南淝河水污染綜合治理對策

張彥輝， 朱慧孌， 吳 蕾， 黃 志， 匡 武

(安徽省環(huán)境科學(xué)研究院，安徽合肥 230022)

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南淝河水污染綜合治理對策

張彥輝， 朱慧孌， 吳 蕾， 黃 志， 匡 武

(安徽省環(huán)境科學(xué)研究院，安徽合肥 230022)

針對南淝河流域水污染嚴(yán)重的現(xiàn)象，在對水質(zhì)現(xiàn)狀、水量構(gòu)成和大量現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了流域內(nèi)存在的主要環(huán)境問題，提出了相應(yīng)的治理策略，為南淝河水環(huán)境達(dá)標(biāo)治理提供理論支持。

南淝河；水污染；對策

南淝河被譽為合肥的母親河，發(fā)源于江淮分水嶺大潛山余脈長崗南麓，經(jīng)合肥市區(qū)，最后匯入巢湖，是合肥市的主要受納水體。隨著合肥市城市化、工業(yè)化的飛速發(fā)展，南淝河的水環(huán)境污染日益嚴(yán)重。近年來，合肥市政府以更寬視野、更大決心、更嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)全面加快環(huán)巢湖地區(qū)生態(tài)保護與修復(fù)工程建設(shè)，作為巢湖流域3條重污染入湖河流之一，南淝河一直是重點治污的對象[1-3]。筆者從流域角度，結(jié)合大量現(xiàn)場調(diào)查，分析南淝河流域環(huán)境，并提出綜合治理措施，以期為南淝河水環(huán)境達(dá)標(biāo)治理提供理論支持。

1　南淝河概況

南淝河是巢湖主要入湖河流之一，發(fā)源于安徽長豐、肥西兩縣毗鄰地帶大潛山余脈長崗南麓，全長71.0 km，流域面積1 464 km2。南淝河主要支流共8條，從上游至下游分別是四里河、板橋河、二里河、史家河、關(guān)鎮(zhèn)河、二十埠河、店埠河和長樂河等，其中二里河和史家河由于城市快速發(fā)展完全變?yōu)榈叵掳岛印?/p>

由于南淝河干流上游建有董鋪水庫，攔蓄了上游來水，除降雨時有天然水補給外，南淝河基本成無清潔水下泄。其自董鋪水庫壩下至巢湖入湖口，河道長41.4 km。該河段位于合肥市區(qū)(圖1)，既是市區(qū)重要的涉水景觀，又為通航河道，同時其干、支流又接納合肥市眾多污水處理廠尾水、城市生活污水和工業(yè)廢水，使得南淝河基本成為排污通道，水體污染嚴(yán)重。

圖1　南淝河水系區(qū)位示意Fig. 1　Location of the drainage system of Nanfeihe River

2　水污染現(xiàn)狀

南淝河干流從董鋪水庫壩下至入巢湖口共設(shè)7個監(jiān)測斷面，上游至下游分別為西新莊、毫州路橋、長江東大街橋、屯溪路橋、合鋼二廠下游、南淝河碼頭和施口，其中施口為國控監(jiān)測斷面，每月采樣監(jiān)測1次。2015年南淝河7個監(jiān)測斷面化學(xué)需氧量(COD)、氨氮和總磷(TP)年均值見表1。由表1可知，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)，2015年南淝河總體水質(zhì)狀況為劣Ⅴ類，主要污染因子為氨氮和TP，氮磷污染嚴(yán)重；上游西新莊斷面水質(zhì)相對較好，從亳州路橋斷面至下游水質(zhì)變差，這與南淝河流經(jīng)合肥主城區(qū)，受城市污染源污染嚴(yán)重的特征基本吻合。

