【大家之言】城市黑臭水体整治中控源截污改善措施的思考
小编导读
控源截污是城市黑臭水体整治的核心和前提。然而很多截污纳管设施的设置不合理、城市排水管网建设标准不一、管网错接或混接、运行维护不到位等一系列问题，使得控源截污工程难以高效发挥其作用。本期栏目通过梳理与分析，指出控源截污效果不理想的主要问题，提出相应需开展工作的方向和未来技术发展重点，为相关工程技术人员提供参考。
作者简介
王少林副总工
毕业于清华大学土木与环境工程系给排水专业，现任广州市水务局副总工程师，中国城镇供排水协会排水专业委员会副主任委员。30年来一直从事水务工程的设计、施工和技术管理工作。组织编制《广州市供水总体规划》、《广州市污水总体规划修编》、等多个项目。荣获广东省人民政府颁发科技进步二等奖，广东省人民政府颁发科技进步三等奖，广州市人民政府颁发科技进步二等奖，“中国城市规划设计研究院CAUPD杯”华夏建设科技奖三等奖等荣誉。
近年来，随着我国经济的快速发展、城市规模的日益扩张，城市环境基础设施日渐不足，城市污水排放量不断增加，大量有机污染物排入水体，使水体出现季节性或终年黑臭现象。“水十条”中提出，到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体控制在10%以内；直辖市、省会城市和计划单列市建成区要于2017年底前基本消除黑臭水体。这些目标均体现了我国治理黑臭水体的决心，同时，为了做好截污纳管工作，住建部推出《城市黑臭水体整治指南》和《城市黑臭水体整治——排水口、管道及检查井治理技术指南（试行）》，明确了黑臭水体整治的根本思路及办法，然而解决水体黑臭问题是一项复杂的系统工程。
城市黑臭水体整治遵循“截污—治水—生态恢复”的总体思路，其中，控源截污是黑臭水体整治最有效的工程措施，也是其他技术措施的前提。然而，现实中很多截污纳管设施的设置不合理、城市排水管网建设标准高低不一、管网错接或混接、运行维护不到位等一系列问题，都使得“控源截污”这一黑臭水体治理核心措施不能发挥其高效作用。由此可见，当务之急是先解决控源截污的问题，阻止污水未经处理直接进入河道，减缓治污压力，有效的截流系统设置可直接影响污水管网及各处理设施的运行状态，进而影响黑臭水体的治理效果。
广州治水走过了漫长的一个时段，从直接从污染的河涌拦截抽水进行处理，到建设截污管网和污水管网，实施雨污分流。2000年以来，建设的污水管网约4 500 km，早期建设的大部分污水管道是沿着河涌边建设的截污管道，旱季污水不再溢流到河涌。目前广州的污水处理率已达到95%以上，但是广州的河涌水质仍然没有取得比较好的效果。从全国污水处理率来看，到2016年年末，全国城市污水处理率平均为93.44%，但到2017年5月30日，城市黑臭河涌还有2 100条。污水处理率如此之高，水体还黑臭，说明控源截污效果不理想不是一个城市的问题，它具有普遍性。因此，必须对之前的控源截污措施进行一次检讨，找出仍然存在的遗漏问题。
1 黑臭的原因再分析
1.1 注重城区忽视水系
城市建成区是污水直排的重点区域，是控源截污的重点。《城市黑臭水体整治指南》中指明，指南适用于城市建成区内的水体，无疑各地在进行城市黑臭水体治理的时候都把重点放在了城市建成区。从城市污水截污最大化的角度来讲，污水的截污纳管和处理率都是最高的，但城市里的河涌（流）水系是相互连通的，很多时候河涌（流）是穿过城市的，城市在河涌（流）的下游，下游截污完成了，但上游没有截污，上游的受污染的水体排到下游，就又形成了下游的污染水，从直观上看，河涌（流）又变成了黑臭水体，最后认为河涌（流）没有进行截污或截污不彻底。
城市污水直排是河涌水体黑臭的根本原因，但随着城市污水管网及截污管网建设的不断完善，城市建成区污水已不再直排河涌，但河涌水体还是黑臭，究其原因是注重了城区的污水排放，没有从水系上来考虑污染的问题。
1.2 注重集中、忽略分散
污水集中处理一直以来是城市污水处理的主要方式，2016年年末统计出的污水集中处理率为89.8%，比2015年增加1.83%。由于集中处理便于管理，体现规模效应，可降低运行成本和管理费用，因此各个城市都按照规划好的污水处理系统来建设污水管道或截污管道，而人们往往忽视了管道一点不通则全线不通的事实，虽然上游和下游的管道都已建好，但由于征地拆迁或其他的问题，就一个点的管道没连通，最终会导致污水无法从上游排往下游，而上游截流的污水又溢流出去。
