長灘寺河流域水環(huán)境治理方案

馮健南，趙飛，王潔

（1.河海大學設計研究院有限公司，江蘇 南京 210098；江蘇永輝水利工程設計有限公司，江蘇 揚州 225100）

1 背景

長灘寺河位于四川省廣安市境內，河流長116 km，流域面積786 km2。長灘寺河岳池縣境內長51.10 km，流域面積239.67 km2；隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和農業(yè)現代化進程加速，導致長灘寺河的水環(huán)境問題突出，嚴重影響附近居民的生活質量。

2 污染源及現狀問題分析

2.1 污染源調查

經調查，目前長灘寺河水質為劣Ⅴ類，主要的污染源有：未收集處理的生活污水、未收集的工業(yè)廢水、現有污水/廢水處理設施排水、未處理養(yǎng)殖廢水、河道淤泥引起內源污染、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（農村）生活垃圾、農田面源、城鎮(zhèn)初期雨水等。

2.2 現狀問題分析

長灘寺河非汛期河道水深淺，斷面狹窄，水環(huán)境容量?。滑F狀污水處理廠規(guī)模不足；城區(qū)未完成雨污分流，沿線入河水質較差；現狀城區(qū)河道均采用硬質護岸，沒有影響植物凈化帶；河道經過多年的超負荷運行，造成底泥污染。

2.3 治理難點分析

長灘寺河是一條以行洪為主的條帶型山丘區(qū)河道，特點是汛期行洪流量大，河道流速超過2 m/s，生態(tài)浮床技術、挺水、沉水植物等原位治理措施在汛期易被沖毀；非汛期幾乎無來水，水動力較弱，污染物易沉積；長灘寺河道須在一年內實現水質從劣Ⅴ類達到四類水；工程投資限制2億元；PPT項目，是以實現水質達標作為最終的考核指標。

3 總體治理方案

3.1 生態(tài)清淤

“一干四支”，清淤總長度29.13 km。通過河道底泥清淤，解決影響河道的內源污染問題，遵循淤泥“減量化、無害化、資源化、穩(wěn)定化、綠色化”處理原則，清淤采用“減量脫水干化一體化”技術作為底泥處理工藝，淤泥通過管道送至振動篩，泥漿和雜質分離后進入絮凝劑拌藥系統(tǒng)，在泥漿中加入沉淀藥劑、清水劑等藥物，使泥漿在均質池中沉淀，最后通過泥漿輸送泵組將均質池中的淤泥輸送至離心機組脫水固化，淤泥通過無軸輸泥器運至排泥場，水通過凈化設施處理達標后方可排放入河。

3.2 生態(tài)修復

長灘寺河屬季節(jié)性河道，汛期以行洪為主的條帶型河道，汛期流速很大，不宜采用原位修復措施，主要采取對擋墻岸邊0.5～1 m 范圍種植挺水植物，對河道兩岸的面源污染進行初步攔截；同時采取水體循環(huán)措施提高水動力較弱的區(qū)域采用水體循環(huán)措施，提高水體的溶氧水平，促進生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復；在雨水管入湖口處設置小型景觀濕地，對初雨攜帶的污染物進行有效攔截過濾。具體措施如下：近岸帶淺水區(qū)種植挺水植物，品種主要采用菖蒲、鳶尾、美人蕉、再力花等，寬度0.50～1 m左右；水動力較弱區(qū)域布設5 臺太陽能復氧系統(tǒng)；在雨水管入湖口處設置小型景觀濕地，每個面積約10～20 m2。

3.3 水質處理

3.3.1 “四凈化”

采用“鋼壩+微生物濾池”旁路水質凈化技術新建4 套水質凈化設施。常用的水質處理方法主要有：化學方法、物理方法、生物微生物方法。經長期實踐，化學方法易造成二次污染，限制了生態(tài)系統(tǒng)自凈能力的恢復，本次不推薦，見表1。

表1 治理技術比選表

此方案在生物微生物方法中選擇微生物濾池工藝，將功能微生物固定于多孔載體表面和孔道內部形成穩(wěn)定的生物膜，污水流經載體時在微生物的作用下，污染物得以高效去除，出水清澈透明。

