溫州市甌海區(qū)排污口整治與河道生態(tài)復(fù)合處理方法及技術(shù)

李又萍

摘要：指出了隨著溫州地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，特別是甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)和商業(yè)的高速發(fā)展，帶來的隱患就是生產(chǎn)和生活過程中固體廢棄物及生活污水的大量排放，但由于環(huán)保措施落后，截污納管滯后，整個甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水除少量有排入河道外，基本達(dá)到截污納管。但居民生活污水排入河道的現(xiàn)象隨處可見。以山垟街道黃嶼村內(nèi)山前河為例，排污口達(dá)98處之多，黃嶼村內(nèi)生活污水及沿邊少量工業(yè)廢水沿排污口排入山前河內(nèi)，山前河黑臭嚴(yán)重。針對溫州地區(qū)的這種情況，根據(jù)多年工程設(shè)計經(jīng)驗，進(jìn)行了深入地分析與探討，提出了復(fù)合處理方法及技術(shù)，并在此作了詳細(xì)地闡述。

關(guān)鍵詞：截污納管；排污口；河道生態(tài)治理；黑臭；復(fù)合處理方法與技術(shù)

中圖分類號：TU992.25

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2017）10004903

1 引言

任由排污口污水不斷排入河道顯然不可取，在現(xiàn)今河道排污口及河道生態(tài)治理過程中有多種處理方法及技術(shù)，筆者在各種水處理及河道水質(zhì)修復(fù)治理的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身的經(jīng)驗與探索，對溫州市甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)河道排污口及生態(tài)修復(fù)治理作了一整套的復(fù)合處理方法及技術(shù)總結(jié)。

2 排污口截污并管技術(shù)

由于甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)普遍存在河道兩岸排污口較多，大多位于常水位以上30～80 cm的范圍，少數(shù)排污口為半水下式，不排除水下存在不可見排污口。排污口現(xiàn)狀如圖1、2。

排污口截污并管技術(shù)：沿河兩邊各設(shè)一根污水總管，標(biāo)高要低于每邊最低排污口的標(biāo)高。管道安裝采用吊支架的方式，管道支架采用DN40鍍鋅鋼管樁打入河岸側(cè)壁的方式。河兩邊污水分別集中至河道下游排污口最低位置，在河道下游最低位置設(shè)集水井及污水提升泵，污水提升泵將污水提升至WS-AO預(yù)制玻璃鋼曝氣生物濾池。

3 排污口WS-AO 一體化玻璃鋼生物濾池技術(shù)

河道排污口采用排污口截污并管技術(shù)后，在下游集

水井內(nèi)污水經(jīng)提升進(jìn)入WS-AO一體化玻璃鋼生物濾池，WS-AO一體化玻璃鋼生物濾池為預(yù)制玻璃鋼產(chǎn)品，外加鍍鋅鋼管等防護(hù)結(jié)構(gòu)（DN32鍍鋅鋼管+石籠網(wǎng)+級配石英砂填充）。

該生物濾池采用玻璃鋼一次手工制作成型。內(nèi)部共分4倉，1、2倉為接觸氧化池，接觸氧化池內(nèi)設(shè)組合填料+Φ215曝氣器，池外設(shè)渦旋鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過氣管向池內(nèi)鼓風(fēng)曝氣。

接觸氧化池內(nèi)組合填料表面生長著吸附、降解有機(jī)污染物能力極強(qiáng)的由多種微生物組成的生物膜，污水中有機(jī)污染物經(jīng)微生物膜，游離微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可達(dá)75%～85%，BOD5去除率可達(dá)90%～95%，NH3-N去除度可達(dá)50%～60%。由于生物膜上微生物的老化死亡，生物膜將會從濾料表面脫落下來，然后隨著廢水流出池外。由于生物膜的吸附作用，在它的表面往往附著一層薄薄的水層，水中的有機(jī)物被生物膜所氧化，其濃度要比濾池進(jìn)水中有機(jī)物的濃度低得多，因此當(dāng)廢水在濾料表面流動時，有機(jī)物就會從運(yùn)動著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水中去，并進(jìn)一步被生物膜所吸附。同時，空氣中的氧也將經(jīng)過廢水而進(jìn)入生物膜。生物膜上的微生物在氧的參與、作用下對有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體新陳代謝，產(chǎn)生了包括二氧化碳等無機(jī)物，它們又沿著相反的方向，即從生物膜經(jīng)過附著水排到流動著的廢水及空氣中去；在此過程綜合作用下，廢水中有機(jī)物的含量大大減少，因而得到了凈化。