思路决定出路，受规划集中处理的影响，基本上不会考虑再采用分散处理的方式，因此事实上截污效果及治理效果均未得到有效落实。除此以外，因污水排放点离城区较远，需要修建较长的污水输送管道，但难以实施，污水只好先就地排放，这也就成了水体的污染源。
1.3 注重参数、忽视协调
管网的建设是随着城市发展和经济的发展不断完善的，不同时期建设的截污管、污水管及雨水管采用的设计参数也不同，早期的截污管道设计截流倍数一般取n=1~2，而后期设计的截污倍数一般取n=2~5[5]；对于污水管道，由于人口密度的增大，污水管道设计时计算污水量所需的人口密度值也大了很多，过去一般取300人/ha，现在取1 000人/ha仍不够；而雨水管的设计所取的重现期以前一般取1年，而现在一般要求取3~5年。
城市一般先沿江、河边建设，然后再横向发展，后发展的区域内排水管道比早期的大，也就是说，上游管道大、下游管道小。在没有设置好相应的调节池的情况下，下雨时上游的截污污水无法正常通过下游的管道排入污水厂，每逢下雨，截污污水必中间溢流，继而污水管道也会受到影响。实际的排水体系中一旦没有协调好上下游之间的关系，则无法达到污水收集及排放的要求。目前，各地已经开始重视溢流污染及初雨的截流，但与之配套的处理设施远远不足，收集来的溢流污染和初雨集中在污水处理厂前又排入水体，这加重了局部水体污染，从污染物降解的角度来说也是不利的。
1.4 注重点源、忽视面源
面源污染是导致水环境恶臭的第二个根本性的原因。据不完全统计，面源污染物占到水体污染物的40%~60%，严重污染水体。对于合流制，通过采用截流倍数，可以部分控制面源的污染，但对于分流制，目前面源污染基本没有得到控制。面源包括城市面源和农业面污染源（化肥、养殖业污染源），尤其是非法禽畜养殖污废水，未经处理，污染物浓度高，排到河涌中是最大的污染源。面源如果没有得到有效的控制，在一场大雨过后，河涌被污染是无疑的，因此要对面源给以足够的重视，把它纳入控源截污的范畴。
1.5 注重方案、忽视细节
在控源截污中，会根据黑臭水体整治指南编制整治方案。目前，截流式合流制排水系统被认为是完善合流制的一项有效措施，这也是国内外改造旧城区合流制排水系统的常用方法，即在临河岸边建造一条截流干管，同时在合流干管与截流干管相交处设置截污井和溢流井，对污水进行截流。晴天和初期降雨时，所有污水被截流进入污水厂；当雨量增大到混合污水流量超过截流干管的输水能力后，部分混合污水经溢流井溢出排入水体。但现实情况中，该系统会受截污井、拍门、截流闸等很多因素的影响，设置不合理，溢流污染严重，该收的污水没收到，该溢流的雨水没溢流，还会导致城市内涝等一系列问题。这些细节才是控源截污成败的关键所在，在实践中往往是没有处理好。
1.6 注重建设、忽视管理
自国务院发布水污染防治行动计划和住房城乡建设部等部门发布城市黑臭水体整治工作指南以来，各城市人民政府迅速行动，城市黑臭水体整治工作取得了积极的进展。各城市基层完成了黑臭水体的普查工作及城市黑臭水体整治方案的编制，启动了相应工程建设，也取得了较好的效果。但是建设完后维护管理没跟上导致管道堵塞和破坏，污水溢流的问题还很严重。据对广州排水管道的检测，排水管道基本都有淤泥沉积，多的占到管道的2/3，甚至完全堵塞。近年来由于城市建设的快速发展，基础设施不断完善，地铁、地下管廊等加快实施，但施工破坏的排水管道不少，导致污水排放困难。再者对污水厂及管网的运行水位没有具体的调度要求，为了减少污水厂的能耗，管网往往高水位运行，雨天溢流污染严重，凡此种种，都是导致水体还黑臭的问题及根源。
1.7 注重实施、忽视效果
指南指出，城市黑臭水体的整治应按照“控源截污、内源治理；活水循环清水补给；水质净化、生态修复”的基本技术路线，其中控源截污和内源治理是选择其他技术类型的基础与前提，说明除控源截污后，内源治理是如此重要。目前，内源治理除了垃圾清理、水生植物和岸带植物清理外，关键的是河涌（流）淤泥的清理，它是清除内源污染的根本。根据指南，清淤可用机械清淤和水力清淤等方式，这些方式均是带水作业，水下作业难以控制效果、且容易造成二次污染，这些都是清淤效果不佳的原因。
