山東省某市水系治理工程設計

楊舟

摘 要：山東省某市水系治理工程設計20萬m3/d，該工程系水系治理，將原有劣V類水質處理后達到地表水V水質。治理工程充分利用周邊可用鹽堿地，利用濕地作為主要處理單元。從2016年3-2017年2月的運行數(shù)據(jù)來看，處理效果良好，水系出水水質穩(wěn)定達到地表水V水質標準。介紹了處理工藝、主要構筑物設計參數(shù)及設計經(jīng)驗。

關鍵詞：水系治理；濕地；地表水V水質

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.237

1 工程背景

該水系位于山東省東北部地區(qū)，包含溢洪河及其主要支流六干排、東營河流域河水，設計處理規(guī)模為400000m3/d。目前，溢洪河中、上游排污點較多且類型復雜，較多的直排和不達標污水進入河道，致使溢洪河流域水體污染較為嚴重，部分污染物質嚴重超標，水體質量較差，河道自凈能力明顯降低。溢洪河主要污染源為河道兩岸排放的生活污水及工業(yè)廢水，COD、氨氮等檢出值較高，COD、氨氮為主要的污染物質，屬有機污染。現(xiàn)有污水處理廠2座，溢洪河干流沿線東興污水處理廠、東城北污水處理廠的處理標準為一級A（COD≤50mg/L，氨氮≤5～8mg/L），實際運行排水不能達到Ⅴ類水質標準（COD≤40mg/L，氨氮≤2mg/L）。

隨著國家及政府對環(huán)境的重視，根據(jù)山東省省控河道水質要求和《2015年東營市水氣污染整治專項行動實施方案》：2015年治理河道水質全面達到《地表水環(huán)境質量標準》Ⅴ類水質，水體環(huán)境質量明顯改善，消除惡臭水體。要求溢洪河水質在2015年達到Ⅴ類水質要求。

2 設計方案

2.1 工程規(guī)模的確定

溢洪河濕地主要位于溢洪河的下游，其進入濕地的污水主要來自排入溢洪河的污水，而在溢洪河的兩岸主要有6處污水處理廠的污水間接或直接排入溢洪河，同時還有部分未輻射污水管網(wǎng)區(qū)域的污水及部分雨水排入溢洪河，因此溢洪河濕地的水量主要分以下三部分組成：污水處理廠收集區(qū)域及規(guī)劃處理水量23萬m?/d；未敷設污水管網(wǎng)區(qū)域的污水量3.04萬m?/d；排入溢洪河的部分雨水量13.15萬m3/d。

綜上所述，排入溢洪河濕地的總污水量為39.19萬m3/d工程設計規(guī)模按40萬m3/d設計。

2.2 工藝流程設計

針對目前河道的現(xiàn)狀，本工程采用“外源減排+內源治理+河道生態(tài)構建+溢洪河濕地+監(jiān)控運營+廣北水庫引水”的基本技術路線；

溢洪河濕地工藝流程為：溢洪河水—前處理塘—提升泵站—潛流濕地—表流濕地—溢洪河。通過修復河道周邊的圍擋與護坡、在河道內建設生態(tài)植物帶的方式提高河道污染物的去除能力，除此以外，修建攔水壩等構筑物提升河道的水位，增加河道濕地水力的停留時間，進而提高污染物去除率。基于上述方式，恢復河道的自凈能力。

2.3 壅水構筑物工藝選擇

在溢洪河、六干排和東營河三條河流上構筑壅水建筑物，用于河水的截留導蓄。在河道內形成一定的容積，提高污染河水在河道內的水力停留時間。根據(jù)目前應用較多的壅水構筑物形式，本工程比選橡膠壩和鋼壩兩種結構形式。

橡膠壩由進口引渠段、橡膠壩段、消力池段、海漫段及控制室段五部分組成。引渠段采用干砌石護底結構，護岸采用漿砌石擋土墻結構。橡膠壩段由底板、岸墻、壩袋與錨固結構、沖排水系統(tǒng)等組成。堰體底板與岸墻整體連接采用鋼筋砼U型槽結構。壩段下鋼筋砼結構的矩形消力池。在消力池下游設海漫段，采用干砌石結構，海漫末端設防沖槽。控制室為鋼筋砼結構，分為吸水池、水泵室和控制室。

鋼壩由進口河道干砌石護砌段、鋼筋砼鋪蓋段、閘室段、消力池段、干砌石海漫段和尾水渠等部分組成。進口段、海漫段結構形式和橡膠壩結構類似。閘門迎水面以鋼臂鉸接于閘底板上，背水面鉸結于液壓結構。閘門啟閉由控制室液壓系統(tǒng)操作。

在非汛期可以在河道里蓄水，河水由鋼壩頂部溢流至下游，對水體進行充氧。汛期鋼壩打開泄洪。

2.4 濕地部分設計

溢洪河濕地設計包含前處理塘、潛流濕地、表流濕地三大部分。通過在六干排和東營河構筑壅水建筑物，河道增氧以及構建生態(tài)植物帶等措施，構建河道式污水處理廠，提高河道自凈能力，長效保持城市水體水質。

在東營河、六干排上設置壅水構筑物，形成緩沖凈化區(qū)，同時利用壅水構筑物跌水對河道充氧。每個壅水構筑物處的出水水質控制在COD≤50mg/l以下。水質惡劣時，開閘集中排污。

在河道內設置增氧裝置，布置表面增氧裝置及噴泉式曝氣，對水體攪拌及富氧，改善水體厭氧環(huán)境，促進水體好氧凈化，并加大區(qū)域水體流動性，抑制惡臭。

構建生態(tài)植物帶，通過生態(tài)系統(tǒng)的恢復與系統(tǒng)構建，持續(xù)去除水體污染物，改善生態(tài)環(huán)境和景觀。

通過以上措施，構建河道式污水處理廠，提高河道自凈能力，長效保持城市水體水質。

溢洪河濕地進水量按照20萬m3/d設計，其出水與溢洪河未處理污水20萬m3/d混合后穩(wěn)定達標。溢洪河流域水質水量控制目標如下：穩(wěn)定塘進水COD50 mg/L氨氮2.5 mg/L出水COD47.5氨氮2.4mg/L去除率均為5%；潛流濕地進水COD47.5mg/L氨氮2.4 mg/L出水COD23.5mg/L氨氮1.4 mg/L去除率分別為50%、40%；表流濕地COD40mg/L氨氮2mg/L出水COD26mg/L氨氮1.7 mg/L去除率分別為35%、10%。

3 工程運行情況

該工程竣工后，通過環(huán)保部門驗收，通過檢測數(shù)據(jù)，可見，運行逐步穩(wěn)定，達到預期效果。

4 結論

選用濕地作為河道治理的一種手段，是可以使出水達到穩(wěn)定達標的；系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境良好，有良好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。結合濕地工藝，排放水質符合地表水V水質；該工程占地面積大，濕地工程適用于周邊有大量可利用土地的項目中。

參考文獻：

[1]賴長邈.多級人工濕地結構設計及其水力特征研究[D].成都理工大學碩士學位論文，2014（06）.

[2]劉玉玉.河流系統(tǒng)結構與功能耦合修復研究[J].大連理工大學，2014（06）.

[3]柳青.肖太后河水環(huán)境治理的生態(tài)水工學應用[J].清華大學，2015（05）.