要。
 
  污水管道的管材应满足以下要求:
 
  ①在保证正常的排水功能的前提下,排水管渠必须具有足够的强度,以承受外部的荷载和内部的水压。
 
  ②排水管渠必须能抵抗污水中杂质冲刷,也应有抗腐蚀的性能,特别对某些有腐蚀性的工业废水。
 
  ③排水管渠必须不透水,以防止污水渗出而污染地下水或腐蚀其它管线和建筑物基础,或因地下水渗入污水管道,而增大了污水泵站及污水处理厂的负荷。
 
  ④排水管渠的内壁应整齐光滑,使水流阻力尽量减小。
 
  ⑤排水管渠应尽量就地取材,并考虑到预制管件及快速施工的可能,减少运输和施工费用。
 
  目前,常用的排水管材有以下几种:
 
  ①钢筋混凝土管(PCP)
 
  此管道具有制作方便、造价低的优点,目前在排水管道中应用最广。但缺点是抗渗性能差、管节短、接口多和搬运不便等。钢筋混凝土管的长度在2m 左右。其接口形式有承插式、企口式和平口式。
 
  ②球墨铸铁管
 
  球墨铸铁管具有强度高、抗渗性能好、内壁光滑、抗压、抗震性强且管节长,接头少。管道的防腐采用水泥砂浆内衬,施工方便,但价格较高,适用于污水压力管道。
 
  ③塑料管
 
  塑料管包括高密度聚乙烯管(HDPE)、双壁波纹管(UPVC) 以及加强聚丙烯模压管(FRPP),其特点为内壁光滑、耐腐蚀性好、不易结垢、水头损失小、重量轻,加工连接方便,小于100mm 的塑料排水管道在我国市政适用广泛。
 
  各种管材均有优缺点。合理地选择管材,对降低排水系统的造价影响很大。考虑到本工程地质情况较差,且沿河道施工,从施工方便、使用寿命和承压能力强方面考虑,结合不同工况和施工工艺,采用HDPE 双壁波纹管、球墨铸铁管以及PE管。
 
  现况排入本工程水系的排水管道均为合流制,因此本项目设计污水干管时考虑了合流制管道初期雨水排入污水管的情况,并且采用污水截流措施,其截流倍数为2.0。
 
  旧城区大多采用合流制排水体制。在房屋与房屋、房屋与厂房紧靠的缝隙间及狭窄的街道下,用石块或水泥铺设着难于改造的管渠,接纳建成区的污水和全部地面雨水,若将其改为分流制十分困难。这就需考虑与降雨径流受地表污染程度以及地表水应达到的水质目标控制值有关的截流倍数。
 
  有实测资料显示,降雨过程经约600s(10min)后,城镇地表径流中污染物的浓度一般可降低50% 以上,当降雨过程超过 800~1000s 时,径流中污染物浓度便趋于一个稳定的低值。显然,前期雨水集中了城镇地表各处的大部分污染物,因此需要截流一定量的地表径流,经处理后再排入环境水体才是合适的。
 
水环境综合治理
 
  由于本地区年降雨量丰富,从建设施工难度及资金筹集等因素考虑,不推荐采用较高的截流倍数,将根据城区的环境敏感程度的情况,确定截流倍数的取值。
 
  本工程确定截污系统的截流倍数取2.0,主要是基于以下几个因素考虑:
 
  ①对水质要求严格的受纳水体的截流倍数应取大些,而对水质要求低的水体则截流倍数也就相应小一些。
 
  ②建成区人口密度大,截流倍数可取小一些。因为人口密度大则污水量大,如果取较大的截流倍数将使污水厂的污水量增量太大,造成现有污水处理厂处理负荷增大。
 
  ③降雨量小的地区一般降雨频率也低,地表积存的污染物也多,故截流倍数应取大些,反之,则可取小值。海口市城区气候温和多雨。因此,从降雨径流的角度看,截流倍数为2,基本可以保证枯水期季节的全部降雨天数,截流量不少于10% 以上的降雨径流,仅在每年7 ~ 8 场暴雨和台风暴雨时,截流量不足10%,不过此时径流量大、对污染物有足够的稀释作用,因而不会明显影响河流的水质。
 
  ④截流倍数的取值,应与已建污水处理厂处理能力及已建污水主干管排水能力相适应。本工程截流倍数取值主要受已建污水处理厂处理能力及已建污水主干管排水能力限制,截流倍数取值2.0。
 
  根据各种防倒灌设施的比较,结合现场实际情况,本工程防倒灌装置拟采用下开式堰门和鸭嘴阀等。
 
防倒灌设施
 
  根据《海南省海口市城区排水(雨水)防涝综合规划 》的规划要求,对海口市雨水径流控制,推广和应用低影响开发建设模式,加大城市径流雨水源头减排的刚性约束,优先利用自然排水系统,建设生态排水设施,充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前。
 
水环境综合治理
 
  同时,要求全面收集污染水体,雨水径流作为污染源之一,直接排放将污染下游水体,合流制排区将增加污水处理厂的处理负荷,违背了综合规划建设理念,因此本工程的实施十分有必要。
 
  海口市雨水资源较为丰富,拟在金牛湖与海关沟建设调蓄池。雨水管建设:截初期雨水进入调蓄池,再将其引入周边湿地或污水处理厂处理后调入白水塘。
 
  根据各个排口的位置、标高结合周边用地情况确定设置调蓄设施,排放口标高较高的位置设置雨水塘或雨水湿地;雨水排放口标高较低的位置设置雨水调蓄池。对于雨污分流比较彻底的雨水排口采用LID 技术处理后进入各河段,对于局部尚存在混流的排口调蓄后统一进入污水厂处理后达标排放。
 
  实施八大类工程,确保水环境质量改善
 
  “黑臭在水里,根源在岸上,关键在排口,核心在管网”。然而,当前不少城市由于各类排水口、排水管道与检查井的建设和维护不当,导致大量地下水等外来水会通过排水口、管道和检查井的各种结构性缺陷进入埋设在地下水位以下的排水管道中,加之雨污混接和污水直排,削弱了“控源截污”措施应有的作用,成为制约黑臭水体整治工作的瓶颈。因此,亟需通过排水口改造、排水管道建设和完善、排水管道及检查井各类缺陷修复、雨水混接改造、排水设施管理强化等一整套措施,实现消除旱天污水直排、消减雨天溢流,提升污水处理效益、减少污水外渗,降低系统运行水位、恢复截流倍数等多重目标。
 
水环境质量改善
 
  海口市龙昆沟、东西湖等11个水体水环境综合治理工程PPP项目工程内容包括了八大类工程,雨污系统截流工程、水系连通与水动力优化工程、水质强化净化工程、水体生态修复工程、环境景观工程、信息监控工程及长效管理工程等。该项目将为恢复水体的良性生态系统创造良好的条件,提升湖湾自身生态系统维持的净化能力。工程建成后可削减大量的污染负荷,河湖生物多样性将更丰富,水环境质量能得到明显改善。
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