泵站工程污水排河河道水質污染檢測與治理研究

摘要：泵站工程污水排放對河道水質造成的污染是嚴重的環境問題，因此，開展泵站工程污水排河河道水質污染檢測與治理研究。布設采樣點，采集和保存水樣，檢測DO（溶解氧）、COD（化學需氧量）、TP（總磷）和NH₄⁺-N（氨氮）四項水質檢測指標，計算水質標識指數，對水污染程度進行綜合分析。提出源頭控制處理、過程攔截處理、末端凈化處理等綜合治理措施。結果表明，COD、TP和NH₄⁺-N三個污染指標沿河分布曲線呈現緩慢下降、快速下降、小幅度上升并平穩的特征，而DO分布特征則與之正好相反；各采樣點的DO逐漸升高，COD、TP和NH₄⁺-N逐漸降低，證明了治理效果。

關鍵詞：泵站工程；污水排河；河道水質污染；污染檢測；治理措施

中圖分類號：X832 文獻標志碼：B

前言

泵站工程是水利設施中不可或缺的一部分，它們在調節水位、灌溉、排澇、發電等方面發揮著重要的作用。然而，隨著泵站工程的發展，它們對環境的影響也逐漸顯現出來，其中最突出的問題之一是排河河道水質污染。排河河道水質污染不僅對河流生態系統造成嚴重影響，還會對人類生產生活和健康產生威脅。隨著全球環保意識的提高和可持續發展的呼聲日益高漲，如何有效治理泵站工程污水排河河道水質污染已成為當前亟待解決的問題之一。

針對泵站工程污水排河河道水質污染分布特征的分析，可以通過對泵站工程周邊環境、排水管道、污水來源等進行現場調查，了解泵站工程污水排河河道水質污染的分布特征和影響范圍。通過排河河道水質污染分布特征的了解，可以明確污染源的分布和排放情況，為后續的治理工作提供科學依據。排河河道水質污染分布特征分析方法也存在一些缺點，模型模擬需要考慮多種因素和邊界條件，精度和可信度有待驗證，遙感技術需要大量的遙感數據和GIS技術支持，成本較高。

在上述背景下，以某研究區為例，進行泵站工程污水排河河道水質污染檢測與治理的研究，對于保護河流生態環境、保障人民健康、促進水利工程可持續發展具有重要意義。

1泵站工程污水排河河道水質污染檢測與分布特征分析

1.1水樣采集與保存

在水樣采集前，需要確定合適的采樣點。在此研究中共設置22個采樣點，平面布置圖見圖1。

采水泵可以將水樣從采樣點抽取出來，經過過濾裝置去除水樣中的雜質和懸浮物，再通過時間控制器控制采樣時間，最終得到所需的水樣。

1.2水質污染檢測

針對采集到的水樣，在實驗室中進行水質檢測，判斷水污染等級。水質檢測指標選擇DO（溶解氧）、COD（化學需氧量）、TP（總磷）和NH₄⁺-N（氨氮）。這些指標可以全面反映水體的氧化還原狀況、有機負荷情況以及養分含量，有助于評估水體污染程度和生態環境健康狀況。對于這四個水質指標的檢測，需要進行具體分析。

1.2.1 DO（溶解氧）

DO檢測技術通常采用電化學方法進行測量。在測量時，需要將電解液中的陽極和陰極與水樣接觸，并施加一定的電壓。當水樣中的氧氣與電解液中的陽極接觸時，會發生氧化反應，產生電流。基于電流的大小計算該指標數據。具體的DO計算公式如式（1）：

其中，DO為溶解氧的含量（mg/L）；b₁是一個常數，一般取值為9.607；C為電流（yA）；T為溫度（℃）；d取值9607378.16；D為溶解氧電極的極化系數，一般取值為0.2；E是電壓（mV）。通過測量水樣中的電流、溫度和電壓等參數，并代入上述公式，可以計算出溶解氧的含量。

