摘要：结合温榆河水污染现状及其支流水污染状况, 以及各支流入河口地形、水文等特点,因地制宜, 探讨入河口污水控制技术, 通过布设适宜的水质改善工程, 从而减少入河污染物, 逐渐恢复温榆河河道水体功能, 实现其水资源的开发利用。
关键词：河口 污水控制 探讨
中图分类号X522 文献标识码B 文章编号1673- 4637( 2006) 04- 0038- 03
河道水质的状况直接影响其水资源的开发利用,也严重制约其功能的正常发挥。为保证干流河道水环境质量, 免受高污染支流的侵蚀, 对河道支流入河口采取相应的污水控制措施, 在其流入主河道前进行一定的净化处理, 将有效地控制和减少污染物进入主河道。
1 河口污水控制的必要性
1.1 水资源利用的迫切需要
北京是一座有着3 000 多年历史的文化名城, 在向着现代化国际大都市快速迈进的同时, 面临着水资源合理利用, 实现水资源可持续发展的严峻问题。首都的水资源现状同城市经济发展的需求仍有着很大差距, 污水作为宝贵的水资源未能得到充分的开发利用。
据有关资料, 目前污水集中处理率按规划目标仅达70 %。就温榆河而言, 由于其流域污水集中处理能力的不足, 仍有约60 万m3 / d 污水直接排入河道, 导致生态环境逐渐恶化, 制约水资源的开发利用, 与北京市日趋严峻的水资源形势形成巨大的反差。
1.2 污水管网现状的现实要求
随着首都现代化建设的发展, 居民区、别墅区及工业开发区发展迅速, 但配套市政污水管网规划及建设相对滞后, 使得污水集中处理不能成为现实, 而且还有很多的市政污水管网未能触及近几年新建的小区,尤其是目前大量的, 还未按规划形成规模的小区, 居民的生活污水就直接排放并汇入下游河道。如果要全部配套, 除了投资方面的问题外, 居民生活小区也要完全建成, 才能建市政污水管网和污水处理场, 这样赶在奥运会前建成投产非常不现实, 因此要寻找新的方法来治理这些污水。
1.3 迎办“绿色奥运”及构建“温榆河绿色生态走廊”的前提
2008 年奥运会已迫在眉睫, 为落实“绿色奥运”的理念, 实现三环碧水绕京城的美好目标, 在集中的污水处理设施短期内不可能实现的情况下, 按照“源头削减、推进集中、强化河口”的整体治水思路, 做好支流入河口污水控制工程建设, 选择适宜分散点源的综合治理技术, 将有效控制和减少污染物进入主河道, 实现水环境质量的改善, 逐步恢复温榆河河道生态系统。
1.4 温榆河河道功能定位的要求
温榆河是目前北京市境内唯一一条常年有水的河流, 多年平均径流量3.5 亿m3, 其中污水量占60% ～70%, 按照温榆河“安全通道, 再生水源, 生态走廊” 的功能定位, 对其污水资源的治理及利用是实现奥运供水及跨流域调水等水资源开发的迫切需要。
2 温榆河流域水环境现状及其特点
温榆河地处北京发展较为迅速的东北地区, 其流域内涵盖了首都西部生态带和东部发展带, 在首都整体发展格局中具有举足轻重的地位。随着该流域经济社会的迅猛发展, 城镇人口的急剧增长, 使得流域内城镇规模不断扩大, 随之而来的就是发展与环境之间的矛盾, 尤其是流域水环境的恶化, 使河道水体功能丧失殆尽, 已经严重影响了当地经济社会的发展和居民生活质量的提高。
据调查, 温榆河流域内干支流共有排污口793个, 其中干流常年排污口49 个, 日污水排放量超过100 m3 的为46 个, 日排污总量100 余万m3, 年污水排放总量达3.24 亿m3。流域干支流水质指标均超过Ⅴ类水体标准, 属于中度和重度污染, 主要污染物为BOD5、NH3- N、TN、TP 等。
2.1 水污染类型
温榆河流域河道污水主要以生活污水及混合型污水为主, 各支流由于所处地理位置不同, 污染源不同,污水类型差异明显。据调查, 支流河道污水为居民生活污水、垃圾渗滤液、造纸厂等工业废水、畜牧养殖废水、餐饮娱乐废水、航空服务区污水以及农业灌溉弃水等等。
2.2 流域内干支流水质污染差异明显
流域内干流水体污染程度略好于支流水体污染程度, 干流水质上游好于下游; 各支流水体污染程度亦存在差异, 个别支流水体溶解氧含量可以满足水生鱼类生存需要, 但绝大部分支流水体污染严重, 水质为V 类至劣V 类。
表1、表2 分别为2004 和2005 年对温榆河干支流主要代表断面水质监测结果。水质分析评价结果见图1。
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从监测结果来看, 温榆河干支流水质现状为劣V类, 其中COD 污染相对较轻, 平均超标倍数为2.12,而总氮、总磷和氨氮超标相对较为严重, 平均超标倍数分别为7.8、7.99 和5.77。