從圖2可見，7、8月雨季時水質(zhì)相對較好，其中氨氮和COD在7月最低，分別為1.64和16.30 mg/L，低于目標(biāo)值(氨氮≤4 mg/L，COD≤40 mg/L)，TP在8月最低，為0.23 mg/L，低于目標(biāo)值(TP≤0.40 mg/L); 5、6月水質(zhì)相對較差，其中氨氮在5月份最高，達(dá)9.78 mg/L，超標(biāo)倍數(shù)為1.45倍，COD和TP在6月最高，分別為29.20和0.81 mg/L，TP的超標(biāo)倍數(shù)為1.03倍。

3　水量構(gòu)成

南淝河水量來源主要有3種，分別是地表徑流、污水廠尾水排放及排口排污。根據(jù)2003年1月1日至2012年12月31日合肥市的降雨資料，對不同月份豐水期(25%保證率)、平水期(50%保證率)、枯水期(95%保證率)的地表徑流量進行核算。綜合徑流系數(shù)取0.30(已經(jīng)考慮了蒸散發(fā)，故匯流的過程中不再考慮蒸散發(fā)量)，河道水面徑流系數(shù)取1.00。由表2可知，多年平均條件下南淝河豐水期、平水期和枯水期平均地表徑流量分別為158.91萬、112.11萬和13.07萬t/d。截至2015年，南淝河流域共有11座污水處理廠投入運行，污水處理廠設(shè)計處理規(guī)模達(dá)到85.00萬t/d。自“河長制”實施以來，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，南淝河沿岸排口晴天排污總量至少約為6.50萬t/d。由此可知，枯水期時，污水處理廠尾水水量占南淝河水量的81.29%，是南淝河的主要水量來源，平水期時，污水處理廠尾水水量占南淝河水量的41.75%。可見，污水處理廠尾水出水標(biāo)準(zhǔn)的高低可能直接影響南淝河的水質(zhì)狀況，對南淝河水質(zhì)達(dá)標(biāo)起重要作用。

表1　2015年南淝河各斷面污染物濃度及其類別

圖2　2015年南淝河施口國控斷面全年水質(zhì)變化趨勢Fig. 2　Change trend of water quality in state-controlled sections of Nanfeihe River in 2015

Table 2Water volume composition in Nanfeihe drainage basin 萬t/d

水量來源Sourceofwatervolume枯水期Dryseason平水期Normalseason豐水期Rainingseason污水處理廠尾水Tailwaterofsewagetreatmentplant85.0085.0085.00自然產(chǎn)流Naturalrunoff13.07112.11158.91排污Pollutiondischarge6.506.506.50合計Total104.57203.61250.41

4　存在的問題

4.1沿河截污不徹底，雨污管網(wǎng)建設(shè)不完善經(jīng)合肥市環(huán)境保護局等相關(guān)部門走河與現(xiàn)場調(diào)查，南淝河干、支流目前存在較多排口排污的現(xiàn)象，其中大部分為雨水排口晴天排污，主要原因是源頭雨污分流不徹底，尤其是老城區(qū)，存在雨、污管網(wǎng)錯接、漏接、混接等情況，致使污水通過雨水管道直排河道；其次為部分已實施過旱季截污的排口，因為截流倍數(shù)偏小，導(dǎo)致雨天溢流污染負(fù)荷較大；另外，污水管網(wǎng)的建設(shè)和維護不完善也是導(dǎo)致排污的原因之一，如南淝河流域淝南片區(qū)等由于規(guī)劃與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等原因，尚未鋪設(shè)市政雨、污管網(wǎng)或管網(wǎng)不健全，周邊污水直排河道。