1.2.2 COD（化學需氧量）

采用重鉻酸鉀法進行COD（化學需氧量）測量。具體過程如下：

（1）準備實驗儀器和試劑，包括回流裝置、重鉻酸鉀、硫酸、水樣、硫酸亞鐵銨標準溶液等。（2）取一定量的水樣，加入硫酸和銀硫酸，消除水樣中的氯離子和硫化物離子的干擾。（3）加入適量的重鉻酸鉀，將水樣中的有機物質氧化為CO₂和H₂O，并使未反應的重鉻酸鉀呈淺綠色。（4）將未反應的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定至終點，終點為重鉻酸鉀被完全消耗，溶液由淺綠色變為棕色。（5）按照式（2）計算出水樣中的COD值：

其中，V₀、V₁為滴定空白時、滴定水樣時消耗的硫酸亞鐵銨標準溶液體積（mL）；P為硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（mol/L）；V為水樣的體積（mL）；COD為化學需氧量（mg/L）。

1.2.3 TP（總磷）

采用高溫消解-分光光度法進行COD（化學需氧量）測量。具體過程如下：將水樣轉移到消解瓶中，然后將消解瓶放入高溫消解儀中，設定適當的溫度和時間進行消解。消解后，待樣品冷卻至室溫。最后利用分光光度計測量波長。根據測量結果，計算得出水樣中總磷的含量，見式（3）：

1.3污染分布特征

基于上述章節檢測結果，繪制污染分布特征圖，見圖2。

由圖2可以看出，COD（化學需氧量）、TP（總磷）和NH₄⁺-N（氨氮）三個污染指標沿河分布曲線呈現緩慢下降、快速下降、小幅度上升并平穩的特征，而DO（溶解氧）則與之正好相反。污染程度分布從流域上游到下游分為四個等級，采樣點1～8之間河道污染為Ⅵ級，水質惡劣；采樣點9～18之間河道污染為Ⅴ級，污染程度減輕，水質重度污染；采樣點19～22之間河道污染為Ⅳ級，水質中度污染。隨著河流的流動，污染濃度會相對減輕。

2泵站工程污水排河河道水質污染治理措施及效果分析

2.1排河河道水質污染治理措施

針對泵站工程污水排河造成的水質污染，從單一角度進行治理，是無法有效達到治理效果的，因此需要采取綜合性的措施，下面進行具體分析。

2.1.1源頭控制處理技術

針對泵站源頭污水，可以從以下幾個方面著手：

（1）首先優化泵站運行，降低污水排放量。例如，通過合理調配泵機運轉時間，避免污水長時間外排。調整泵機運行策略，根據水量變化實時調整泵機工作時間，減少非必要排放，工期為1個月。

（2）其次在排放前對污水進行多級處理。一級處理通過機械處理去除大顆粒雜質和懸浮物。二級處理主要是主體工藝為生化處理，主要用于去除有機物和氨氮等。一級處理增設機械格柵、沉砂池，去除大顆粒雜質和懸浮物。二級處理：采用化學混凝-活性炭吸附法，增設混凝反應池、沉淀池及活性炭吸附塔，工期為6個月。

針對該研究區泵站，可以使用化學混凝一活性炭吸附法進行處理，先通過向污水中投加化學混凝劑，使污水中的懸浮物和膠體物質凝聚成大顆粒物質，然后通過沉降和過濾等方法將其分離出來，最后通過活性炭吸附，將污水中的有機物、色度、異味等吸附在活性炭表面，實現去除。

（3）最后重新回用控制技術，泵站增加“回籠水”技術設施，使污水能夠循環利用，減少對外排放。安裝回用水泵、儲水池及水質監測設備，確保回用水質達標，工期為3個月。

2.1.2過程攔截處理技術

在河沿岸建設人工濕地、河岸緩沖帶、生態攔截溝渠等，在污水進入河流水體前，進行生態攔截，使得能夠有效延長徑流滯留時間、削減徑流攜帶的氮磷等污染負荷進入水環境。選擇適宜的河岸地帶，確保濕地能夠有效攔截污水，構建濕地基質層、種植水生植物、設置生態攔截溝渠，工期為4個月；在河岸兩側種植植被，構建緩沖帶，開挖生態攔截溝渠，內置生態濾料，工期為3個月。以人工濕地為例，治理過程見圖3。