2 改进措施
2.1 系统建设
参照《城市黑臭水体整治工作指南》，重新核定城市黑臭水体治理的范围，只要是黑臭水体，均应按指南的要求编制整治方案，并实施整治。以流域水系为单位划分黑臭水体整治的范围，编制“一涌一策”的整治方案，不管是城市、农村、还是农业等的生活污水、工业污水、禽畜养殖业污水还是散乱脏的污水，均要纳入收集范围，实施治理。广州在黑臭水体整治中，按指南的要求，不但把城市建成区截污纳管工作从新梳理一遍，还按流域开展“洗涌”、“洗楼”行动，对以前难以清理的河道两岸的违规或影响水环境的所有建构筑物、砂石场、煤场、水泥搅拌站等进行了清理，对河道两边楼宇的排水管道进行排查，尤其阳台排水管，实施雨污分流，对每个排出河涌（流）的排水口进行标示等，不留死角，实现全流域的截污纳管。
2.2 集散结合
污水集中处理是污水处理的主要方式。一直以来，各个城市基本采用这种方式，规模效应和便于管理是其主要特点。以前的污水厂的管理主要是人工控制，分散式的污水处理厂需要更多的管理人员和更高的管理成本。但随着科学技术和远程监控技术的不断发展，无人值守已在各个领域得到广泛的应用，大型污水厂的规模效应和管理就显得不那么重要，建设分散式的污水处理厂可以通过采用远程监控实施可视和可控操作来进行管理。因此对于管网难以建设（距离长、无法拆迁等）的地方，应调整规划，采用分散式就地处理，达到解决污水出路的问题。同时分散处理还可把处理后的污水作为就近河涌或水体的补水水源，达到双赢的目的。
2.3 协调设计
在规划层面，应做好管网和污水厂协调设计的规划，合理确定截污倍数，合理确定污水厂处理规模和初雨处理规模，做到收集来的污水和初雨全部处理，不形成集中溢流及对局部水体的污染；在新设计截污管或污水管道时，应校核已有管道在当前状况及规划状况下的过流量，是否满足上游来水量的要求，在不满足的情况下，应计算它们的差值，并根据差值设置调蓄池，暂时储存无法排放到下游的污水量，待到下游可以过流时再排入下游管道到污水处理厂进行处理；对于已存在上下游管道不匹配的管网系统，应进行重新梳理，增设调蓄池；对于已截污到污水厂的溢流污染及初雨，应尽快建设与它匹配的处理设施，减少污染物在污水厂附近的集中排放，造成水体的污染。总之要协调好上下游的水量关系，防止污水中途溢流及最后集中溢流，给水体带来集中污染。
2.4 控制面源及溢流污染
面源污染在城市建成区是比较严重的，在对点源进行截污后，面源是污染河涌水体的重要污染源，面源污染在很多城市还没有得到控制，尤其对于感潮河道的城市，面源污染物排到水体后，由于潮水的涨退，无法顺利排入大江大河，会一直在河涌中来回往返，集聚河涌中，最后导致河涌水体黑臭。为了减少面源的排放，不管是合流制排水管还是雨水管，都需要建设初雨及溢流收集的调蓄池，对于没有位置建设的地方，可通过沿河道边或中间建设大排水通道调蓄池（也可称大型渠箱）来达到调蓄池的功能；需要特别注意的是，用来作为调蓄用的大排水通道调蓄池在旱季时是不允许污水排入的，在雨季时才能起到调蓄的作用；当然需要对污水管道进行检查或维修时，也可借助大排水通道调蓄池来进行排水。目前广州为了解决这些初雨污染及溢流污染，分别建设了东濠涌深隧、石井河截污渠箱、马涌涌底渠箱等项目。另外一个控制面源污染的方法是采取“海绵城市”建设技术，通过提高不透水地面透水性能，增设雨水调蓄设施，鼓励加大雨水回用力度等，有效减少暴雨径流量并降低雨水径流中的污染物浓度，从而削弱对水体的影响。
2.5 注重细节
在大方案已定的情况下，细节决定成败，对于截污井、溢流口、拍门、截污闸门、截污堰等一定要从标高、收集污水、排放雨水等多方面考虑，截污井的污水管口可以增设限流阀，控制截污倍数，截污闸采用下开式闸门，控制污水的排放，拍门、闸门等设备的安装一定要平衡，尤其是拍门，方能起到相应的作用。雨水排放口标高应不低于原有的合流管，且不小于原来的合流管，当设有拍门在排出口时，应计算有效的排出口面积，该面积不得小于原来排水管的面积。
2.6 重视运维
