1、开封市黑臭水体治理方案开封市市政设计研究院2017 年 3 月1目 录第一部分 城市内河 .21 概述 .21.1 整治范围 .21.2 设计依据 .21.3 设计原则 .21.4 水力计算及设计标准 .31.5 管材、接口及施工方法 .42 城市给水排水现状.52.1 城市给水工程现状 .52.2 城市排水工程现状 .53 黑臭水体治理工程.143.1 东护城河 .153.2 西护城河 .223.3 南护城河 .263.4 惠济河 .303.5 利汴河 .333.6 东干渠 .343.7 截污附属工程 .393.8 主要工程量及投资估算 .414 施工组织注意事项.425 实施建议.43附表
2、 .45附图一 .62第二部分 城市内河以外河道 .631 北郊沟 .632 惠济河 .673 东郊沟（铁犀牛村 惠济河） .694 主要工程量及投资估算 .80第三部分 时间节点安排 .8252第一部分 城市内河 1 概述1.1 整治范围（1）东护城河（东京大道皮革厂桥），全长 4436 米；（2）西护城河（东单寨西郊商场），全长 8800 米；（3）南护城河（西郊商场皮革厂桥），全长 3500 米；（4）惠济河（皮革厂桥陇海铁路），全长 900 米；（5）利汴河（西护城河城墙外），全长 865 米；（6）东干渠（新宋路东郊沟），全长 2400 米；1.2 设计依据（1）室外排水设计规范（G
3、B50014-2006）2016 年版；（2）室外给水设计规范（GB50013-2006）；（3）城市排水工程规划规范（GB50318-2000 ）；（4）城镇给水排水技术规范（GB50788-2012 ）；（5）污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010 ）；（6）地表水环境质量标准（GB3838-2002）；（7）给水排水设计手册第 5 册城镇排水第二版；（8）开封市城市管理局委托书；（9）开封市城市防洪规划（开封市水利建筑勘察设计院，1999 年 6 月）；（10）开封市城市总体规划（20102020）；（11）开封市水系总体规划（黄河勘测规划设计有限公司，2012 年 8 月）；
4、（12）开封市环城公园概念性规划（中国.城市建设研究院，2013 年 1 月）；（13）开封市城市管理局下发文件；（14）城市黑臭水体整治工作指南；（15）开封市边村产业集聚区排水专项规划。1.3 设计原则（1）采用雨、污分流的排水体制。（2）由于一些城市边缘地区污水管网不完善，加设的一体化污水处理设备为临时3设置，待周边污水管网完善后，该处理设备可移至别处重复利用。（3）结合本工程岸边道路等设计情况，尽量利用现有排水设施，新建的排水管线根据沿线地形条件、河道及污水处理设施分布情况，排水管道依据周围地形及道路坡度，按照分段排放、就近排入水体的原则进行设置。（4）雨、污水管网应满足收集、排放要求
5、，按规划标准及远期流量计算、设计，近期与远期出路有机结合，即解决其近期出路，又与远期排水管网结合起来。（5）综合沿线的地形、地势、道路、建筑、土质、地下水位、施工条件、现状管网的情况、河道规划设计条件等因素，确定排水管道的平面位置及高程。（6）选用先进合理的施工技术，降低施工难度。充分利用地形坡度，在满足集流要求的前提下，尽量减小管道的埋深，管网系统应尽可能保障服务范围内各排放单位能自流接入。在布管顺畅、经济、合理的基础上，尽量少拆迁，并减少施工对企事业单位正常生产、工作和居民生活的影响。 （7）处理好排水管道与现状建（构）筑物及其他管线的关系，管道的布设，应注重社会效益、环境效益和经济效益的
6、和谐统一。（8）严格按照国家相关标准和规范进行设计。1.4 水力计算及设计标准各管段污水量按单位面积比流量计算为方便计算，特采用比流量方法对污水主管道进行水利计算。按照河南省开封市的平均日的用水定额为 150240L/（人.d)，采用 185L/（人.d)，排水定额采用给水定额的 90%，为 166.5 升/人日；工业废水与生活污水的排放比例按 0.6：0.4 计，不可预见水量按 10%计； 人口密度取 230 人/公顷。生活污水总变化系数 Kz 取 2.31.3，且Kz 随流量的增大呈减小趋势；工业废水日变化系数取 1.3。截污管道管径按公式: （1）q每人每日平均污水量定额L/（人d)N设
7、计人口数（人）Kz总变化系数（2）Q p=（n 0+1)QdrQp泵站设计流量m 3/s4Qdr旱流污水设计流量m 3/sn0截留倍数，取 n0=2注：计算管径小于 DN500 时均按 DN500 计以方便后期清淤及维护根据室外排水设计规范（GB50014-2006）2016 版中有关要求，重力流污水管按非满流计算，对不同管径分别取不同的设计充满度、流速及坡度来进行污水管道计算，其中污水管管径DN200300最大设计充满度为0.55，DN350450最大设计充满度为0.65，DN500900最大设计充满度为0.70，大于DN1000最大设计充满度为0.75，玻璃钢夹砂管的粗糙系数n取为0.00
8、9；污水管在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。1.5 管材、接口及施工方法（1）污水管采用玻璃钢夹砂管，环刚度采用8KN/m 2、橡胶圈柔性接口，砂石基础。管材选择应确保管材选择的安全、经济、合理。本工程截污管道采用玻璃钢夹砂管，采用砂石基础。顶管管材采用级钢筋混凝土“F 型”钢承口管。（2）污水管道施工：常规按开槽埋管考虑；过河道采用倒虹吸、过厂区专用铁路采用顶管施工方式增加护管涵。52 城市给水排水现状2.1 城市给水工程现状开封市为多水源供水，以黄河水为主，地下水源为辅市区现有水厂三座，设计供水能力为 37.5 万 m3/d，另专用一次沉淀水 20 万 m3/d，总供水能力 57.
