前置庫技術(shù)在農(nóng)村飲用水源地修復(fù)中的應(yīng)用

徐天勇

（安徽省滁州市生態(tài)環(huán)境局，安徽滁州 239000）

飲用水安全關(guān)系人民群眾的身體健康，關(guān)系社會的安定團結(jié)，關(guān)系全面建成小康社會目標(biāo)的實現(xiàn)。近年來，我國通過加強農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)，農(nóng)村飲水安全問題基本得到解決，但一些地區(qū)的成果還不夠牢固，在水量、水質(zhì)保障、長效運行管理方面還存在一些薄弱環(huán)節(jié)，少數(shù)地區(qū)水源水質(zhì)無法滿足要求，新建工程難以找到合適水源。因此，治理和修復(fù)已污染的農(nóng)村水源地，對保障農(nóng)村飲水安全具有十分重要的意義。

1 農(nóng)村飲用水水質(zhì)現(xiàn)狀

農(nóng)村飲用水水質(zhì)主要受水源地水質(zhì)、水量、水處理工藝和供水系統(tǒng)的制約，需要加強水源地保護和采用與水源水質(zhì)相配套的水處理工藝、衛(wèi)生的供水系統(tǒng)以及水質(zhì)監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，才能從根本上保證農(nóng)村飲用水水質(zhì)安全。目前，農(nóng)村飲用水的水質(zhì)總體較好，并逐步提升，但還存在一些問題：部分農(nóng)村地區(qū)的生活污水、生活垃圾、農(nóng)業(yè)面源、養(yǎng)殖畜禽糞便等污染還沒有得到根治，導(dǎo)致水源地水質(zhì)下降，可用的水量減少；許多集中式供水系統(tǒng)的供水規(guī)模小，建設(shè)不規(guī)范，管理水平低，衛(wèi)生監(jiān)管不到位，供水監(jiān)測覆蓋率低；很多水源地沒有相應(yīng)的水源保護管理制度和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，水源保護、污染防控和修復(fù)措施還不到位[1]。

2 前置庫治理技術(shù)

前置庫是指根據(jù)水庫形態(tài)將水庫分為一個或若干個子庫與主庫相連，通過延長水力停留時間促進水中泥沙及營養(yǎng)鹽的沉淀，同時利用子庫中的大型水生植物、微生物、藻類、魚類等進一步吸收、吸附、攔截營養(yǎng)鹽，從而降低進入下一級子庫或主庫水體中的營養(yǎng)鹽含量，抑制主庫中藻類過度繁殖，減緩富營養(yǎng)化進程，改善水質(zhì)的污染控制技術(shù)[2]。前置庫治理技術(shù)是人工濕地技術(shù)的擴展，是集物理、化學(xué)和生物等各方面的優(yōu)勢于一體的綜合治理技術(shù)，具有投資小、高效、低能耗及適用范圍廣等優(yōu)點，是值得推廣的農(nóng)村飲用水水源治理和修復(fù)的生態(tài)工程技術(shù)。

3 工程案例

在農(nóng)村飲用水水源入庫支流處，利用流入水源的河道、溝渠、水塘、洼地等，修建一定規(guī)模的小型水域作為前置庫，容量盡可能大，以增加徑流的水力停留時間。前置庫一般由地表徑流收集與調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、沉降與攔截子系統(tǒng)、生態(tài)透水壩及礫石床強化凈化子系統(tǒng)、生態(tài)庫強化凈化子系統(tǒng)導(dǎo)流子系統(tǒng)組成[3]。前置庫系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 前置庫系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 地表徑流收集與調(diào)節(jié)子系統(tǒng)利用農(nóng)田排水渠和農(nóng)村排污渠作為一級收集網(wǎng)，與其相關(guān)聯(lián)的河道經(jīng)過疏浚后作為二級收集網(wǎng)，結(jié)合生態(tài)溝渠技術(shù)，在溝渠內(nèi)種植黑葉輪藻、伊樂藻等沉水植物；在沉水植物的兩側(cè)，分別布置睡蓮等浮葉植物；在浮葉植物的外側(cè)，對稱布置香蒲、茭白等挺水植物，還可配置一些觀賞價值比較高和有一定經(jīng)濟收益的植物；在岸邊布置陸生植物，栽種觀賞價值、經(jīng)濟價值兼有的枇杷、梨樹等，收集地表水徑流并進行調(diào)蓄，對地表徑流中的污染物進行初級處理。

3.2 沉降與攔截子系統(tǒng)利用庫區(qū)入口的溝渠河床，進行適當(dāng)改造，在溝內(nèi)充填礫石、塊石，結(jié)合人工濕地原理構(gòu)建生態(tài)河床，種植美人蕉、蘆葦、菖蒲等水生植物，建成生物格柵，對引入處理系統(tǒng)的地表徑流中的顆粒物、泥沙等進行攔截、沉淀處理，并去除地表徑流中的N、P及污染物。

3.3 生態(tài)透水壩及礫石床強化凈化子系統(tǒng)[4]

3.3.1 生態(tài)透水壩 利用河道、溝渠、池塘，用礫石或碎石在河道中適當(dāng)位置人工構(gòu)筑透水壩，抬高水位，通過壩體控制水流。在壩體上種植高效的脫氮除磷植物以及在壩體內(nèi)培養(yǎng)高效脫氮除磷菌群，利用植物根系和微生物的共同作用，吸收并分解吸附在礫石表面的營養(yǎng)物質(zhì)。

