綜合治理技術(shù)在水環(huán)境修復(fù)工程中的應(yīng)用

卜顯澤

（中國水利水電第七工程局有限公司南方分公司，廣東深圳 518100）

1 工程概況

以某河流域水環(huán)境綜合治理修復(fù)工程作為研究對象，結(jié)合該項目的實際情況總結(jié)綜合治理技術(shù)的運用效能。污水處理提質(zhì)增效，即水質(zhì)凈化廠進廠BOD（Biochemical Oxygen Demand，生物化學(xué)需氧量）濃度達到100 mg/L。龍崗區(qū)局部排水系統(tǒng)不完善，存在排水盲區(qū)、混流污水直接進入河道截流系統(tǒng)、河流水質(zhì)達標不穩(wěn)定、老舊排水系統(tǒng)存在外水入滲導(dǎo)致污水廠進水濃度較低等問題。為全面梳理全區(qū)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，龍崗區(qū)提出開展管網(wǎng)大排查行動，全面排查檢測排水管渠系統(tǒng)健康狀況，重點查清外水入侵，修復(fù)存在隱患的管網(wǎng)，對錯混接現(xiàn)象進行改接。

2 污染物總量控制

2.1 流域內(nèi)的污染物負荷計算方法

結(jié)合相關(guān)部門頒布的《第一次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》管理要求進行分析，使用污染物入河系數(shù)計算污染物對流域造成的污染負荷（污染負荷亦稱“污染總量”，為排放到環(huán)境中的污染物質(zhì)的數(shù)量，通常用排放量和污染物濃度的積計算）。

式中：Li——污染物年流失量[kg/(km2·a)]；ai——污染物濃度參數(shù)[kg/(cm·km2)]；Fi——人口密度參數(shù)；ri——清除頻率參數(shù)，以小時計；P——年降水量（cm/a）。

2.2 水環(huán)境容量計算方法

根據(jù)《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》文件提及的各項管理規(guī)定分析，選擇一維研究模型對水環(huán)境的實際容量進行計算。

式中：Wi——流域沿線中第i個污染物排放口的最大排放量（t/a）；C——流域巖心的沿程濃度（mg/L）；K——污染程度的衰減系數(shù)；x——點與第i節(jié)點的間距（m）；μ——第i河段的水流速度（μm/s）；Ci——節(jié)點i部位區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)濃度（mg/L）；Qi——節(jié)點后側(cè)的實際流量（m3/s）；Qj——節(jié)點i部位區(qū)域內(nèi)污染物入河的體積（m3/s）；W——水環(huán)境容量（t/a）。

2.3 污染負荷削減分配方法

使用污染貢獻值研究法，在水環(huán)境的允許排放規(guī)模以內(nèi)，采用優(yōu)化方法求解各污染類型的最佳許可排放量，使控制斷面的水質(zhì)得到最大幅度改善。

式中：C——控制面水質(zhì)濃度（mg/L）；Fi(Wi,Q'i)——第i個污染類型污染貢獻（mg/L）；Wi——第i個排污單位的允許范圍內(nèi)的排放量（mg/L）；Q'i——第i個排污單位的額外排放量（mg/L）；Q——排污單位的額外排放量（mg/L）。

3 綜合治理技術(shù)

3.1 構(gòu)建動態(tài)水環(huán)境數(shù)據(jù)庫

應(yīng)構(gòu)建完善的動態(tài)化水環(huán)境數(shù)據(jù)管理庫，幫助相關(guān)人員深入透徹地了解水環(huán)境治理的具體情況，提升水環(huán)境治理過程中的安全性。水環(huán)境數(shù)據(jù)管理庫中的數(shù)據(jù)信息較為龐大，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫時，應(yīng)該結(jié)合水生植物的發(fā)育特點，采取相應(yīng)的保護措施。采集水環(huán)境數(shù)據(jù)信息時，應(yīng)使用流域水體藍藻治理技術(shù)、污染源控制技術(shù)等，保證水環(huán)境采集的精準線與全面性。

3.2 治理技術(shù)

（1）主要技術(shù)措施。

①河道清淤技術(shù)。工程流域內(nèi)存在大規(guī)模淤泥，且長期未采取清淤處理，導(dǎo)致流域底部的淤泥厚度較大。經(jīng)過前期勘測后發(fā)現(xiàn)，流域內(nèi)的淤泥深度約1 m，計算后可知淤泥規(guī)模約為30 000～35 000m3。底部淤泥內(nèi)源排放是導(dǎo)致流域污染不斷加劇的主要原因之一，不清理流域內(nèi)的淤泥會導(dǎo)致流域的污染程度進一步加劇，對流域的水質(zhì)造成巨大影響；流域內(nèi)的淤泥厚度過大，會導(dǎo)致該流域的蓄水能力持續(xù)降低，流域河床的抗洪能力不斷下降。經(jīng)過全面考慮后，決定先降低內(nèi)源污染的影響，對流域內(nèi)的淤泥進行清除處理。

②活水補水技術(shù)。工程流域的上游不存在補充水源，水體的流動性不是很理想，除降雨或地表徑流補給外，流域內(nèi)的水體基本處于靜止狀態(tài)，導(dǎo)致該流域內(nèi)的淤泥規(guī)模不斷增大，淤泥的厚度持續(xù)增大，影響流域的整體水容量。水資源自我凈化的能力較差，在修復(fù)水環(huán)境時應(yīng)以水動力作為出發(fā)點設(shè)計修復(fù)方案，優(yōu)化水體的流動性，提高水體流動的速度，促使水體自我凈化能力的提升。