9、5 万 m3/d。表 2-1 开封市水厂供水能力一览表水厂名称 现状规模 水源情况一水厂 20 万 m3/d 黄河水二水厂 2 万 m3/d 地下水三水厂 15.5 万 m3/d 5.5 万 m3/d 为地下水10 万 m3/d 为黄河水专用 20 万 黄河水合计 57.5 万 m3/d 7.5 万 m3/d 为地下水50 万 m3/d 为黄河水第一水厂位于市区东部汴京路东段，始建于 1961 年，以黄河水为水源，现供水能力为 20 万 m3/d，供水范围为迎宾路以东地区。 第二水厂位于市区西南部郑汴公路旁，1970 年建成，以开采地下水为水源，现有供水井 12 眼，井深一般在 170m 左右
10、，设计供水能力 2 万 m3/d。供水范围为滨河东路以南、五一路以西、五福路至三里堡以南地区。 第三水厂位于市区西部马市街，始建于 1980 年，供水水源以引用黄河水为主，开采地下水为辅，有供水井 24 眼，综合设计供水能力 15.5 万 m3/d。供水范围为滨河以北、迎宾路以西地区。 专用水规模为 20 万 m3/d，专项为发电厂和化肥厂用作一次性冷却用水，其出水直接排入河道，未在东区污水处理厂收水范围内。西区及北区各大型单位，大都备有深井水源，开封市共有深井 323 眼，其中自来水公司 39 眼，自备井 294 眼，平均日供水能力 11.2 万 m3/d。2.2 城市排水工程现状2.2.1
11、 开 封 市 现 状 排 水 系 统目前开封市整个城区排水系统共分为老城区、东区、西区、禹王台区、北区五部分，排水管网分布如下：6（1）老城区：老城区排水管网雨污合流，服务于城墙以内 13.6 平方公里的雨污水排放，排水系统建于 1974 年，管网以西支暗渠为主干经包公湖泵站提升至南护城河暗渠。由于管渠建设时间长，标准较低，部分路段的排水管网已进行过改造。（2）东区：东区管网雨污分流，服务面积 14.44 平方公里，东区排水管网区域东至大堤、西至城墙、南至惠济河（陇海铁路）、北至东京大道。该区域规划铺设干管46.4 公里，整个雨污水排放体系已基本形成，雨水以花园街为界，以西排入东护城河，以东排
12、入东郊沟，污水各道路支管分别汇入劳动路、重工路污水干管，向南经重工路泵站提升后进入东区污水处理厂，但目前该区域新宋路东段排水还未按规划进行建设。（3）西区：西区管网雨污分流，西区排水设施均按规划建设，排水体系比较完善。污水以夷山大街和黄河大街为主干，东京大道、大梁路、晋安路、汉兴路、宋城路为辅干，经魏都路泵站和中途泵站提升至西区污水处理厂。排水管网多建于上世纪九十年代，标准低输水距离长，目前已处于饱和运行状态。而且作为主干的夷山大街干管未能贯通至东京大道，致使东京大道大量污水只能溢流入西环路、黄河大街，增加其他道路管道压力。西区雨水以西环路、金耀路为主干，汉兴路、晋安路、大梁路、东京大道为辅干
13、，黄河大街、夷山大街为支路，经西环路泵站（金耀路口）、大梁路泵站、大庆路泵站提升至西护城河。（4）禹王台区：禹王台区排水系统兼有合流分流两种形式，五一路、五福路、中山路为合流制，魏都路、大庆路、新建华夏大道为分流制。中山路、五一路、五福路污水经大南门、迎宾门过河管向北汇入南护城河暗渠。汛期雨水可经溢流口和大南门泵站入南护城河。因修建时间较长和污水腐蚀，管道局部已出现损毁。（5）北区：北区排水设施均按雨污水分流在逐步建设中，比如复兴大道、西环路北延、黄河大街北延等雨污水均已形成，目前该区域排水体系还不太完善，特别是一些排水出路干管渠及泵站需要尽快加紧建设。比如东京大道北雨水干渠及相应的西环路雨水
14、提升泵站、夷山大街北延的污水及相应的污水提升泵站、东环城路北延雨污水（已在施工中）需要进一步加快建设，以解决北区雨污水排放问题。具体管网布置图详见附图 2。目前开封市城区市政排水管网还不够完善，部分污水随雨水或直接排入河中。2.2.2 污 水 处 理 设 施 现 状开封市目前已运行的污水处理厂有西区污水处理厂和东区污水处理厂。正在建设7的有马家河污水处理厂，规划新建的有运粮河污水处理厂。（1）西区污水处理厂西区污水处理厂占地 9.6 公顷，污水处理厂于 2000 年 8 月投产运行，设计规模为2015 年近期 8 万 m3/d，2020 年远期 12 万 m3/d。采用三沟式氧化沟工艺，处理深