微生物濾池工藝綜合了生物降解、吸附和物理化學過程，具有容積負荷高、占地面積小、運行穩(wěn)定、出水水質好、管理方便和運行成本低等許多優(yōu)點，同時兼顧活性污泥法、生物膜法和固定化微生物的長處。

同時考慮長灘寺河河道特性，采用“鋼壩+微生物濾池”旁路水質凈化技術，非汛期通過鋼壩攔蓄抬高水位為微生物濾池提供條件，同時增加水體的環(huán)境容量。即河道上游、兩個支河口門及污水處理廠下游河道處建四道鋼壩閘，非汛期鋼壩閘攔蓄的水體通過在鋼壩閘一側的生物膜處經過流向下游。

3.3.2 “兩循環(huán)”

新建2 座提水泵站循環(huán)，增強水體流動性，利用泵站提升至凈化設施的上游以更大限度地增加凈化設施的利用率。

泵站1設置于東湖下游鋼壩位置處，以更好地保證東湖水質，按照一次循環(huán)15 d，水泵選用350QH-潛水軸流泵一臺套。泵站1抽水先入景觀濕地，再入凈化設備，凈化后的水排入長灘寺河。

泵站2設置在K7+900處，水泵選用350QH潛水泵2臺套，抽水先入景觀濕地，再入凈化設備，凈化后排入長灘寺河。

3.3.3 “兩濕地”

新建濕地2處，濕地系統(tǒng)是將污水有控制地投配到生長有像蘆葦、香蒲等水生植物的土地上，污水在沿一定方向流動過程中在耐水植物和土壤聯合作用下得到凈化。

景觀濕地分為表面流景觀濕地和潛流式景觀濕地，對于工程而言，攔截處理的污水量較大，濕地面積較大，同時為便于濕地系統(tǒng)的管理維護，采用表面流景觀濕地更為適宜，可作為景觀打造，同時在區(qū)域防洪排澇方面也具備一定的調蓄功能。

3.3.4 “八點監(jiān)測”

長灘寺河沿線共設置8個監(jiān)測點位，布設8套水質自動監(jiān)控系統(tǒng)，全面實時監(jiān)測長灘寺河的水質情況。

水體自動化監(jiān)測系統(tǒng)主要以監(jiān)控點的水質采集數據為依據，以數據有效性分析處理、遠程監(jiān)控及綜合信息化管理等為目標。應用軟件在設計上具有實用、可靠、先進、可擴充和開放性，具有易于維護和安全可行等優(yōu)良性能。系統(tǒng)應用軟件主要由操作系統(tǒng)平臺、開放的數據庫系統(tǒng)、應用軟件系統(tǒng)構成。

監(jiān)測指標：pH、溫度、溶解氧、濁度、電導率檢測儀、高錳酸鹽指數、化學需氧量、NH3-N、TP、TN、五日生化需氧量、葉綠素a，共計12項。

3.4 調度運用

汛期降雨量比較大，一次降雨在10～15 mm以上的情況下，通過雨水的稀釋作用，基本可以達到長灘寺河的水質要求；當汛期降雨時間間隔較長，一次降雨在8～15 mm情況下，這時根據沿線的水質自動監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數據變化適時運行凈化系統(tǒng)；非汛期降雨量較小，一次降雨在8～15 mm情況是普遍存在的。在此期間，水體惡化的形勢最為嚴峻，凈化系統(tǒng)承擔主要的污染物消減任務，須經常運行；當凈化后，如再次被污染，此時啟用循環(huán)系統(tǒng)，利用泵站抽水至上游鋼壩，通過凈化1、3 將水源凈化后排入河道。

4 結語

長灘寺河生態(tài)建設工程通過現狀調查，分析現狀存在問題；難點分析，找出制約工程目標實現主要矛盾，然后制定總體方案，利用有限的資金治理達到預期的目標，同時合理規(guī)避風險，不斷深化、優(yōu)化方案，最終做出最優(yōu)的適用該區(qū)域的水質提升方案。目前長灘寺河生態(tài)建設工程已完工，出水水質良好，得到了當地的廣泛認可。