③曝氣增氧技術(shù)。受污染流域和腐臭河道基本呈現(xiàn)一個顯著的特點，即水質(zhì)溶解氧含量很低，流域缺氧促使流域內(nèi)的厭氧水生物獲得良好的生長發(fā)育環(huán)境，流域內(nèi)的有機物受到厭氧水生物的影響，發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量甲烷，促使水體發(fā)出臭味。

④復(fù)合微生物修復(fù)技術(shù)。流域遇到一定規(guī)模的外部污染物流入后，其自身的修復(fù)能力可以將這部分污染物降解、修復(fù)，但黑臭流域無法實現(xiàn)自我修復(fù)功能，因為其污染物的負荷過大，超出流域的正常承載范圍，促使流域的生態(tài)平衡被打破。恢復(fù)流域的自我修復(fù)能力時，應(yīng)對流域內(nèi)的微生物環(huán)境進行修復(fù)。可以直接在流域中補充大量的有益微生物，清理流域底部的污染物，提高流域的水質(zhì)質(zhì)量，強化微生態(tài)環(huán)境的修復(fù)能力，形成穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)[1]。

⑤多源補水。河道為雨源型河流，枯水期缺乏維持自凈所需的生態(tài)基流。寶安區(qū)利用城市再生水（污水處理站尾水）、清潔地表水、海綿系統(tǒng)凈化的雨水，對河道進行生態(tài)補水，增加水體的流量，促進河水的流動和污染物的稀釋、擴散與分解，實現(xiàn)活水保質(zhì)。

（2）活水補水技術(shù)。

可以借助水利設(shè)備增強水動力，有效地降低流域內(nèi)污染物的濃度，提升水體流動的速度，加快水體內(nèi)污染物的降解速度，間接實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。在下游流域交匯處構(gòu)建溢流堰，促使上下游水位保持較大的差異，配備泵站從其他水源調(diào)水。在提高水體自凈能力的同時，形成一個循環(huán)流動的水環(huán)境。

（3）排水口整治方案。

①流域排水口部位的治理。流域沿線的截污管可以在雨污分流尚未完全實施的背景下，發(fā)揮出巨大效能。但流域沿線的截污管設(shè)置了諸多截流井，多雨時節(jié)，大規(guī)模的雨水排入污水管網(wǎng)內(nèi)，使污水處理廠呈現(xiàn)溢流現(xiàn)象。

截流倍數(shù)較大的沿河截污管的管徑較大，利用管道容積作為調(diào)蓄空間，雨季接納初雨，旱季釋放至市政污水管；對常規(guī)截流倍數(shù)的沿河截污管，利用該管道，在末端增設(shè)調(diào)蓄、溢流、限流設(shè)施；針對附近沒有市政污水管，但又承擔片區(qū)污水收集的沿河截污管，將原有截流井封堵或改造為棄流井，增設(shè)限流措施，將該段管改為市政污水管。

②暗渠箱涵排水口整治方案。針對分流模式下的污水直排口，根據(jù)正本清源的實際情況分析，直接在陸地將污水排放至污水管網(wǎng)中；針對分流制雨水直排口，結(jié)合實際情況，在部分污染比較嚴重的排水口部位設(shè)置調(diào)蓄池或是棄流井；針對分流雨水、污水混合直排口，在經(jīng)過正本清源處理以后，在排水口部位設(shè)置調(diào)蓄池或是棄流井；針對雨水、污水混合截流排水口，直接將截流裝置改造為棄流井，或額外設(shè)置調(diào)蓄池。

4 結(jié)果與分析

在項目施工之前開始對水質(zhì)進行檢測，一直持續(xù)至施工結(jié)束，共進行17次水質(zhì)檢測。該項目的治理活動完全竣工以后，水質(zhì)檢測的各項檢測指標均獲得了一定程度的改善，這與流域內(nèi)投放營養(yǎng)物存在緊密的關(guān)聯(lián)。項目結(jié)束后，隨著時間不斷延長，各種指標呈現(xiàn)下降趨勢。經(jīng)過2個月，各項水質(zhì)指標處于地表V類水標準。結(jié)合實際情況分析，后期檢測的數(shù)據(jù)指標存在一定的波動性，但均保持在地表V類水標準范圍以內(nèi)，表明該流域內(nèi)已經(jīng)有效構(gòu)建出了一個完善的水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)。

治理河道總磷（TP）濃度的變化趨勢如圖1所示。

圖1 治理河道總磷（TP）濃度的變化趨勢

治理河道COD濃度的變化趨勢如圖2所示。

圖2 治理河道COD濃度的變化趨勢

5 結(jié)語

在水環(huán)境修復(fù)建設(shè)工程中運用綜合治理技術(shù)具備理想化的治理效果，可以實現(xiàn)對水環(huán)境的高效修復(fù)。為了進一步提升綜合治理技術(shù)的實際效能，相關(guān)部門應(yīng)加強對專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，強化各部門、單位之間的交流與協(xié)調(diào)，提升水環(huán)境修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用價值。結(jié)合生態(tài)水環(huán)境治理的目標，構(gòu)建完善的水環(huán)境治理技術(shù)體系，應(yīng)結(jié)合水環(huán)境、水資源、生態(tài)水環(huán)境多個層面編制治理方案。經(jīng)過時間論證后發(fā)現(xiàn)，綜合治理技術(shù)對提高水環(huán)境的生態(tài)功能及景觀效果具有巨大的促進作用。