2.1.3末端凈化處理技術

針對已受污染的河流，可采用生態修復技術，如植物凈化、微生物降解等，去除河水中的污染物，改善水質。生態浮島是生態修復技術的一個重要分支，它采用多種植物和微生物結合，通過建造人工浮島來營造生態環境，加速水質凈化和河道改善。生態浮島主要由植物層、微生物層和載體組成。植物層中主要是水生植物，如挺水植物、浮葉植物和沉水植物等；微生物層包括好氧菌、厭氧菌和兼性菌等；載體可以用泡沫板、塑料板、水泥板等輕質材料制成。根據河道寬度和污染程度，設計生態浮島布局及植物種類，安裝浮島載體，種植水生植物，引入微生物群落，工期為2個月。

2.1.4設置沉淀池和格柵過濾器

在泵站出口設置沉淀池和格柵過濾器，用于去除懸浮固體、沉淀物和大顆粒污染物，減少污水中的固體懸浮物質并防止對河道造成二次污染。根據泵站出口污水流量和特性，設計沉淀池的合適容積和尺寸，以確保污水停留時間足夠用于固體懸浮物和部分沉淀物的沉淀。根據污水中固體顆粒的大小，選擇適合的格柵尺寸和間距，以有效攔截大顆粒固體懸浮物，防止對下游設施和水體造成影響。考慮設置自動或半自動的格柵清理系統，定時清洗格柵，提高操作效率，并減少人工維護的工作負擔。根據泵站出口污水流量設計合適容積和尺寸，建造沉淀池，安裝排污管道及污泥清理設備，工期為2個月；根據污水中固體顆粒大小選擇合適的格柵尺寸和間距，在泵站出口處安裝格柵過濾器，配置自動清洗系統，工期為1個月。

2.2治理效果分析

按照排河河道水質污染治理措施治理一段時間后，重新進行水樣采集，然后按照章節1.2檢測方法進行再次檢測，以此進行水質治理效果分析，結果見表1。

對比表1所示，可以看出排河河道水質污染治理后，各采樣點的DO（溶解氧）逐漸升高，說明水體中的氧氣含量逐漸增加，有利于水生生物的生存；COD（化學需氧量）逐漸降低，說明水體中的有機物含量逐漸減少，水質得到改善；TP（總磷）和NH₄⁺-N（氨氮）也逐漸降低，說明水體中的磷和氨離子含量逐漸減少，對水生生物的毒性降低，水質標識指數均下降到了3.0～4.0之間，水質污染為輕度污染。總體來說，排河河道水質污染治理在20個采樣點均取得了較好的效果。

3結束語

在泵站工程污水排河河道水質污染檢測與治理的研究中，發現泵站工程污水排河河道水質污染主要集中在排水口附近及水流緩慢的區域。在治理方面，從三個角度著手，提出了源頭控制處理、過程攔截處理、末端凈化處理、設置沉淀池和格柵過濾器等綜合措施，并取得了較好的效果。實驗結果表明：COD、TP和NH₄⁺-N三個污染指標沿河分布曲線呈現緩慢下降、快速下降、小幅度上升并平穩的特征，DO分布特征相反；采樣點1～8之間河道污染為Ⅵ級，水質惡劣；采樣點9～18之間河道污染為Ⅴ級，污染程度減輕，水質重度污染；采樣點19～22之間河道污染為IV級，水質中度污染。排河河道水質污染治理后，各采樣點的DO逐漸升高，COD、TP和NH₄⁺-N逐漸降低，水質標識指數均下降到了3.0～4.0之間。