費縣許家崖水庫水源地生態(tài)修復(fù)方案分析

吳淑鳳

（臨沂市水利水電工程建設(shè)監(jiān)理中心，山東 臨沂 276001）

1 引言

水資源是重要的資源，水資源短缺將對經(jīng)濟、社會發(fā)展帶來較為嚴重的影響[1-2]。我國是一個水資源較為短缺的國家，水源地保護工程是一件重要的民生工程，對城鎮(zhèn)發(fā)展、建設(shè)影響較大。目前，已有多個地區(qū)采取了水源地保護工程，取得了良好的效益[3-5]。污染源是影響水源地保護工程水質(zhì)的一個重要因素，針對水源地范圍內(nèi)污染源的治理是水源地保護工程的重要組成部分。污染源種類多、污染物豐富，因此，需要采取適宜的污染源治理方法、工藝，以保障污染源治理效果，修復(fù)生態(tài)環(huán)境[6-8]。

2 工程概況

費縣許家崖水庫水源地生態(tài)保護工程位于臨沂市費縣，包括許家崖水庫飲用水水源地一級保護區(qū)、二級保護區(qū)以及準保護區(qū)內(nèi)的保護工程。其中，一級保護區(qū)面積為22.20 km2，二級保護區(qū)面積為10.64 km2，準保護區(qū)面積為443.21 km2。

3 污染源綜合治理工程總體布置

保護區(qū)內(nèi)水體在流經(jīng)自然村落時，由于接納生活及生產(chǎn)污水會出現(xiàn)局部水質(zhì)惡化現(xiàn)象。保護區(qū)域內(nèi)自然村落數(shù)量眾多，目前沒有完善的污水管網(wǎng)，污水直排造成多處水體黑臭，嚴重影響城鎮(zhèn)衛(wèi)生與保護區(qū)水質(zhì)，不利于生態(tài)與人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，項目建設(shè)過程中須充分考慮水體環(huán)境的保障措施。

對保護區(qū)內(nèi)分布的村莊設(shè)置分散式污水處理系統(tǒng)及配套管網(wǎng)，收集處理農(nóng)村生活污水；沿水庫濱岸帶設(shè)置生態(tài)攔截帶，截留農(nóng)業(yè)面源污染。

3.1 分散式污水處理系統(tǒng)

因為項目范圍內(nèi)的村莊較為分散，從布設(shè)管網(wǎng)的難易程度和施工建設(shè)成本等多方面考慮，該區(qū)域不適宜進行集中式污水處理，設(shè)計選用分散式污水處理技術(shù)。

3.1.1 污水來源

本項目污水主要來自設(shè)計范圍內(nèi)產(chǎn)生的農(nóng)村生活污水，根據(jù)經(jīng)濟和可行性分析，考慮節(jié)約用地等因素，在污水處理系統(tǒng)前設(shè)置溢流井，雨季時，超過設(shè)計能力的污水直接溢流進入河道內(nèi)。

根據(jù)項目區(qū)內(nèi)村落分布與人口密度統(tǒng)計，設(shè)計49 處一體化污水處理站，其中費城街道設(shè)計7 處，梁邱鎮(zhèn)設(shè)計18 處，石井鎮(zhèn)設(shè)計10 處，新莊鎮(zhèn)設(shè)計14 處。

根據(jù)一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合用水指標，該區(qū)域用水量指標選取為120 L/（人·d）。按照污水管網(wǎng)鋪設(shè)完成，雨污分排改造完成進行設(shè)計，污水管道水力計算中城市綜合污水排放系數(shù)取0.8。考慮經(jīng)濟性與可行性，該分散式污水處理系統(tǒng)按統(tǒng)一模塊化設(shè)計，設(shè)計最大處理水量為500 m3/d。

3.1.2 設(shè)計進出水水質(zhì)

參考國內(nèi)其他地區(qū)農(nóng)村生活污水水質(zhì)指標，同時考慮到項目區(qū)域經(jīng)濟及居民生活水平將不斷提高，含磷洗滌用品使用量的減少，及對含氮、磷農(nóng)用化肥用品的合理使用和加強管理，因此確定本項目生活污水進水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計進出水水質(zhì)指標表