在該池中發(fā)生的主要生物反應(yīng)可描述為：

BOD+O2=CO2+H2O+新好氧污泥（1）

接觸氧化池出水進(jìn)入斜板沉淀池，沉淀池內(nèi)設(shè)PP斜管，生物膜、固體懸浮物及多余污泥在沉淀池內(nèi)沉淀除去，較消澈出水再進(jìn)入砂濾池。砂濾池內(nèi)設(shè)粒徑為5～15 mm的石英砂，經(jīng)過石英砂過濾的清潔出水進(jìn)入下一級過濾。

該WS-AO預(yù)制玻璃鋼曝氣生物濾池有效解決了現(xiàn)今排污口污水污染河道的問題，且一體化玻璃鋼預(yù)制曝氣生物濾池整體安裝簡單，形體小，不占用河道面積，處理高效。經(jīng)過復(fù)合人工濕地處理出水可達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）Ⅱ類污染物中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)后排入河道。

4 復(fù)合人工濕地凈化技術(shù)

該復(fù)合人工濕地凈化技術(shù)用于凈化處理河道水質(zhì)，河水中含有大量的有機(jī)污染物、固體懸浮物、N、P等污染物，嚴(yán)重污染河道，該人工濕地可直接放于河道內(nèi)，外圍采用毛竹樁防護(hù)結(jié)構(gòu)。

該人工濕地包括豎流沉淀池、集水井、Ⅰ級復(fù)合濕地床、Ⅱ級復(fù)合濕地床及清水池。

此技術(shù)用于凈化河道水質(zhì)，河水通過進(jìn)水口進(jìn)入豎流沉淀池，在中心導(dǎo)流筒內(nèi)泥水分離，清水沿著溢流堰流入集水井內(nèi)，在集水井內(nèi)，河水由潛污泵提升進(jìn)入Ⅰ級復(fù)合濕地床及Ⅱ級復(fù)合濕地床，兩級復(fù)合濕地床均由兩道濾層組成，第一層濾層由過濾棉+密目鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，第二層濾層由錳砂濾料組成，Ⅰ級復(fù)合濕地床錳砂粒徑由1.2～2.0 mm組成，Ⅱ級復(fù)合濕地床錳砂粒徑由0.6～1.2 mm組成，兩級復(fù)合濕地床錳砂濾料即起到對污染物截留作用，同時，錳砂又有除鐵、錳、砷的功能。最后出水在清水池內(nèi)投加除藻劑（CuSO4），隨清澈出水一起流入河道，有效殺滅河水中的藻類。

復(fù)合濕地床上可種植空心菜、水芹菜等水生蔬菜，亦可種植黃菖蒲、鳶尾等挺水植物品種。挺水植物可隨季節(jié)收割。

集水井內(nèi)污水提升和除藻劑投加計量泵均采用太陽能發(fā)電供電，因此，無需另外設(shè)動力提升。

該復(fù)合型人工濕地能有效改善河道水質(zhì)，整體安裝簡單，形體小，不占用河道面積，處理高效，對于河道水質(zhì)的長期凈化與維持，效果顯著。

5 太陽能生態(tài)浮島組合修復(fù)技術(shù)

太陽能生態(tài)浮島組合修復(fù)技術(shù)采用生態(tài)及生化技術(shù)用于凈化處理河道水質(zhì)，生態(tài)浮島采用浮盆+UPVC外框架的形式，生態(tài)浮島上種植挺水植物，利用挺水植物對各種植物的吸收和富集功能不同來凈化河道水質(zhì)，河道太陽能曝氣板設(shè)于組合式生態(tài)浮島的正中間，采用蓄電池蓄積太陽能，用于陰雨天時曝氣使用。浮島下方懸掛￠150×80 mm組合填料，填料下方懸掛￠65×1000 mm管式曝氣器（三元乙丙橡膠材質(zhì)）。

