河流生態(tài)治理的水環(huán)境治理措施探討

李 輝

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

汾河在太原市區(qū)共有9條主要支流，由于歷史原因，一度受到嚴(yán)重污染。南沙河上游生態(tài)治理是太原市汾河支流“九河”綜合治理之一，建設(shè)任務(wù)主要為緩洪攔沙，減少流入汾河的泥沙，減少下游洪水總量；主河道利用河岸灘地滯洪和涵蓄水源，增加地下水補(bǔ)給量，促進(jìn)地下水位快速回升；通過(guò)對(duì)上游開(kāi)展生態(tài)保護(hù)與植被恢復(fù)，使森林覆蓋率大幅提高，通過(guò)新增高森林植被郁閉度，涵養(yǎng)水源，為下游河流提供基流水源；通過(guò)水環(huán)境治理，使河道水質(zhì)有根本性的改變，河流水質(zhì)達(dá)到水功能區(qū)劃的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；改善城市整體風(fēng)貌；提高土地利用率和改善上游生態(tài)環(huán)境；改善農(nóng)村生活環(huán)境。

1 水環(huán)境治理建設(shè)規(guī)模

1.1 排水體制

本項(xiàng)目的水環(huán)境治理以居民生活為主，涉及水環(huán)境治理的村莊，包括太原市迎澤區(qū)港道村、觀家峪、小山巖、董家莊、小山溝和大窯垴等6個(gè)村莊?？紤]本項(xiàng)目的實(shí)際情況，本管網(wǎng)工程采用分流制管網(wǎng)，不考慮村莊雨水的收集。

位于松小線公路南側(cè)的港道村和大窯垴村，經(jīng)污水支管收集至化糞池停留后，接入小型污水處理設(shè)施進(jìn)行治理，然后用于當(dāng)?shù)卮迩f的綠化；觀家峪村經(jīng)污水支管收集至化糞池停留后，接入松小線公路一側(cè)的市政管網(wǎng)的截污管道；董家莊和小山巖村莊的經(jīng)污水支管收集至化糞池停留后，通過(guò)主管接至朝陽(yáng)洞規(guī)劃的污水處理站；小山溝經(jīng)污水支管收集至化糞池停留后，接至駘臺(tái)山景區(qū)的污水處理站。

1.2 污水量預(yù)測(cè)

1.2.1 人口預(yù)測(cè)

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀人口3 427人，設(shè)計(jì)水平年人口為3 545人。詳見(jiàn)表1。

表1 人口、用水和生活污水量預(yù)測(cè)表

1.2.2 生活污水量預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)生活污水量，須根據(jù)城鎮(zhèn)生活綜合用水定額和星級(jí)賓館以下用水定額、產(chǎn)污系數(shù)及總變化系數(shù)綜合確定。

根據(jù)《山西省用水定額》，本項(xiàng)目董家莊村、小山巖村、小山溝村、觀家峪、港道村和大窯垴，按城鎮(zhèn)生活綜合用水定額為150 L/（P·d）計(jì)列，森溪谷按星級(jí)賓館以下用水定額取為100 L/（P·d）計(jì)列，綜合生活用水量見(jiàn)表1。

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，綜合生活污水定額可按當(dāng)?shù)赜盟~的80%～90%采用，本工程產(chǎn)污系數(shù)選用85%。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況，僅對(duì)項(xiàng)目區(qū)村莊較為集中且地形較好的居民組敷設(shè)管網(wǎng)。

1.3 設(shè)計(jì)規(guī)模的確定

設(shè)計(jì)規(guī)模，按照近遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則，考慮一定的設(shè)計(jì)余量，確定本工程污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)模。詳見(jiàn)表2。

表2 污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模表

2 水環(huán)境治理管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)

2.1 污水管網(wǎng)水力計(jì)算

2.1.1 水力計(jì)算

污水管網(wǎng)均采用重力流，按非滿(mǎn)流管設(shè)計(jì)，通過(guò)采用曼寧公式進(jìn)行污水管網(wǎng)水力計(jì)算，結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3 污水管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果表

2.1.2 管徑的確定

根據(jù)表3以及參照《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》和地方的發(fā)展規(guī)劃，確定主管的DN 500 mm，支管DN 300 mm。

2.2 管材的選擇

合理選擇管材，以方便施工、降低排水系統(tǒng)造價(jià)。由于本工程的管道、管徑較小，采用HDPE雙壁波紋管比較經(jīng)濟(jì)。

2.3 檢查井

檢查井為管網(wǎng)附屬建筑物，位置應(yīng)設(shè)在管道交匯處、轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處、跌水處以及直線管道上每隔一定距離處。污水管道的檢查井井距參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求，確定DN 200-400管道最大間距40 m設(shè)置一個(gè)檢查井，DN 500管道最大間距60 m設(shè)置一個(gè)檢查井。檢查井的選用參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集06MS201-3。

2.4 污水管網(wǎng)工程建設(shè)內(nèi)容

污水管網(wǎng)建設(shè)，包括董家莊——小山巖線路、小山溝村——駘臺(tái)山景區(qū)2條主干線；支線，包括松小線公路南側(cè)的港道村、觀家峪、小山巖、董家莊小山溝和大窯垴等6個(gè)村莊的污水管網(wǎng)收集。

污水管網(wǎng)敷設(shè)長(zhǎng)度共11 431.3 m，其中DN 500雙壁波紋管為4 226.7 m，DN 300雙壁波紋管7 204.6 m；閘閥486個(gè)，檢查井989座。