4.2污水處理廠尾水污染2015年南淝河流域共有11座污水處理廠，設(shè)計總規(guī)模達(dá)到85.0萬t/d，實際處理量達(dá)到31 955.5萬t/a(表3)。南淝河上游被董鋪水庫和大房郢水庫兩座大型水庫攔蓄，缺乏生態(tài)基流，流域內(nèi)污水處理廠尾水是其補水的重要來源，尤其在枯水期，流域內(nèi)污水處理廠尾水是其主要水源。除朱磚井、王小郢和陶沖3座污水廠已提標(biāo)至地表準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)外(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)在滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，其中4項指標(biāo)嚴(yán)于一級A標(biāo)準(zhǔn)，具體是：化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮分別為30.0、2.5、0.3和10.0 mg/L)，流域內(nèi)大部分污水廠的出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)，循環(huán)經(jīng)濟示范園污水廠由于主要處理園區(qū)工業(yè)廢水，因此仍執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)一級標(biāo)準(zhǔn)，出水標(biāo)準(zhǔn)偏低，相對地表水體而言，為劣Ⅴ類，屬于污染源。污水處理廠尾水排放基數(shù)大，污染負(fù)荷的絕對總量較高，因此流域內(nèi)污水處理廠尾水污染不可忽視。

另外，調(diào)查顯示，流域內(nèi)污水廠大部分已滿負(fù)荷運行，其中朱磚井、蔡田鋪、望塘、王小郢、小倉房、肥東縣污水處理廠共6座污水處理廠已超負(fù)荷運行，實際最大處理負(fù)荷達(dá)到121.60%。由于污水處理廠的超負(fù)荷運行，一方面可能會導(dǎo)致其存在不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的問題，另一方面也凸顯出該區(qū)域污水集中處理能力不足的問題。

4.3農(nóng)村面源與城市面源污染嚴(yán)重南淝河流域的非城市化城郊地區(qū)主要集中在南淝河干流下游的東大圩、十八聯(lián)圩等區(qū)域，支流板橋河的上游、二十埠河下游與店埠河流域等區(qū)域農(nóng)業(yè)開發(fā)程度較高。由于缺乏農(nóng)田面源污染治理的有效防控措施，導(dǎo)致農(nóng)田退水難以得到合理有效的循環(huán)利用與凈化，致使農(nóng)田面源污染嚴(yán)重；區(qū)域內(nèi)農(nóng)村排水設(shè)施落后，普遍無生活污水收集與處理設(shè)施，大量污水未經(jīng)處理直接排放，造成水體嚴(yán)重污染，是南淝河氮、磷濃度超標(biāo)的主要因素之一。因此，農(nóng)村水環(huán)境的綜合治理較為迫切。

城市面源污染嚴(yán)重。近年來，城市徑流帶來的污染越來越引起重視，是引起城區(qū)河道水體污染的主要原因之一；城市的快速發(fā)展，城市區(qū)域的初期雨水給城市河流帶來的污染越來越嚴(yán)重，降雨過后甚至?xí)?dǎo)致河流水質(zhì)降低一個類別[4-5]。南淝河上游(董鋪水庫以下)以及中游主要為城市建成區(qū)，約占合肥市建成區(qū)面積的66.67%以上，城市土地利用、道路和小區(qū)等設(shè)施建設(shè)尚未充分考慮城市面源污染控制措施。因此，南淝河流域上、中游的城市初期雨水污染不容忽視。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市建成區(qū)面積不斷擴大，硬化面積也急劇增加，城市徑流帶來的污染物量還會持續(xù)增加，急需初期雨水處理設(shè)施的建設(shè)，使雨水得到綜合處理處置與利用，進而減少徑流污染。

表3　2015年南淝河流域污水處理廠設(shè)計規(guī)模處理規(guī)模

4.4支流入河污染嚴(yán)重南淝河流域支流入河污染嚴(yán)重，是平水期南淝河干流不達(dá)標(biāo)的主要原因。由表4可知，四里河、板橋河、關(guān)鎮(zhèn)河、二十埠河、店埠河和長樂河6條主要支流監(jiān)測斷面水質(zhì)均為劣Ⅴ類，主要污染物為COD、氨氮和TP。支流范圍內(nèi)存在較多的雨、污排口及農(nóng)業(yè)排灌站和城市排澇泵站等排口，由于該范圍內(nèi)大部分區(qū)域雨污分流不夠徹底，使得生活污染物、畜禽養(yǎng)殖和城市徑流等污染物通過排口匯入河道，造成水質(zhì)污染超標(biāo)。