太陽能板收集的太陽能在蓄電池內(nèi)收集并轉(zhuǎn)化成電能，通過鼓風(fēng)機(jī)至生態(tài)浮島下方的管式微孔曝氣器內(nèi)，管式微孔曝氣器產(chǎn)生1～2 mm的氣泡，單根管式微孔曝氣器充氧能力≥0.40 kg O2/h；

橡膠膜片在壓縮空氣的壓力下?lián)伍_向水體充氧，釋放的氣泡直徑約為1.0～2.0 mm，在曝氣停止時微孔閉合，以達(dá)到防堵塞、防倒灌、防逆流的使用要求，確保污水不會進(jìn)入曝氣系統(tǒng)，并防止污泥堵塞。長時間的停止工作后，仍能正常地恢復(fù)曝氣。

硅橡膠膜片套附在高強(qiáng)度的ABS支撐管的外壁上，二端采用不銹鋼套環(huán)將膜片與支撐管固定。支撐管開孔處為整張膜片無孔區(qū)，確保在長時間運(yùn)行后，不會發(fā)生膜片變形現(xiàn)象；同時當(dāng)曝氣停氣時，由于水壓的作用和膜本身的回彈作用，使膜片壓于支撐管上，防止污水回流。

生態(tài)浮島下方懸掛的組合填料表面生長著吸附、降解有機(jī)污染物能力極強(qiáng)的由多種微生物組成的生物膜，污水中有機(jī)污染物經(jīng)微生物膜，游離微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可達(dá)75%～85%，BOD5去除率可達(dá)90%～95%，NH3-N去除率可達(dá)50%～60%。有效去除河水中的有機(jī)污染物。

6 微生物脫氮除磷及強(qiáng)化消解底泥技術(shù)

由于河道長期受周邊生活污水及少量工業(yè)廢水的污染，河水及河道底泥存在大量的N、P及有機(jī)物，采用ISSA PGPR原位生態(tài)修復(fù)處理技術(shù)強(qiáng)化消解底泥、脫氮除磷。

生物處理法是利用生物（即細(xì)菌、霉以及原生動物）的代謝作用處理各種廢水的方法，而維持微生物代謝必需有各種營養(yǎng)物質(zhì)和能量。

6.1 工藝流程

通過把激活原位ISSA PGPR微生物所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)（微量元素，蛋白質(zhì)，酶及其他載體）通過納米技術(shù)及微包覆技術(shù)制成生物材料，投放在人工建立的生物平臺上，然后在生物平臺的一邊通過泵和水管將河流中的污水抽入生物平臺內(nèi)，利用緩釋技術(shù)把顆粒溶解后在另一邊通過水管流入到河流中，這些顆粒營養(yǎng)物質(zhì)連續(xù)不斷地激活水環(huán)境中的PGPR微生物，使之不斷繁殖，然后通過微生物的有氧反硝化作用去氮，以及建立高效食物鏈來降低水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)如氮、磷等，從而達(dá)到降解的效果（圖3）。

6.2 技術(shù)產(chǎn)品特征

（1）生物材料是一種聚羥基脂肪酸酯的有機(jī)高分子的材料，是很多微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯。它具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的熱加工性能，具有較好的水解穩(wěn)定性的特點，還常作為一種性能優(yōu)良的環(huán)保生物塑料，又具有許多可調(diào)節(jié)的材料性能，成本也很低，額外的附加值也很高。

（2）生物平臺比較精美，方便運(yùn)輸，且運(yùn)行成本較低。

（3）微生物的原位選擇性激活：選擇性的激活水環(huán)境中原有的PGPR微生物，無需另外投放微生物。

（4）污染物的原位處理：就地把污染物轉(zhuǎn)化為微生物及其他生物的“食物”，由傳統(tǒng)的“轉(zhuǎn)移對抗”變成“和諧利用” 。

（5）整體修復(fù)：不僅改善水質(zhì)，恢復(fù)水體生態(tài)，而且可以降低淤泥中富營養(yǎng)物質(zhì)，實現(xiàn)生物除淤（淤泥體積最高減量可達(dá)40%）。

（6）食物鏈：通過低端微生物的快速繁殖來加速食物鏈的形成并快速改善高端生物的生長環(huán)境，大大加速“食物鏈”的效果：氨氮和總磷的下降，透明度及溶氧的增加。