3.3.2 礫石床 礫石床位于生態(tài)透水壩后，用碎石和礫石構(gòu)筑人工礫石床，通過礫石床種植的植物、礫石孔隙與植物根系周圍的微生物共同作用，去除N、P及有機污染物，利用徑流在礫石床內(nèi)部的停留時間，去除污染物。

3.4 生態(tài)庫塘強化凈化子系統(tǒng)[5]

3.4.1 水生植物凈化系統(tǒng) 在庫區(qū)內(nèi)地勢稍高的區(qū)域種植蘆葦、美人蕉、菖蒲、梭魚草等挺水植物，一方面可達(dá)到攔截庫區(qū)外圍直接入庫的污染物，另一方面還可以處理庫區(qū)水體中的污染物。在淺水區(qū)種植伊樂藻、苦草等沉水植物。在深水區(qū)種植浮萍、睡蓮等漂浮植物，同時利用魚類適度取食浮萍，一方面促進水生植物生長，另一方面去除過量水生植物，睡蓮具有凈化水質(zhì)及美化景觀的作用。

3.4.2 水生浮床凈化系統(tǒng) 利用竹子建成框架，框架上種植水芹、雍菜等水生植物，中層放置彈性材料，下層懸掛蚌、貝類，組成立體復(fù)合生態(tài)浮床，通過多個浮床單體相連，去除水體中的N、P等污染物。

3.4.3 生物操縱系統(tǒng) 構(gòu)建包括水草、魚、河蚌、螺螄等在內(nèi)的完整生態(tài)鏈，利用草食性魚類對水生植物的攝食，使水體中的水生植物生長達(dá)到一種平衡，既能充分利用水生植物對水質(zhì)的凈化作用，又不會因為水生生物的過度生長造成二次污染。適當(dāng)養(yǎng)殖河蚌、螺螄和鰱、鳙等當(dāng)?shù)赝林鷦游?，達(dá)到凈化水質(zhì)的效果，還具有經(jīng)濟價值，能夠提高推廣應(yīng)用的吸引力。

3.4.4 陸生植物系統(tǒng) 以喬、灌、草為主，構(gòu)建生態(tài)庫塘的陸域生態(tài)系統(tǒng)，主要布置在庫塘沿岸邊坡和小島上，庫塘邊種植垂柳、花桃、果桃等，島邊坡種植美人蕉、月季花等，島上種植水竹、木竹等，四季常綠，去除進入生態(tài)庫塘的污染物。

3.5 導(dǎo)流子系統(tǒng)利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的圩口閘、排澇站，并適當(dāng)改造建設(shè)導(dǎo)流系統(tǒng)，防止出現(xiàn)暴雨時系統(tǒng)暴流，在初期雨水引入前置庫后，后期雨水通過導(dǎo)流系統(tǒng)流出。

4 相關(guān)結(jié)論

4.1 各系統(tǒng)的去除效果監(jiān)測結(jié)果表明，建立前置庫生態(tài)鏈系統(tǒng)后，滯水時間7 d，CODMn、NH3-N、TP、TN的去除率分別達(dá)到了66.3%、61.5%、81.0%、80.9%，出水符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類水要求。其中，沉降與攔截系統(tǒng)的CODMn、NH3-N、TP、TN去除率分別為12.6%、22.1%、52.4%、54.5%；生態(tài)透水壩及礫石床強化凈化系統(tǒng)的CODMn、NH3-N、TP、TN去除率分別為19.3%、30.3%、30%、30%；強化生態(tài)庫強化凈化系統(tǒng)的CODMn、NH3-N、TP、TN去除率分別為52.2%、29.2%、42.9%、40%。處理系統(tǒng)出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如表1所示。

表1 處理系統(tǒng)出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果（單位：mg/L）

4.2 處理系統(tǒng)的特點利用天然池塘、洼地、河道等進行改造成前置庫處理系統(tǒng)，投資小；材料主要是各種水生、陸生植物、經(jīng)濟魚類以及少量的礫石、碎石等，成本低；系統(tǒng)運行不需要外加動力，運行成本低；對TP、TN的去除效率高，能有效控制主庫水體發(fā)生富營養(yǎng)化，不會產(chǎn)生二次污染，日常維護簡單。

4.3 有一定的經(jīng)濟效益處理系統(tǒng)的建設(shè)可以有效改善周邊環(huán)境狀況和飲用水水源水質(zhì)，但一定程度上會對當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟狀況產(chǎn)生影響，在一些區(qū)域改變了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的種植和養(yǎng)殖模式。因此，在不影響改善水質(zhì)的前提下，處理系統(tǒng)可以選擇種植一些經(jīng)濟作物，進行一些生態(tài)養(yǎng)殖，以提高居民收入，同時由于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善，對當(dāng)?shù)匕l(fā)展生態(tài)旅游和觀光農(nóng)業(yè)有所促進，也可以增加居民的收入。

4.4 建立長效管理機制需要配備專門的管理人員對前置庫實施長效管理，對占用河道、沿岸進行耕種、養(yǎng)殖的行為堅決制止；對沿岸村落污水處理、垃圾收集等情況進行巡查；對植物殘體進行有組織、有計劃地收割；開展宣傳教育，調(diào)動廣大居民積極參與治污，形成保護水環(huán)境的良好氛圍。