3 河口污水控制技术
3.1 河口污水控制工程技术特点
河口污水控制工程不同于污水管网集中处理, 其入河污水的水质水量日间变化大, 呈现出极大的不稳定性, 且各支流河渠均为当地城镇的排洪干渠, 受到本流域雨洪灌注的影响, 因此, 工程受汛期排洪及冬季低温的影响较大。另外, 河口一般处于城镇的边缘区域, 运行、维护、管理等方面均受到一定的限制,因此在选择工程技术措施时应基于以下原则:
(1) 能够经受水量水质变化的冲击。
(2) 适应北方冬季的低温气候且兼顾汛期河道排洪功能。
(3) 工艺成熟, 流程简单, 运行稳定。
(4) 投资和运行费用较低, 操作、管理和维护简便。
3.2 技术工艺选择
根据温榆河流域水质监测数据分析, 现状水质的平均BOD5 ∶COD = 0.34 ∶0.64, 水体的可生化性较好,适于采用生物污水处理技术, 即利用特定的生物( 植物、微生物或原生动物) 吸收、转化、清除或降解污水中污染物, 实现污染物的去除、沉淀和收集, 达到水体净化、水生态系统恢复的目的。
综合考虑国内外污水处理技术和经验以及现已进行的温榆河上有针对性的污水治理示范工程建设,较成熟的技术包括曝气生物流化床技术( ABFT) 、生物接触氧化- 水生生物塘技术、人工潜流湿地技术等。这些技术或单独应用, 或结合在一起, 在国内外以及温榆河水质改善示范工程中获得了良好的效果。
3.2.1 曝气生物流化床技术(ABFT)
该处理工艺流程短、工程构筑物简单、占地少、设备少、投资省、操作管理简便、效益高、运行稳定可靠、成本低廉, 已在温榆河支流二道河污染水体原位修复工程中得到成功应用。其工艺流程见图2。
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3.2.2 接触氧化- 水生生物塘技术
接触氧化- 水生生物塘技术是一种适宜河道水质、河道场地实际的河流污水处理工艺技术。污水处理系统是一种微生物修复技术的处理系统, 可为微生物提供较大的附着表面, 有利于浓度相对较低的污水处理。该技术已在温榆河前苇沟入河污水处理中得到应用,其工艺流程见图3。
3.2.3 人工潜流湿地技术
人工湿地是利用自然湿地生态系统中物理、化学、生物的协同作用, 通过人工设计和建造的一种新型污水处理工艺。该系统长年运行比较稳定, 建设运转费用较低并且与景观建设相结合, 具有美化环境的效果。其工艺流程见图4。
3.3 应注意的问题
(1) 调查分析支流水文状况。在选择污水处理技术措施之前, 最为重要的就是对水体中的污染成分进行化验分析, 确定水体中污染物超标的项目、浓度、来源; 其次是调查污水在不同时段、季节的水量, 以及污染物浓度的变化情况, 保证生物污水处理技术中微生物能够有充足的营养物质, 避免高浓度污染物和突发情况对生物处理设施的冲击。
(2) 分析水质、气候和地貌对污水处理设施的影响。根据该支流流域实际水质状况、气候条件和入河口处的地形地貌, 选择最适宜的污水处理技术, 避免设施因气候变化、区域开发和水质的变化, 而造成污水处理设施无法正常运行或损坏。
(3) 监测生物生存环境的变化。为保证污水处理设施出水水质的稳定, 在系统运行过程中, 需要及时掌控生物生理指标的变化情况, 保证生物生理代谢的各种生理指标的稳定( 如溶解氧, pH 值等) , 确保生物种群数量, 提高生物修复的效率。
(4) 注重动植物品种的选配。在生物污水处理过程中, 微生物菌种、植物的选配, 是关系到污水处理效率, 确保污水处理出水水质, 以及污水处理设施能否长期、稳定运行的保障。生物污水处理方法中, 微生物是通过自身的特性, 降解、转化污染物, 所以在选择微生物菌种时, 要根据不同污水类型, 选择不同的菌种。植物品种、生长模式以及生存环境的不同,对植物的去污效率有较大影响, 所以在植物的选择与搭配中, 要根据气候条件、设施运行方式、污水中污染物、污染物浓度等, 对植物进行选择与搭配, 以便能够达到最佳的污水处理效果。
4 结语
河口污水治理工程是实现干流水环境综合治理的重要组成部分, 是实现干流水环境改善的有效措施。河道水环境治理绝非一朝一夕之功可成, 更不是一劳永逸,它是一项长期、复杂、艰巨的系统工程, 必须流域内上下游、干支流统筹考虑, 采取综合治理措施, 以实现流域内河道生态系统的良性循环, 恢复河道健康生命。
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作者简介: 白文荣( 1966 — ) , 女, 高级工程师。
来源：《北京水务》2006.4