艾惠龍

(深圳市光明排水有限公司，廣東 深圳 518000)

城市化的快速發(fā)展導致城區(qū)河道污染嚴重，從而引發(fā)水體污染及水體富營養(yǎng)化問題，城市河道水污染出現嚴重的黑臭現象，嚴重影響居民生活質量及城市形象[1- 6]。

潘伊等[7]基于我國城市水污染治理現狀，詳細介紹了城市多種黑臭水治理方法、綜合治理方案的優(yōu)缺點及適用條件，并指出綜合治理方案擁有較高的經濟優(yōu)勢及治理效果的特點。進一步的，吳瓊[8]指出，作為一項復雜的市政工程工作，城市黑臭水治理是需要跨越綜合多學科、多領域共同合作的工程領域，并進一步詳細分析指出城市黑臭水形成的原因與演化過程，深入討論目前國內常用的各種城市黑臭水防治手段的優(yōu)缺點。近年來，由于黑臭水生物治理技術具有治理負效果少，成本較低且能夠有長期效果，逐漸得到推廣應用。王琨等[9]通過開發(fā)“微生物+水生植物”的治理方式，提出生物治理黑臭水的治理效果優(yōu)異，但相對于水生植物而言，微生物處理黑臭水的效果更為明顯。余銘銓[10]分析活水循環(huán)技術在黑臭水治理工作中的優(yōu)點及治理效果，認為活水循環(huán)治理技術不僅治理效果卓越，并且能夠有效治理水生態(tài)環(huán)境，但對于缺乏大量活水資源的城市而言，這種方法無疑不太實用或者將耗費大量的處理資金。

綜上所述，生物治理、水資源循環(huán)及護坡等各種治理技術均能取得一定的城市黑臭水治理效果，但通過水循環(huán)等手段治理工作量大、耗資大，而生態(tài)治理技術取得效果的過程很長，不能快速改善城市環(huán)境、提高城市舒適度[11- 15]，因此，本文以深圳市某片區(qū)黑臭河道治理工程為例，深入探討了新型多孔過氧化鈣除水污染技術相較于普通過氧化鈣的優(yōu)勢及時間、投加量對除磷效果的影響，最終確定最佳除污染方案，以期為該工程提供一定的依據。

1 城市污水治理現狀

由于該河流流域范圍較大，影響范圍較廣，如圖1所示。本次流域污染調查情況采用隔斷取樣調查方式進行污染程度的檢驗、調查。根據現場調查結果以及對比相關水污染規(guī)范，總結出該區(qū)域治水提質工作主要面臨的問題有六個：一是城市內澇仍未完全消除，明渠暗涵仍存在安全隱患；二是雨污分流和正本清源覆蓋不全面，合流制長期存在；三是黑臭水體仍未完全消除，治理后河道在雨季仍有污水溢流現象；四是城市快速發(fā)展，基礎設施建設標準偏低且不完善；五是河道生態(tài)基流尚未完全剝離，流域補水尚未形成系統；六是河道周邊面源污染管控力度有待加強。

圖1 流域范圍及黑臭水體分布示意圖

2 污水治理方案探討

2.1 區(qū)域治理總體方案分析

根據上述項目總體思路和技術措施，結合本項目任務目標，確定各類型任務方案如下：

(1)針對6條河道黑臭治理：以已實施的河道綜合整治工程為基礎，對河道進行沿河截流、聚流總口污染體消除、水體周邊片區(qū)市政管網錯接改造、雨污分流支管網完善、正本清源、面源污染管控、海綿城市、水土保持、底泥清淤、基流剝離和清水補給。由于城市水體污染較嚴重，同時考慮采用化學手段進行污水快速治理工作。