史家河和二里河2條地下暗河污染嚴(yán)重。經(jīng)調(diào)查，史家河和二里河目前均為旱季截流，污水雖然截流至王小郢污水處理廠經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，但在雨季時，二里河仍存在排水閘門完全打開直接排入南淝河的情況，使南淝河受到嚴(yán)重污染。經(jīng)流量估算與采樣分析，二里河入南淝河水量約為18萬t/d，COD、氨氮和TP濃度分別為83.53、32.64和3.23 mg/L；史家河的COD、氨氮和TP濃度分別為60.20、38.54和3.38 mg/L；僅二里河在閘門完全打開情況下，每天將向南淝河排放COD 15.03 t、氨氮5.88 t和TP 0.58 t?？梢?，雨季時2條地下暗河的溢流污染也是造成干流污染的原因之一。

表4　2015年南淝河主要支流年均水質(zhì)

5　綜合治理對策

5.1干支流完全截污，建設(shè)與完善污水管網(wǎng)史家河和二里河2條地下暗河入南淝河實現(xiàn)全年完全截污，截流至王小郢污水處理廠處理，達(dá)標(biāo)后排放；升級改造和完善管網(wǎng)建設(shè)，解決雨、污水錯接、漏接甚至混接等問題，徹底實現(xiàn)雨、污分流，杜絕晴天雨水排口排污問題；加快建設(shè)與完善淝南片區(qū)等雨污管網(wǎng)不完善區(qū)域的雨污管網(wǎng)能力規(guī)劃與建設(shè)，污水截流至集中式污水處理廠達(dá)標(biāo)處理；強化新建項目管理，杜絕新增排污口；加強雨、污管道的巡查與維護，加強排水單位的有效監(jiān)督與管理。

5.2新、擴建污水處理廠及尾水提標(biāo)進一步推進城鎮(zhèn)生活污水治理，加大南淝河流域污水處理廠及污水管網(wǎng)建設(shè)力度，進一步提高污水的收集率和處理率。加大區(qū)縣和重點鎮(zhèn)污水收集處理能力建設(shè)，確保到2020年，區(qū)縣污水處理率達(dá)到95%以上。加快城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造，自2016年起，新建城鎮(zhèn)生活污水處理廠全部按照地表水準(zhǔn)Ⅳ類(在滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，COD濃度為30 mg/L，氨氮濃度為2.5 mg/L，總磷濃度為0.3 mg/L，總氮濃度為10 mg/L)排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建設(shè)，計劃現(xiàn)有污水處理廠在2018年底前完成改造。以建制鎮(zhèn)、鄉(xiāng)集鎮(zhèn)和中心村為重點，因地制宜建設(shè)低成本、易管理的污水處理設(shè)施。

新建、擴建一批污水處理廠，包括主要新建清溪凈水廠、于灣污水處理廠，擴建小倉房、肥東縣與蔡田鋪等污水處理廠，截至2020年，南淝河流域污水處理廠處理規(guī)模將增加至約130.5萬t/d，出水標(biāo)準(zhǔn)基本按照地表水準(zhǔn)Ⅳ類，大大降低污染物濃度，這對南淝河水環(huán)境的改善至關(guān)重要。

5.3農(nóng)村面源綜合治理農(nóng)業(yè)治理方面，全流域?qū)嵤y土配方，推廣控失肥，有效控制農(nóng)田面源污染；積極調(diào)整與優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，休閑觀光農(nóng)業(yè)；農(nóng)灌溝渠生態(tài)化改造，構(gòu)成多水塘生態(tài)系統(tǒng)，調(diào)蓄處理圩區(qū)農(nóng)田排灌水，減少入河污染。農(nóng)村生活污水治理方面，因地制宜，采用“集中和分散處理”相結(jié)合的方式處理農(nóng)村生活廢水。將把靠近合肥市轄區(qū)或者中心鎮(zhèn)的村鎮(zhèn)污水納入城市污水廠集中處理；人口密度較低、水環(huán)境容量較大及地處非環(huán)境敏感區(qū)的村鎮(zhèn)，在滿足環(huán)保要求的前提下，可根據(jù)實際條件采用“分散式、低成本、易管理”的處理方式，鼓勵采用無動力或微動力污水處理工藝。