（7）植物促生作用：PGPR能很好地促進(jìn)水生植物的生長。

（8）適用范圍廣：pH值范圍4.5～10.5，水溫不超過50℃，激活廣譜的原位PGPR微生物，可修復(fù)不同類型的水體污染，并實現(xiàn)水環(huán)境的綜合治理。

6.3 技術(shù)優(yōu)勢

（1）傳統(tǒng)的生物處理是采用對抗處理法、針對特定的污染物投入特定的菌種，處理的污染物單一且效果不明顯，污染物也只是相對地轉(zhuǎn)移而已；生態(tài)修復(fù)技術(shù)是采用和諧處理法，投入生物材料后原位處理，激活很多微生物菌種，針對的污染物廣泛，處理的污染物全面效果也很明顯。

（2）傳統(tǒng)的生物處理會產(chǎn)生大量的污泥，而污泥的處理有需要額外的物理法來處理；該生態(tài)修復(fù)技術(shù)將采用生物清淤的辦法，直接通過微生物作用使底泥能夠減少。

（3）傳統(tǒng)的生物處理投入的菌種需要一定的適應(yīng)期，成活率不高，對污染物的降解過程比較緩慢，降解率低，短時間內(nèi)效果不明顯；該生態(tài)修復(fù)技術(shù)是通過原位激活微生物，沒有適應(yīng)期，微生物快速繁殖，見效快，降解效果也很明顯，2個月水質(zhì)明顯改善，一年內(nèi)基本恢復(fù)水體生態(tài)，實現(xiàn)水質(zhì)提升到五類甚至四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）傳統(tǒng)的生物處理采用曝氣的方法，成本高，需要大型的鼓風(fēng)機(jī)和許多曝氣機(jī)、安裝工程量大、耗電量大、且在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生很大的噪音，嚴(yán)重影響周圍的生活環(huán)境；生態(tài)修復(fù)技術(shù)成本低，只需要一臺0.37 kW的小型泵，安裝攜帶都方便，耗電量低，且無噪聲。

（5）傳統(tǒng)的生物處理后的水體自凈能力差，且效果不保持；生態(tài)修復(fù)技術(shù)處理后的水體自凈能力強(qiáng)，效果持續(xù)長久。

7 水生動植物長效修復(fù)技術(shù)

水生動植物的長效修復(fù)技術(shù)使人工干預(yù)凈化向自然生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)化。

針對溫州市甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)河水中N、P濃度普通在10 mg/L以上，N、P濃度普通較高。因此，在水生植物修復(fù)方面，選取抗逆性、適應(yīng)性及對N、P濃度的富集性均較強(qiáng)、繁殖系數(shù)大、生長速度快，水肥吸收能力強(qiáng)，植株相對高大、對其他水生植物有強(qiáng)烈郁閉和侵?jǐn)_作用，極易形成單一優(yōu)勢群落的挺水植物。在河道內(nèi)較多的選擇荷花、再力花、蘆葦?shù)扔^賞價值高且易種植的植物，以達(dá)到“曲院風(fēng)荷”的效果。

向富營養(yǎng)化的水體中放養(yǎng)水生動物，如魚、蝦、螺、貝等，在水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與流動中具有特殊的地位和作用。一方面，可以捕食底質(zhì)中大量的有機(jī)質(zhì)及腐敗的水生植物殘體等，大幅度降低底質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量及營養(yǎng)物質(zhì)的釋放；另一方面，大型螺類等釋放的某些物質(zhì)又是水體中天然的絮凝劑，可以降低水中的懸浮物顆粒并吸附大量的氮磷營養(yǎng)鹽。通過建立水生動物群，能進(jìn)一步恢復(fù)物種多樣性，促進(jìn)水體的微循環(huán)，為其他水生生物的生長創(chuàng)造更佳條件（圖4）。

8 結(jié)語

通過工程治理過程實踐總結(jié)的一些經(jīng)驗和技術(shù)，對溫州市甌海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)河道污染嚴(yán)重的情況乃至全國的河道污染處理技術(shù)都還需要進(jìn)一步的探索和研究，改進(jìn)和創(chuàng)新。隨著河道治理技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，河道污染也將逐步改善，最終得以根治。

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