考慮到項目區(qū)域的水域環(huán)境要求與自凈能力，提高設(shè)計出水水質(zhì)指標。設(shè)計出水水質(zhì)按《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準要求進行設(shè)計。

續(xù)表1

3.1.3 工藝比選

根據(jù)費縣許家崖水庫水源地保護工程的總體目標，結(jié)合工程的投資、占地、運行費等條件，選取常用的污水處理工藝進行比選。

選取合適的污水處理工藝，有利于保障出水水質(zhì)、運行管理以及占地、能耗等情況。結(jié)合污染情況，項目擬采用生化處理工藝，各工藝特點見表2。

表2 各類生化處理方法的特點

污水處理工藝選取對水污染治理效果、工程投資均具有較大的影響。考慮到水質(zhì)情況，采用“調(diào)節(jié)池+A/O+MBR”工藝。

A/O工藝（缺氧－好氧）稱為厭氧-缺氧-好氧工藝，其典型工藝流程見圖1。

圖1 傳統(tǒng)A/A/O工藝流程框圖

3.1.4 工藝流程

根據(jù)進水水質(zhì)特點及出水水質(zhì)要求，擬采用以下工藝流程對原污水進行處理。

圖2 生活污水處理工藝流程框圖

生化處理單元的好氧區(qū)回流混合液通過手動閥門調(diào)節(jié)部分回流到缺氧區(qū)，以去除總氮。

本方案處理流程共2個單元：預(yù)處理單元和生化處理單元。

預(yù)處理單元：包含格柵和調(diào)節(jié)池各1個。

生化單元：缺氧池1個、好氧池1個、膜池1個、設(shè)備間及附屬設(shè)備1套。

3.2 生態(tài)攔截帶工程

生態(tài)攔截帶主要由工程部分和生物部分組成，總長35 km。工程部分等高開溝，兩側(cè)溝壁可由蜂窩狀水泥板組成，也可由木樁或扁竹固定。渠體的斷面為等腰梯形，上寬1.5 m，底寬1.0 m，深0.6 m。渠壁、渠底均為土質(zhì)。

圖3 生態(tài)攔截帶工程位置示意圖

圖4 生態(tài)攔截帶剖面示意圖（單位：m）

3.3 配套污水收集管網(wǎng)工程

污水管網(wǎng)工程按遠期規(guī)模進行規(guī)劃設(shè)計，根據(jù)經(jīng)開區(qū)一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合用水指標，該區(qū)域用水量指標選取為120 L/（人·d）。遠期按照污水管網(wǎng)鋪設(shè)完成，雨污分排改造完成進行設(shè)計，污水管道水力計算中城市綜合污水排放系數(shù)取0.8。

a）設(shè)計流量

流量計算公式為：

式中：V為流速，m/s；A為過水?dāng)嗝婷娣e，m3。

流速計算公式為：

式中：R為水力半徑，m；i為水力坡降；n為粗糙系數(shù)，鋼筋混凝土管為0.014、塑料管0.009。

b）設(shè)計最大充滿度

污水管道設(shè)計充滿度按非滿流計算。其最大設(shè)計充滿度見表3。

表3 污水設(shè)計最大充滿度

c）污水管道最小坡度

為防止管道淤堵，污水管道在設(shè)計充滿度下流速不應(yīng)低于0.6 m/s，根據(jù)該原則計算該區(qū)域污水管道最小坡度見表4。

表4 污水管道最小坡度一覽表

4 結(jié)論

為保護許家崖水庫水源地水質(zhì)，充分調(diào)查污染源分布情況，針對性的采取防護措施。通過方案比選，采用“調(diào)節(jié)池+A/O+MBR”工藝對許家崖水庫水源地污染源進行治理，適宜性良好。同時，可結(jié)合截污管涵、生態(tài)截污帶等工程，保障水源地水質(zhì)，修復(fù)水源地生態(tài)環(huán)境。