絳水河口生態(tài)治污穩(wěn)定塘設(shè)計(jì)與成效

王慶旭，王增亮

（1.龍口市自來水有限公司，山東 龍口 265701；2.龍口市水利科學(xué)研究所，山東 龍口 265701）

為保證我國第一座大型地下水庫——黃水河地下水庫入庫水質(zhì)，在黃水河流經(jīng)城區(qū)重要支流絳水河入黃水河地下水庫交匯處，因地制宜地建設(shè)了生態(tài)治污穩(wěn)定塘工程，對經(jīng)過污水處理廠處理后排入河道的中水及沿岸鎮(zhèn)村入河的污水再度進(jìn)行生物處理，確保出口水質(zhì)達(dá)地表Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以保證注灌地下水庫水源的水質(zhì)。該生態(tài)治污穩(wěn)定塘是山東省已建成的最大面積穩(wěn)定塘，實(shí)施運(yùn)用河水?dāng)r蓄導(dǎo)引、緩入面流濕地、挺水植物與沉水植物交替、粗沙過濾和細(xì)沙過濾相輔、兩條處理通道串并結(jié)合的工藝形式，具有投資低、耗能少、操作簡單、運(yùn)行成本低廉的特點(diǎn)，與當(dāng)?shù)貫I河治理工程相得益彰，凸現(xiàn)顯著的治污、美化功能和較高的生態(tài)、環(huán)境效益。

1 穩(wěn)定塘特點(diǎn)

穩(wěn)定塘系統(tǒng)是因地制宜建造的人工生態(tài)濕地，土地需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)匦拚O(shè)防護(hù)圍堰和防滲層，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的生態(tài)治污技術(shù)。污水在塘內(nèi)緩慢地流動，通過在污水中存活的微生物的代謝活動和包括水生生物在內(nèi)的多種生物的綜合作用，使有機(jī)污染物降解，污水得以凈化。

其優(yōu)點(diǎn)包括：1）可充分利用地形，結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)費(fèi)用低。可以利用荒廢的河道、沼澤地等地段建設(shè)，基建投資約為相同規(guī)模常規(guī)污水處理廠的1/10～1/5。2）可實(shí)現(xiàn)污水資源化和污水回收及再用，實(shí)現(xiàn)水循環(huán)，既節(jié)省了水資源，又獲得了經(jīng)濟(jì)收益。本項(xiàng)目將處理后的水補(bǔ)給地下水庫。3）處理能耗低，運(yùn)行維護(hù)方便，成本低。風(fēng)能是穩(wěn)定塘的重要輔助能源之一。其運(yùn)行費(fèi)用僅為常規(guī)污水處理廠的1/15～1/10。4）美化環(huán)境，形成生態(tài)景觀。可將凈化后的污水引入人工湖中，用作景觀和游覽的水源。5）污泥產(chǎn)量少。穩(wěn)定塘污水處理技術(shù)產(chǎn)生污泥量小，僅為活性污泥法所產(chǎn)生污泥量的1/10。6）能承受污水水量大范圍的波動，其適應(yīng)能力和抗沖擊能力強(qiáng)。穩(wěn)定塘不僅能夠有效地處理高濃度有機(jī)物水，也可以處理低濃度污水。

但穩(wěn)定塘具有占地面積偏多、氣候影響較大及設(shè)計(jì)或運(yùn)行管理不當(dāng)易造成二次污染的缺點(diǎn)。

2 穩(wěn)定塘工程設(shè)計(jì)

絳水河流域生態(tài)治理工程中的穩(wěn)定塘位于絳水河與黃水河交匯處，絳水河右壩與黃水河左壩之間的三角形區(qū)域。黃水河下游有我國建造較早的第一座大型地下水庫，絳水河內(nèi)的污水如果未經(jīng)處理就直接排放到黃水河中，將會嚴(yán)重影響黃水河地下水庫的水質(zhì)，進(jìn)而會影響周圍居民正常的生產(chǎn)和生活用水。穩(wěn)定塘生態(tài)治污的作用是處理上游污水處理廠排放的中水以及沿河農(nóng)業(yè)生活和生產(chǎn)再次排入河體中的污水，經(jīng)穩(wěn)定塘生態(tài)處理后的水再注入黃水河地下水庫，從而實(shí)現(xiàn)該段入河水體地零污染排放。