(2)針對1個水庫消除黑臭治理：對水庫進行初雨截流、底泥清淤、堤岸整治和生態(tài)治理。

(3)針對27條溝渠消除黑臭治理：對溝渠周邊片區(qū)進行雨污分流支管網完善、正本清源、海綿城市和底泥清淤。

(4)針對27條小河汊黑臭治理：對小河汊進行沿河截流、岸墻治理、周邊片區(qū)進行雨污分流支管網完善、正本清源、海綿城市、水土保持、底泥清淤和清水補給。

圖2 區(qū)域整體水污染治理方案及思路

2.2 城市河道污染治理必要性探討

圖3為城市不同水位監(jiān)測站暴雨期降雨檢測結果，由此可知，夏季洪水期間區(qū)域降雨量較大，最大降雨量達500mm，這表明城市在洪水期結束后發(fā)生內澇的幾率極大。而對于城市而言，內澇意味著城市河道地下黑臭水的向上浮動，對城市的形象及居住適宜度造成不利的影響，因此，集中力量解決城市內部高污染黑臭水的治理工作，對于發(fā)展城市經濟及改善環(huán)境具有重要的意義。此外，利用統計理論法得出的理論頻率與經驗頻率擬合結果極其相近，這表明該模型對城市降水的情況預測效果較好，對城市水污染治理具有十分重要的意義。

圖3 城市不同水位監(jiān)測站暴雨期降雨檢測

2.3 多孔過氧化鈣技術

圖4為相同投加量下改進的多孔過氧化鈣與普通過氧化鈣材料在污水中對污水的處理效果隨時間變化趨勢?？傮w來說，對于改進的多孔過氧化鈣與普通過氧化鈣而言，隨著時間的不斷推移，磷濃度均呈現不斷下降的趨勢，整體除磷效果不斷增長。但對比不同曲線可知，普通過氧化鈣的除磷效果始終低于多孔過氧化鈣，這表明多孔過氧化鈣在污水中與磷元素的反應更加迅速且反應更加充分。同時可以看到，普通過氧化鈣的最終除磷效率僅達到67.35%，而多孔過氧化鈣的除磷效率則高達80.15%，遠比普通過氧化鈣高出12.8%，因此，改進的多孔過氧化鈣技術對于污水的處置效果更佳，更適合用于城市污水快速治理工作。

進一步觀察到，當反應時間達到12h后，除磷效果已經達到最終除磷效果的80%以上。由此可見，當反映時間達到12h后，水中污染已經有較大程度的提高?；谏鲜鼋Y論，提出當工程需要快速提高水質、降低水黑臭程度時，可在反應12h后進行下一步除污綠化工作。

圖4 不同過氧化鈣材料磷濃度及除磷效率隨時間的變化關系

圖5為城市水污染治理試驗段污水中正磷酸鹽濃度及總磷酸鹽濃度隨多孔過氧化鈣投入量的變化關系。由圖5可知，隨著過氧化鈣投入量的增加，試驗段污染水體中的正磷酸鹽與總磷的濃度均呈現逐漸下降的趨勢，除磷效率逐漸上升。但當投入量達到0.2g時，除磷效率已經達到最終除磷效果的90%以上，當投加量達到3.0g后，除磷效果雖然能夠達到接近完全去除，但此時消耗多孔過氧化鈣材料的量較大，耗費成本大幅提升，除污效果好但相對經濟效益差，不建議采用。因此，采用投加量為0.2g時成本很低且收益較大，此時經濟效果最好。

圖5 正磷酸鹽濃度及總磷酸鹽濃度隨多孔過氧化鈣投入量的變化關系

3 結論

以深圳市某關鍵區(qū)污水河道治理工程為例，對引入新型化學材料多孔過氧化鈣在海綿城市黑臭水治理工作中的作用和優(yōu)勢進行了探討。結果表明：

(1)多孔過氧化鈣對于城市黑臭水治理產生了良好的效果，且其反應速度較普通過氧化鈣更快，除污染能力更強。

(2)多孔過氧化鈣黑臭水治理最佳設定方案為“投加量0.2g+反應時間12h”，這樣既節(jié)省時間又節(jié)約成本，為該地區(qū)黑臭水治理提供了有力的依據。

(3)受試驗場地條件及工期限制，未能研究最佳反應溫度以確定最佳污染治理季節(jié)，此方向可以進行后續(xù)深入探討。