烏東德水電站移民安置區(qū)水環(huán)境保護(hù)

孟 戈,沈 珍,李 明,占義紅

(武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引 言

金沙江烏東德水電站工程地處東經(jīng)101°14＇～103°3＇，北緯25°20＇～27°12＇范圍內(nèi)，位于金沙江干流下游四川省和云南省的界河上，是金沙江下游河段四座水電站(烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩)中最上游的梯級(jí)電站.按照可行性研究階段的進(jìn)度安排，電站總工期108個(gè)月.2012年7月編制完成移民安置規(guī)劃報(bào)告，壩區(qū)移民安置點(diǎn)涉及四川和云南5個(gè)安置區(qū)共27 078人.祿勸縣與會(huì)東縣安置區(qū)主要為地勢(shì)稍緩、耕地資源相對(duì)豐富的中山地區(qū)(高程1 400～2 200 m)，屬中亞熱帶和北亞熱帶氣候.元謀縣為干熱河谷氣候，旱季雨季分明，水土流失嚴(yán)重.安置區(qū)經(jīng)濟(jì)條件均不發(fā)達(dá).移民安置區(qū)水環(huán)境污染包括兩個(gè)階段，第一個(gè)階段為施工期產(chǎn)生的廢水，第二個(gè)階段為運(yùn)行期，兩個(gè)階段的廢水來源，廢水水質(zhì)與廢水量均有不同，因此安置區(qū)的水環(huán)境保護(hù)措施均不同.本文主要從移民安置點(diǎn)建設(shè)期和運(yùn)行期兩個(gè)部分分析生活污水處理方案[1].

1 施工期污水環(huán)境污染

一般移民安置工程施工中會(huì)產(chǎn)生施工人員排放的生活污水和安置點(diǎn)建設(shè)過程中的生產(chǎn)廢水.生活污水主要是施工人員生活中產(chǎn)生的排泄物，食物殘?jiān)?，洗滌劑等有機(jī)物，主要污染物是化學(xué)需氧量COD、五日生化需氧量BOD5等.而施工過程中產(chǎn)生的施工廢水主要是混凝土拌合廢水，機(jī)械沖洗廢水和礫石料沖洗廢水等.

1.1 生活污水處理方案

施工期產(chǎn)生的生活污水具有瞬時(shí)流量大，總量小，水量時(shí)間上分布不均，污水排放連續(xù)的特點(diǎn).因此可以采取化糞池硝化處理方案，處理后可直接排至附近溝渠.該方案處理效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便.

1.2 生產(chǎn)廢水處理方案

生產(chǎn)廢水中主要污染物為懸浮固體(SS)，且廢水呈堿性，pH值在9～12之間，pH值對(duì)固體懸浮物沉淀及絮凝作用都有影響.無機(jī)高分子絮凝劑沉淀試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)水體的pH值在5.5～7.5的范圍內(nèi)時(shí)，絮凝劑沉淀效果為最佳.混凝土拌和沖洗堿性廢水處理采用先中和后絮凝沉淀的處理方案.

2 運(yùn)行期水環(huán)境污染

運(yùn)行期的廢水主要來自于移民的生活污水，運(yùn)行期的污染物主要為COD、BOD5、總磷TP、總氮TN.根據(jù)移民安置點(diǎn)的實(shí)際情況，農(nóng)村移民安置點(diǎn)生活污水經(jīng)處理后，直接排入《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類功能水域和湖、庫等封閉或半封閉水域，出水水質(zhì)應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)確定的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)；排入現(xiàn)狀水質(zhì)Ⅲ類以下水體水質(zhì)宜達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)確定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn).未經(jīng)處理的生活污水水質(zhì)及處理后應(yīng)該達(dá)到的排放標(biāo)準(zhǔn)具體數(shù)值如表1.

表1 農(nóng)村移民安置點(diǎn)未處理生活污水水質(zhì)及處理排放標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The rural resettlement untreated sewage water quality and emission standards

除此之外，安置點(diǎn)生活污水主要特征有：①移民新村大多采取集中建房，人口較為集中，但是管網(wǎng)收集還不夠健全，一般粗放型排放，污水處理效率較低.②用水量日變化、年變化較大.③污水成分較簡(jiǎn)單，無重金屬等特殊污染物質(zhì)，可生化性較強(qiáng).生活污水若不經(jīng)處理直接排放，將污染周邊水域[2].

2.1 移民安置點(diǎn)污水處理模式與原則

由于移民安置點(diǎn)生活污水主要特征較為明顯，成分簡(jiǎn)單，無重金屬等特殊污染物質(zhì)，排放時(shí)間集中.因此要科學(xué)、合理地選擇安置點(diǎn)生活污水的處理模式.在選擇處理污水方案時(shí)，應(yīng)該充分考慮地理位置、經(jīng)濟(jì)條件、環(huán)保等因素，制定相應(yīng)的原則.