穩(wěn)定塘面積1.64 hm2，系統(tǒng)主要包括面流濕地、沉水植物塘、挺水植物塘、濾石壩、管理房5大部分。其中前塘面流濕地面積約占總面積的3/4。穩(wěn)定塘上游河道建小型人字閘擋水設(shè)引水暗管及引水閘，下游設(shè)雙向排水暗管及泄水閘。面流濕地主要構(gòu)造為呈“S”形的面流溝，溝底寬2.5 m，頂寬7.5 m，深0.8 m。溝內(nèi)鋪設(shè)土工膜防滲，埋深0.6 m，上部為夯實(shí)黏土，厚0.4 m，再上部分別為0.1 m厚的植物培植層和0.1 m厚的懸浮沉淀層，均為沙土。面流溝比降為1/5 000，溝內(nèi)種植蘆葦或菖蒲。在面流濕地中央及面流濕地與沉水植物塘之間各設(shè)一條工作路，以便及時(shí)清淤。管理房為3間平房，建筑面積57 m2，建在面流濕地內(nèi)。污水在面流溝內(nèi)經(jīng)氧化和沉淀后通過工作路邊排水口流入下游植物塘內(nèi)。植物塘上寬下窄，呈漸縮形，周邊砌石建圍堰，分左右2部分，根據(jù)氣候條件可串聯(lián)或并聯(lián)使用，池底設(shè)深部防滲層，避免池水下滲。防滲層上覆土不少于0.8 m，其中底部黏土不少于0.4 m，池內(nèi)間隔點(diǎn)狀置粗沙或石子。沉水植物塘內(nèi)主要種植睡蓮等植物，挺水植物塘底高程高于沉水植物塘，主要種植蘆葦香蒲。經(jīng)處理的水流經(jīng)石子粗沙濾壩后進(jìn)入橢圓形細(xì)沙濾池內(nèi)，通過分水暗管流入絳水河或黃水河內(nèi)。

3 穩(wěn)定塘運(yùn)行效果分析

穩(wěn)定塘系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，效果明顯。在不同時(shí)間絳水河河口各項(xiàng)指標(biāo)以及地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的對比見表1。

表1 絳水河河口各項(xiàng)指標(biāo)與地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對比表

由表1可見，通過穩(wěn)定塘生物處理，河水水質(zhì)得到了進(jìn)一步改善，河水中的溶解氧提高了94.6%，氯化物、硫酸鹽、氨氮、亞硝酸鹽氮、總磷的含量分別降低了56.7%、61.4%、99.7%、91.2%、96%，硝酸鹽氮雖然提高了但小于標(biāo)準(zhǔn)值。可見，穩(wěn)定塘生物處理已基本達(dá)到地表水Ⅲ水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可保證地下水庫水源水質(zhì)。

2009年6月穩(wěn)定塘和污水處理廠的處理效果如表2所示。

由表2穩(wěn)定塘排放口和污水處理廠排放口處各項(xiàng)指標(biāo)對比值可見，經(jīng)穩(wěn)定塘生物處理后的水BOD和COD值有所上升，即水中的需氧量增加了；而經(jīng)過生物處理后的氨氮、硝酸鹽氮、總氮和總磷含量明顯降低，分別降低了97.8%、88.8%、88.8%和93.7%。

經(jīng)穩(wěn)定塘處理后的水質(zhì)與地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類對比可知，除了BOD、COD和總氮略高于標(biāo)準(zhǔn)外，已基本符合標(biāo)準(zhǔn)。這說明采用穩(wěn)定塘生物處理工程基本實(shí)現(xiàn)了污水零排放，濱河流域因過度排放污水而破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象得以治理。