5.4城區(qū)初期雨水調(diào)蓄與凈化城區(qū)初期雨水?dāng)y帶大量污染物，對南淝河水環(huán)境影響很大。抓住國家大力推廣海綿城市建設(shè)的有利時機，充分發(fā)揮城市綠地、水系等雨水的消納、調(diào)蓄與凈化作用，在蜀山、廬陽、包河、瑤海等沿河城市建成區(qū)，選擇污染集中和具備控制條件的區(qū)域，建設(shè)初期雨水收集、轉(zhuǎn)輸與處理設(shè)施，實現(xiàn)初期雨水處置與綜合利用，有效降低城市徑流帶來的面源污染，改善南淝河水質(zhì)。

5.5支流水環(huán)境綜合治理對南淝河流域主要支流四里河、板橋河、關(guān)鎮(zhèn)河、二十埠河、店埠河和長樂河等實施生態(tài)清潔小流域綜合整治，率先實現(xiàn)各支流水環(huán)境功能區(qū)劃要求的水質(zhì)目標(biāo)，確保支流“一河一策”，在保證行洪安全的前提下，可將主要支流尤其是城市建成區(qū)區(qū)段打造成兼具景觀效果與生態(tài)處理功能的復(fù)合型河道，有效削減入河污染，促使干流水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

5.6綜合管理措施繼續(xù)實施《合肥市落實“河長制”工作責(zé)任追究暫行辦法》，充分發(fā)揮政策優(yōu)勢；加強污水處理廠的運營監(jiān)管，確保污水廠正常運行，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；管理單位嚴(yán)格落實《合肥市排水管理辦法》各項要求，加強城市排水設(shè)施的管理與維護，定期開展管網(wǎng)普查，建立長效管理機制；加強農(nóng)灌站與城市排澇站排水的調(diào)度與管理。

6　結(jié)語

為深入貫徹《水污染防治行動計劃》，切實推進水污染防治工作，確保實現(xiàn)2020年水環(huán)境質(zhì)量階段性改善目標(biāo)，保障水環(huán)境安全，2016年初，安徽省人民政府與合肥市人民政府簽訂了《合肥市水污染防治目標(biāo)責(zé)任書》，要求“十三五”期間，2020年南淝河施口國控斷面改善至氨氮≤4 mg/L，其他指標(biāo)為Ⅴ類。該目標(biāo)對南淝河治理而言是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，須按照“治河先治污，治污先治源”的總體思路，尋污溯源，把南淝河打造成入巢湖的“清水廊道”。

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Countermeasures for the Comprehensive Management in Water Pollution of Nanfeihe River

ZHANG Yan-hui,ZHU Hui-luan,WU Lei et al

(Anhui Research Academy of Environmental Science,Hefei,Anhui 230022)

According to current situation of the severe water pollution and bad water environment of Nanfeihe River catchment,the major environment problems were identified based on the investigation and analysis of the catchment general situation,the present situation of water quality and composition water quantity. The corresponding countermeasures were put forward to provide a reliable theoretical support for water environment controlling pollution in Nanfeihe River.

Nanfeihe River; Water pollution; Countermeasures

國家“水體污染控制與治理”科技重大專項(2012ZX07103-003，2012ZX07103-004)。

張彥輝(1981- )，男，河北石家莊人，工程師，從事水污染控制研究。

2016-07-08

S 181.3;X 703

A

0517-6611(2016)24-049-04