2.1.1 污水處理模式

a.接入市政管網(wǎng)統(tǒng)一處理模式.這種模式是指安置點(diǎn)臨近市政污水管網(wǎng)，將安置點(diǎn)內(nèi)所有用戶的污水經(jīng)污水管道集中收集后，統(tǒng)一接入臨近市政污水管，利用城鎮(zhèn)污水處理廠統(tǒng)一處理生活污水.

b.分散處理模式.分散處理模式主要是通過選擇化糞池、自然生態(tài)技術(shù)等處理工藝，凈化小型農(nóng)村移民安置點(diǎn)的生活污水.

c.集中處理模式.集中處理模式是指在化糞池初步凈化的基礎(chǔ)上，采用生物，生態(tài)等組合工藝，處理移民安置點(diǎn)的生活污水[3].

2.1.2 污水處理原則

a.接管優(yōu)先原則.靠近城區(qū)、鎮(zhèn)區(qū)且滿足城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)接入要求的移民安置點(diǎn)，污水宜優(yōu)先納入城區(qū)、鎮(zhèn)區(qū)污水收集處理系統(tǒng)，利用城鎮(zhèn)污水處理廠的處理能力凈化生活污水.

b.因地制宜的原則.要根據(jù)不同移民安置點(diǎn)的人口、地質(zhì)、地形特點(diǎn)、氣候、排放要求和經(jīng)濟(jì)水平等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析，因地制宜地選擇處理技術(shù).

c.操作簡(jiǎn)單的原則.由于污水處理設(shè)施所處的移民安置點(diǎn)沒有專業(yè)從事生活污水處理的人員，技術(shù)水平和管理水平較低，因此污水處理技術(shù)選擇應(yīng)選用簡(jiǎn)便易行、操作簡(jiǎn)單的處理工藝.

2.2 移民安置點(diǎn)污水處理方案比選

農(nóng)村生活污水處理技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)外均有著較大的發(fā)展，運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，將土壤-微生物-植物系統(tǒng)復(fù)合，降低污水中的污染物，達(dá)到排放和灌溉的標(biāo)準(zhǔn).目前，主要有土地處理技術(shù)、生物處理技術(shù)和組合處理技術(shù).國(guó)外比較典型的有澳大利亞的“FILTER”技術(shù)，將農(nóng)村的生活污水直接用來灌溉農(nóng)作物，灌溉之后再用地下暗管將其匯集排除.該技術(shù)通過灌溉作物，降低污水中的氨、氮含量，使其達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)；韓國(guó)的濕地污水處理技術(shù)，將生活污水排至濕地過濾，污染物或被土壤吸收，或被微生物分解；美國(guó)的高藻類塘系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘進(jìn)行改造，利用菌藻共生關(guān)系，對(duì)污染物進(jìn)行處理.在國(guó)內(nèi)，農(nóng)村主要污水處理技術(shù)為簡(jiǎn)易化糞池和人工濕地.這兩種技術(shù)特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但是化糞池處理的污水一般達(dá)不到污水排放標(biāo)準(zhǔn).

在進(jìn)行安置點(diǎn)生活污水處理方案的選擇時(shí)，要充分考慮農(nóng)村實(shí)際生活污水量進(jìn)而確定污水處理設(shè)施的規(guī)模.表2為2012年7月編制完成移民安置規(guī)劃報(bào)告統(tǒng)計(jì)的烏東德水電站移民安置人口規(guī)劃.

表2 烏東德水電站移民安置人口規(guī)劃Table 2 The population resettlement planning of Wu Dongde hydropower station

本次移民安置設(shè)計(jì)四川省與云南省6個(gè)縣市30個(gè)村合計(jì)27 078人，為了選取合適的污水處理方法，依據(jù)《鎮(zhèn)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB50188-2007)將移民安置點(diǎn)按人口進(jìn)行分類，人口規(guī)?！?00人為小型村，200人<人口規(guī)模≤1 000人為中大型村，>1 000人為特大型村，本次安置點(diǎn)涉及小型村9個(gè)，中大型村12個(gè)，特大型村9個(gè).由于安置點(diǎn)的人口數(shù)量直接決定生活污水產(chǎn)生量，因此結(jié)合規(guī)模，考慮了三格化糞池+自然穩(wěn)定塘處理方案，三格化糞池+厭氧池+人工濕地處理方案，三格化糞池+沉淀池+人工濕地處理方案.

2.2.1 三格化糞池+自然穩(wěn)定塘處理方案 三格化糞池是沉淀和厭氧發(fā)酵原理去除生活污水中懸浮物性有機(jī)物的處理設(shè)備.污水通過化糞池的沉淀作用可去除大部分懸浮物(SS)，通過微生物的厭氧發(fā)酵作用可降解部分有機(jī)物(COD、BOD5)，池底沉積的污泥可用作有機(jī)肥.通過化糞池的預(yù)處理可有效防止管道堵塞，也可有效降低后續(xù)處理單元的有機(jī)污染負(fù)荷.生活污水經(jīng)化糞池處理后除去了大部分的懸浮物和部分有機(jī)物，但是水質(zhì)不能直接排放，還需經(jīng)過自然穩(wěn)定塘進(jìn)一步處理，污染物在穩(wěn)定塘內(nèi)通過植物根系過濾與吸附，好氧與厭氧微生物菌群的分解、植物吸收作用而使污水得到凈化.三格式化糞池+穩(wěn)定塘處理工藝圖如圖1所示.