3 水環(huán)境治理工程中污水處理

污水處理設(shè)施，包括化糞池、一體化生活污水處理設(shè)施，污水處理情況匯總表詳見(jiàn)表4。

3.1 化糞池

沿線涉及污水處理的6個(gè)村莊，各布設(shè)1座化糞池，化糞池的選用均參照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集14SS706《玻璃鋼化糞池選用與埋設(shè)》中的標(biāo)準(zhǔn)圖集。

（1）董家莊——小山巖。董家莊村無(wú)污水管網(wǎng)，通過(guò)新建污水支管收集后，先送至新建化糞池，然后通過(guò)主管延伸至市政污水管網(wǎng)。化糞池選用的有效容積16 m3。小山巖村無(wú)污水管網(wǎng)，通過(guò)新建污水支管收集后，先送至新建化糞池，然后通過(guò)主管延伸至市政污水管網(wǎng)?；S池選用的有效容積9 m3。森溪谷無(wú)污水管網(wǎng)，有化糞池，通過(guò)新建污水支管收集后，通過(guò)主管延伸至市政污水管網(wǎng)。

（2）小山溝村。小山溝村無(wú)污水管網(wǎng)，通過(guò)新建污水支管收集后，先送至新建化糞池，然后通過(guò)管網(wǎng)延伸至邰臺(tái)山污水管網(wǎng)?；S池選用的有效容積16 m3。

（3）觀家峪村。觀家峪村無(wú)污水管網(wǎng)，通過(guò)新建污水支管收集后，先送至新建化糞池，然后通過(guò)管網(wǎng)延伸至市政污水管網(wǎng)。化糞池選用有效容積75 m3。

（4）港道村。港道村村無(wú)污水管網(wǎng)，通過(guò)新建污水支管收集后，先送至新建化糞池，然后通過(guò)管網(wǎng)延伸至洼地處新建污水處理設(shè)施，經(jīng)處理達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2016）中，城市綠化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，存儲(chǔ)于一座蓄水池，用于村內(nèi)綠化?；S池選用有效容積25 m3。蓄水池的選用參照《山西省小型農(nóng)田水利工程定型設(shè)計(jì)圖集》中有效容積為200 m3的蓄水池，尺寸與蓄水工程的蓄水池一致，無(wú)配套設(shè)施。

（5）大窯垴村。大窯村無(wú)污水管網(wǎng)，通過(guò)新建污水支管收集后，先送至新建化糞池，然后通過(guò)管網(wǎng)延伸至洼地處新建污水處理設(shè)施，經(jīng)處理達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2016）中，城市綠化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，用于村內(nèi)綠化。化糞池選用有效容積20 m3。蓄水池的選用參照《山西省小型農(nóng)田水利工程定型設(shè)計(jì)圖集》中，有效容積為200 m3的蓄水池，尺寸與蓄水工程的蓄水池一致，無(wú)配套設(shè)施。

3.2 一體化污水處理設(shè)施

根據(jù)工程實(shí)際情況，考慮太原市氣候條件、因地制宜、維護(hù)方便、無(wú)二次污染的目的，港道村和大窯垴村采用一體化HTS30-AO生活污水處理工藝作為本項(xiàng)目的污水處理工藝。

3.2.1 生活污水水質(zhì)

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。因該污水處理設(shè)施規(guī)模較小，無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，本工程參考相關(guān)農(nóng)村污水處理設(shè)施的實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)，確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。

污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。松小線公路南側(cè)的港道村、大窯垴兩個(gè)村的污水，經(jīng)過(guò)新建管網(wǎng)收集后，村附近沒(méi)有市政污水管網(wǎng)可以接入，只能在村莊的下風(fēng)向以及地勢(shì)低洼的合適位置，新建埋地式一體化處理設(shè)備，這兩個(gè)村的污水經(jīng)收集后，分別流至各村的埋地式一體化處理設(shè)備，經(jīng)處理達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2002）中，城市綠化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，用于村內(nèi)綠化。

3.2.2 污水處理設(shè)施選址

根據(jù)地形地貌，考慮污水支管均通過(guò)重力流匯至污水處理設(shè)施，港道村污水處理設(shè)施，位于最低高程905 m處。大窯腦村污水處理設(shè)施，位于村莊最低高程1 050 m處。

3.2.3 工藝流程

松小線公路南側(cè)的港道村和大窯垴兩個(gè)村的污水處理工藝，采用同一工藝流程，工藝流程圖如圖1。

圖1 工藝流程圖

本項(xiàng)目生活污水均匯入化糞池，化糞池出水進(jìn)入一體化設(shè)備，在設(shè)備入口處設(shè)置格柵井，通過(guò)格柵攔截留去除大粒徑懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，然后通過(guò)泵提升到缺氧池。在厭氧池內(nèi)將大分子以及大部分有機(jī)物分解，降低部分COD，便于后續(xù)好氧生化處理。污水自流進(jìn)入一級(jí)曝氣池，進(jìn)行生化處理，對(duì)于水中的有機(jī)物進(jìn)行吸附、吸收、降解，從而使廢水中的有機(jī)物得以充分凈化；然后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)沉淀處理后，污水中的大部分懸浮物和部分有機(jī)物去除后。接著進(jìn)入清水池，同時(shí)投加消毒液消毒，達(dá)標(biāo)后存儲(chǔ)于蓄水池內(nèi)，用于村內(nèi)綠化用水。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)南沙河上游水生態(tài)環(huán)境的治理，使河道水質(zhì)發(fā)生了根本性改變，河流水質(zhì)達(dá)到水功能區(qū)劃的規(guī)定目標(biāo)，山清水秀、環(huán)境優(yōu)美，極大地改善了人居環(huán)境，為城市居民提供了休閑場(chǎng)所。