定期对管网进行清疏养护，保障管道的畅通和不积泥，是保证污水顺利排入污水处理厂的前提，尤其对于截污管道，在每场降雨后都应该对截污井及相关的拍门、闸门、限流阀等进行检查，防止垃圾粘挂其上，控制失灵，导致溢流。同时污水厂尽量做到低水位运行，让污水管网处于设计状况非满流运行，减少污水在管网中的积聚，控制雨天溢流污水量和溢流污染物，从而减少水体污染物，降低黑臭的可能性。另外合理安排污水厂、泵站、管道检修时序也是控制污水溢流排放的措施，通过对各系统的研究，轮流安排污水厂大中修，使污水在各个非检修的厂中合理分配，做到平时不溢流，检修不溢流，严格控制旱天污水的排放，减少排入水体的污染物，降低黑臭的风险。
2.7 有效考核
针对工程效果难以考核的工程项目，首先要制定合理的实施方案，并建立一套有效的考核体系。如内源治理的清淤，应尽可能采用干清的办法，彻底清除污染的淤泥，干清看得见，容易判断效果；对不需疏浚的河涌（流），尽可能采用淤泥原位修复的技术，减少淤泥的排放和二次污染。大量的河涌淤泥需要寻找地方堆放和处理也是目前河涌整治的一个障碍。目前以水质考核付费的做法在一些地方正在开展，这样可以确保投资的有效性，作为政府部门制定考核标准，达到相应的水质标准或要求，付给相应的费用，不达标不付费，这样减少了政府治水不达标的风险。企业用水质说话，政府见水质买单。
2.8 加强执法
为更好地控制污染排放，应加强执法。对于各类污废水的偷排偷倒，如粪便污水、垃圾渗滤液、施工泥水等，如排入污水管道，只是影响水质，如排入雨水管道，则直接排入河涌，污染河涌，导致河涌黑臭，应加强查处力度；为了控制违法排水行为，广州市出台《广州市违法排水行为有奖举报》，最高可获奖励100万元。对于各种不文明施工破坏的排水管，也应加大查处的力度，从报批排水许可开始，尽量减少管道的改动，控制污水的溢流。
2.9 智慧水务
智慧水务是目前水务工作的发展方向。为了做好排水管网和设施的运行管理，实现排水设施的全监控，必须实施智慧水务，建立排水管网及设施的地理信息系统，集中管理水务信息化资源，从而实现在线动态全流程监控、分析和模拟，通过对全流程供水量、排水量、水质、水位、排水管口等的实时监控，掌握排水管网及设施的运行状态，实施有效的调度，达到控制污水溢流的目的，实现控源截污。
3 结语
造成河涌水体黑臭的原因是多方面的，只有杜绝了所有的污染物排放到水体，才能确保河涌水体不黑不臭，恢复水环境。
控源截污的方法有很多，各地的实际情况不一样，应根据具体情况采用合适的措施。“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”说出了控源截污的重点，把岸上污染源控制了，根源也就没了，管理好排口和管网，也就控制了污染源的出口。广州正结合自身的特点开展以“控源、截污、清淤、调水、管理”五位一体开展治水，治理城中村，治理散乱污，实行清污分流。同时，智慧水务是水务发展的方向，是做好控源截污的先进手段，应加快建设。
讨论
王永刚（北京市环境保护科学研究院水环境与水资源保护研究所副所长、副研究员）
黑臭水体治理是我国现阶段水污染防治工作中最为急需解决的问题之一，也是国家“水十条”中强调的重点工作之一。黑臭水体的治理不能仅依靠河道内部的修复技术，控制外部污染的输入才是治理的根本手段。但是，在实际工作中可以发现，对于点源、底泥的治理相对容易一些，对于合流制改造、面源控制的措施相对难一些；短期内消除黑臭问题相对容易一些，长久保持城市河流不发生黑臭相对难一些。个人认为黑臭水体治理中还应关注如下几个问题，第一，对于许多老城区，短期内进行雨污分流改造是不现实的，截流式合流制改造是个不错的选择，其中，截流倍数的选取非常重要，需依据当地河流的环境容量，科学计算允许溢流频次，才能保障河流水质稳定；第二，海绵城市的建设对于减缓雨水径流污染有很大作用，但是目前环境管理中尚缺乏对雨水径流责任单位的确认，以及雨水入河的水质标准，使得海绵城市建设在污染物控制方面缺乏法律监管依据；第三，我国多数地区降水年内分布不均，河流水量季节性表现明显，尤其城市河流，枯水期城市污水厂退水比重很高，有些城市为了保持景观水面，还经常筑坝截流，使得河流水动力条件非常差，十分容易发生富营养化，进而出现黑臭，因此，多水源保障城市河流供水，增加河流流动性是长久保持河流不发生黑臭的关键。黑臭水体是河流污染的一种表象，其背后具有复杂的成因，只有系统全面地分析问题，才能彻底消除河流黑臭问题。