凈化后的污水可以達(dá)到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn).該工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有電耗，維護(hù)管理方便，適用于人口規(guī)模在200人以下的小型農(nóng)村移民安置點(diǎn)的生活污水處理.例如：東甸、棉花地、砟石、金沙陽光、半嵴地、沙園、云田、民權(quán)、金家坪等安置點(diǎn)可以采取此工藝.

圖1 三格化糞池+自然穩(wěn)定塘工藝圖Fig.1 Three compartments septic tank + natural stabilization pond

2.2.2 三格化糞池+厭氧池+人工濕地處理方案 該工藝的原理是經(jīng)過三格化糞池預(yù)處理去除大部分的懸浮物和部分有機(jī)物后，再經(jīng)厭氧池進(jìn)一步提高懸浮物和有機(jī)污染物的凈化效果，厭氧池的出水進(jìn)入人工濕地，污染物在人工濕地內(nèi)經(jīng)過濕地基質(zhì)的過濾、吸附作用，植物吸收同化作用及生物的植物根系吸附作用得以去除.其中各類微生物菌群的分解作用最大，其次是濕地植物根系的吸收作用和濕地床基質(zhì)的吸附作用.若安置區(qū)有天然的沼澤，廢棄河道，可以經(jīng)過簡(jiǎn)易改造成表面流人工濕地.厭氧池+人工濕地污水處理工藝流程如圖2所示.

圖2 厭氧池+人工濕地處理工藝流程圖Fig.2 Three compartments septic tank+anaerobic tank+artificial wetlands

該工藝對(duì)生活污水處理效率較高，能夠處理的污水量也比較大，且易于維護(hù)管理，可以在人工濕地上種植蘆葦、水蔥、蕨草等植物，將景觀設(shè)計(jì)與人工濕地污水處理工程建設(shè)結(jié)合起來，進(jìn)一步改善移民安置點(diǎn)的生活環(huán)境，該方案適合人口在200人至1 000人的中大型移民安置點(diǎn)生活污水處理.例如：姣西、下普利、新鋪?zhàn)?、云興、甸沙關(guān)、命卡、可河坪山、洛佐馬口、新馬麻櫟、姜州村、官田等安置點(diǎn)可以采取此工藝.

2.2.3 三格化糞池+沉淀池+人工濕地處理方案 該工藝的原理是污水先經(jīng)反應(yīng)沉淀預(yù)處理去除一部分有機(jī)污染物、總磷及大部分固體懸浮物，在進(jìn)入人工濕地后，污水中剩余的部分污染物通過濕地基質(zhì)的過濾吸附、濕地植物根系的吸收、好氧與厭氧微生物菌群的分解作用被去除，從而使污水得以凈化[4].沉淀池+人工濕地處理工藝流程如圖3所示.

圖3 沉淀池+人工濕地處理工藝流程圖Fig.3 Sedimentation tank+artificial wetlands

該工藝能夠處理的污水量很大，處理效率較高，處理的過程中不會(huì)散發(fā)臭味，利于在人工濕地上創(chuàng)建動(dòng)植物棲息地.并且該方案沉淀池中抽取的污泥經(jīng)過壓縮脫水后可直接用于肥田，達(dá)到資源綜合利用的效果.該方案適合人口在1 000人以上的大型移民安置點(diǎn)生活污水處理.例如：新村、湯郎、花果山、西和、瓦渣箐、甘塘、啟憲、馬鞍坪、富樂九組等安置點(diǎn)可以采取此工藝.

3 結(jié) 語

烏東德水電站是“西電東送”中部通道的骨干電源之一，該水電站開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧防洪功能.在建設(shè)的過程中，以及安置區(qū)運(yùn)行時(shí)都要著重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，而水環(huán)境的保護(hù)又是安置區(qū)環(huán)境保護(hù)的重中之重.根據(jù)施工期與運(yùn)行期的規(guī)模與污水的生物性質(zhì)不同進(jìn)行分類研究，施工期中將生活與生產(chǎn)廢水分開處理；運(yùn)行期中生活污水的處置方案以因地制宜，經(jīng)濟(jì)適用和資源化利用為原則，制定出三格化糞池+自然穩(wěn)定塘、三格化糞池+厭氧池+人工濕地、三格化糞池+沉淀池+人工濕地等三個(gè)典型污水處理技術(shù)來達(dá)到安置區(qū)生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)和保護(hù)水環(huán)境的目的.對(duì)其他水庫移民安置區(qū)的水環(huán)境保護(hù)有一定的借鑒意義.

致謝

感謝長(zhǎng)江水資源保護(hù)研究所提供的資料和武漢大學(xué)邱元峰，羅強(qiáng)等老師提供的建議，在此一并感謝！

參考文獻(xiàn)：

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