15、度为二级。2013 年为将污水厂出水标准提高至一级 A 排放标准，增加后续处理构筑物，原扩容预留地被占用。所以，在不考虑重新征地扩容的情况下，西区污水处理厂的处理规模只能达到 8 万 m3/d。服务范围是从西护城河以西，城市大堤以东，北至东京大道路，南至马家河，整个区域的规划面积为 22km2。目前进水量已经接近 8 万 m3/d，应尽快考虑远期应对措施。（2）东区污水处理厂东区污水处理厂，设计总规模为 20 万 m3/d，2015 年近期 15 万 m3/d ，2020 年远期 20 万 m3/d。采用除磷 A/O 工艺。2013 年为将污水厂出水标准提高至一级 A 排放标准，增加后续处理构
16、筑物，原扩容预留地被占用。所以，在不考虑重新征地扩容的情况下，东区污水处理厂的处理规模只能达到 15 万 m3/d，目前处理规模稳定在 14 万m3/d。其服务范围为开封市的老城区、东部工业区、铁南区，即：西护城河、五一路以东，北郊沟、惠济河以西，东京大道路以南，陇海铁路以北的老城区区域；北郊沟，惠济河以东，东郊沟以西，东京大道路以南，南干路以北的东部工业区区域；陇海铁路以南的铁南区域。整个污水处理厂服务区域面积为 44.43 km2。目前东区污水处理厂深度处理过的水已用于开封火电厂冷却水、绿化及市政道路降尘等处。（3）马家河污水处理厂2015 年建成并投入使用的马家河污水处理厂设计处理规模近
17、期 10 万 m3/d，2020年远期 20 万 m3/d。该污水处理厂位于陇海铁路以南、一大街东侧、马家河北支以西。收水范围为：陇海铁路以北，新区隔离带以东的启动区及陇海铁路以南，东二干渠以东，一大街以西、郑民高速以北的区域。（4）运粮河污水处理厂除以上三座污水处理厂外，根据开封市金明区杏花营镇、杏花营农场总体规划（2010-2020 年），还规划有开封新区运粮河污水处理厂，该污水处理厂的收水范围为：陇海铁路以北，新区隔离带以西的运粮河组团及陇海铁路以南的运粮河以西，中牟边界以东、陇海九路以北的区域。8依据未来开封市中水回用专项规划，经深度处理后的中水可用于河道的水源水、消防、湿地公园用水。
18、93 黑臭水体治理工程A、黑臭水体的概念城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味水体的统称。黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官体验，也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题。B、黑臭水体形成的原因目前观点普遍认为：水体中有机污染物含量过高时，在好氧微生物的作用下，有机物分解会大量消耗水中的氧气，使水体转化成缺氧或厌氧状态。在缺氧和厌氧条件下，水体中的铁、锰等金属离子与水中的硫离子形成硫化亚铁、硫化锰等化合物。悬浮颗粒吸附硫化亚铁、硫化锰等，致使水体变黑;有机物腐败、分解，产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质，致使水体变臭。由此，不难分析出影响水体
19、黑臭的主要因素有：有机污染物浓度、营养物质浓度、污染时间(污染形成后经历的时间) 、水力条件、温度条件等。水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。国家重大水专项相关研究结果表明，当溶解氧降低到 2.0mg/L 时，水体将处于缺氧状态。当溶解氧为 3mg/L5mg/L 时，水体中有机污染物和氨氮含量一般也会超过地表水类标准，呈现有色有味状态，但有水生生物存在；当溶解氧大于 6mg/L 时，水体处于有氧状态，有机物降解和氨氧化速率显著增加，水体开始具有自净能力。在以污水处理厂为主要水源的地区，比如海河流域，水中部分生物为难以降解的有机物，BOD 接近零，COD 和氨氮即使
20、通过自净，也难以达到地表水类标准的要求。水体发生黑臭的几个主因：a、外源有机物和氨氮消耗水中氧气。城市水体一旦超量受纳外源性有机物以及一些动植物的腐殖质，如居民生活污水、畜禽粪便、农产品加工污染物等，水中的溶解氧就会被快速消耗。当溶解氧下降到一个过低水平时，大量有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其他带异味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味。同时，厌氧条件下，沉积物中产生的甲烷、氮气、硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中携带污泥进入水相，使水体发黑。b、内源底泥中释放污染。当水体被污染后，部分污染物日积月累，通过沉降作用或随颗粒物吸附作用进入到水体底泥中。在酸性、还原条件下，污染物和氨氮从底泥
