費縣許家崖水庫水源地生態修復方案分析

吳淑鳳

（臨沂市水利水電工程建設監理中心，山東 臨沂 276001）

1 引言

水資源是重要的資源，水資源短缺將對經濟、社會發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，對城鎮發展、建設影響較大。目前，已有多個地區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的一個重要因素，針對水源地范圍內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，修復生態環境[6-8]。

2 工程概況

費縣許家崖水庫水源地生態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、二級保護區以及準保護區內的保護工程。其中，一級保護區面積為22.20 km2，二級保護區面積為10.64 km2，準保護區面積為443.21 km2。

3 污染源綜合治理工程總體布置

保護區內水體在流經自然村落時，由于接納生活及生產污水會出現局部水質惡化現象。保護區域內自然村落數量眾多，目前沒有完善的污水管網，污水直排造成多處水體黑臭，嚴重影響城鎮衛生與保護區水質，不利于生態與人居環境的可持續發展。因此，項目建設過程中須充分考慮水體環境的保障措施。

對保護區內分布的村莊設置分散式污水處理系統及配套管網，收集處理農村生活污水；沿水庫濱岸帶設置生態攔截帶，截留農業面源污染。

3.1 分散式污水處理系統

因為項目范圍內的村莊較為分散，從布設管網的難易程度和施工建設成本等多方面考慮，該區域不適宜進行集中式污水處理，設計選用分散式污水處理技術。

3.1.1 污水來源

本項目污水主要來自設計范圍內產生的農村生活污水，根據經濟和可行性分析，考慮節約用地等因素，在污水處理系統前設置溢流井，雨季時，超過設計能力的污水直接溢流進入河道內。

根據項目區內村落分布與人口密度統計，設計49 處一體化污水處理站，其中費城街道設計7 處，梁邱鎮設計18 處，石井鎮設計10 處，新莊鎮設計14 處。

根據一般鄉鎮綜合用水指標，該區域用水量指標選取為120 L/（人·d）。按照污水管網鋪設完成，雨污分排改造完成進行設計，污水管道水力計算中城市綜合污水排放系數取0.8。考慮經濟性與可行性，該分散式污水處理系統按統一模塊化設計，設計最大處理水量為500 m3/d。

3.1.2 設計進出水水質

參考國內其他地區農村生活污水水質指標，同時考慮到項目區域經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見表1。

表1 設計進出水水質指標表

考慮到項目區域的水域環境要求與自凈能力，提高設計出水水質指標。設計出水水質按《城鎮污水處理廠排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準要求進行設計。

續表1

3.1.3 工藝比選

根據費縣許家崖水庫水源地保護工程的總體目標，結合工程的投資、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、運行管理以及占地、能耗等情況。結合污染情況，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。考慮到水質情況，采用“調節池+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A/A/O工藝流程框圖

3.1.4 工藝流程

根據進水水質特點及出水水質要求，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回流混合液通過手動閥門調節部分回流到缺氧區，以去除總氮。

本方案處理流程共2個單元：預處理單元和生化處理單元。

預處理單元：包含格柵和調節池各1個。

生化單元：缺氧池1個、好氧池1個、膜池1個、設備間及附屬設備1套。

3.2 生態攔截帶工程

生態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。

圖3 生態攔截帶工程位置示意圖

圖4 生態攔截帶剖面示意圖（單位：m）

3.3 配套污水收集管網工程

污水管網工程按遠期規模進行規劃設計，根據經開區一般鄉鎮綜合用水指標，該區域用水量指標選取為120 L/（人·d）。遠期按照污水管網鋪設完成，雨污分排改造完成進行設計，污水管道水力計算中城市綜合污水排放系數取0.8。

a）設計流量

流量計算公式為：

式中：V為流速，m/s；A為過水斷面面積，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，鋼筋混凝土管為0.014、塑料管0.009。

b）設計最大充滿度

污水管道設計充滿度按非滿流計算。其最大設計充滿度見表3。

表3 污水設計最大充滿度

c）污水管道最小坡度

為防止管道淤堵，污水管道在設計充滿度下流速不應低于0.6 m/s，根據該原則計算該區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 結論

為保護許家崖水庫水源地水質，充分調查污染源分布情況，針對性的采取防護措施。通過方案比選，采用“調節池+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，可結合截污管涵、生態截污帶等工程，保障水源地水質，修復水源地生態環境。