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        生態(tài)修復(fù)技術(shù)在界河流域治理中的應(yīng)用

        2021-04-21 14:04:18趙晨光趙英東
        山東水利 2021年3期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)污染植物

        趙晨光,趙英東,張 哲

        (1.臨沂市水利勘測設(shè)計院,山東 臨沂276000;2.招遠市水務(wù)局,山東 招遠265400)

        界河發(fā)源于招遠市鐵夼山南麓,流經(jīng)招遠、龍口兩市匯入渤海,為招遠、龍口兩市的分界河流故得名界河。界河干流長度45 km,流域面積589.8 km2,占招遠市全市總流域面積的42.7%,為招遠市境內(nèi)第一大河。

        近年來,隨著工農(nóng)業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和市區(qū)人口不斷增加,污水排放量激增。據(jù)不完全統(tǒng)計,招遠市區(qū)和市區(qū)流域以上廠礦日排污水總量已近8萬t。加之近些年招遠市降水量偏少,界河流域自然徑流量大幅減少,河道污染越來越重,生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞。界河流域綜合治理工程根據(jù)流域特點和河道面污染現(xiàn)狀采用生態(tài)修復(fù)技術(shù)新思路,提出上游建設(shè)人工濕地系統(tǒng),中游建設(shè)滯留塘——底壩攔蓄凈化系統(tǒng),下游采取底泥原位置換+生態(tài)護坡三種措施。

        1 人工濕地系統(tǒng)

        人工濕地是指在靠近河道適當(dāng)?shù)奈恢?,?jīng)過人工建設(shè)而非自然形成的,類似天然沼澤地的區(qū)域。其特點是投資少,后期運行維護費用底,處理效果明顯,能有效降低COD、BOD含量,尤其是大幅度降低TN、SS指標(biāo),缺點是占地較多。人工濕地系統(tǒng)特別適用于土地指標(biāo)不太緊張的中小城市及農(nóng)村地區(qū)。

        工程設(shè)計在上游(城區(qū)污水處理廠排水口以上,設(shè)計樁號21+140~22+960)范圍,主河道兩側(cè)新建長1 820 m、寬440~670 m,面積104.5 hm2的人工濕地公園,種植蘆葦、香蒲、菖蒲、垂柳等當(dāng)?shù)厣罡邓参?,改善水流狀態(tài),恢復(fù)河流蜿蜒曲折的自然狀態(tài);新建親水步道5 800 m,步道兩側(cè)栽種各種花卉、灌木和草坪。主河道行洪能力為5年一遇,高于該防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水,經(jīng)河漫灘、人工濕地減速、滯留后下泄至下游主河道,水中污泥沉淀后作為植物的土壤,為其提供生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),有機物質(zhì)、厭氧細(xì)菌和部分重金屬離子等污染物經(jīng)蘆葦?shù)戎参锔档奈健⑦^濾,分解、吸收,達到初步凈化水環(huán)境,改善水質(zhì)的目的。

        2 底壩攔蓄凈化系統(tǒng)

        滯留塘,也叫穩(wěn)定塘或氧化塘,是指利用河道或灘地修建人工堤壩,形成具有一定庫容的塘壩,塘壩內(nèi)種植水生植物或者放養(yǎng)微生物,達到處理污水,改善水質(zhì),減少污染的目的。特點是結(jié)構(gòu)簡單,利用河道水面不占用耕地,運行維護費用低,通過投養(yǎng)適量微生物,能有效降低TP指標(biāo),缺點是處理效果與水溫、氣溫影響較大,尤其是冬季氣溫較低或設(shè)計水深太深,噬菌微生物死亡后,容易造成二次污染。河流滯留塘技術(shù)相對易于實施,管理簡單,比較適合于河灘寬闊的小型河流污染治理和修復(fù)。

        工程設(shè)計在中游(設(shè)計樁號16+390~21+140)4 750 m范圍,建設(shè)11座高出河底0.7 m的溢流壩,壩內(nèi)清除原河道內(nèi)河卵石和沙土,換填深0.5 m種植土,種植睡蓮、荷花、水蔥、金魚藻等根莖發(fā)達的挺水性和沉水性植物。

        設(shè)計流量:Q=0.579 m3/s;水力負(fù)荷:q=0.096 m3/(m2·d)。污染負(fù)荷見表1。

        表1 污染負(fù)荷表kg/d

        設(shè)計參數(shù):COD去除負(fù)荷:0.480 g/(m2·d);NH3-N去除負(fù)荷:0.096 g/(m2·d)

        2.1 溢流壩工程設(shè)計

        設(shè)計11道溢流壩,總長度1 155 m。其中,新建漿砌石重力式溢流壩5座,總長度518.5 m,新建混凝土重力式溢流壩3座,總長度296 m,新建混凝土連拱溢流壩1座,總長度95 m,新建漿砌石連拱溢流壩2座,總長度245.5 m。

        進水口與污水處理廠出水口連接,出水口為各溢流壩的溢流段,高程比壩頂?shù)?.1 m,根據(jù)河道比降,調(diào)整每座溢流壩壩后水位不低于0.3 m。

        2.2 水生植物的選擇原則

        1)因地制宜的原則。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥李愋秃臀鬯|(zhì)等條件,選擇適合當(dāng)?shù)厣车闹参铮⑹谷ノ勰芰Ω叩闹参镎加幸欢〝?shù)量。

        2)經(jīng)濟效益的原則。選擇綜合利用價值高的水生植物。

        3)生物多樣性的原則。充分利用本地植物資源,盡可能多的應(yīng)用鄉(xiāng)土植物,以確保生物多樣性的恢復(fù),同時確保有充足的植物種源。

        4)景觀協(xié)調(diào)的原則。在進行水質(zhì)凈化的同時,提升河道及周邊地區(qū)景觀效果。

        經(jīng)考察比較確定選用水生植物及配置工藝參數(shù)見表2。

        表2 水生植物及配置工藝參數(shù)設(shè)計一覽表

        3 底泥原位置換+生態(tài)護坡

        底泥原位置換是指針對河道重金屬污染較重,污染物下沉集結(jié)至河沙空隙或附著在沙粒表面,采用人工方法將污染的河沙外運至指定場地,進行專業(yè)清洗,清除沙粒表面的重金屬污染物后回填回原位置的方法。該方法優(yōu)點是見效快,除污較徹底,缺點是工程量較大,工藝繁瑣,如控制不好易造成次生污染。

        生態(tài)護坡是利用新材料、新工藝及適合當(dāng)?shù)厣车闹参飳Φ虊纹旅孢M行保護的技術(shù),其特點是突出生態(tài)特性,運用透水性、透氣性建筑材料,在滿足強度、抗沖刷的前提下,增加河道水力橫向連通與水體交換,坡面進行草皮護坡。

        工程設(shè)計在設(shè)計樁號8+488~14+426(分期實施,其余為二期)范圍,治理河段長5 938 m,處理規(guī)模為14.5萬m3。工程按照工作場所分為河道作業(yè)區(qū)和岸上作業(yè)區(qū)。按照施工順序分為河道雜物清理清理→底泥疏?!啄嗪Y分(含河沙淋洗)→泥漿脫水減容→尾水處理→臨時場地恢復(fù)。

        底泥疏浚采用工程干法疏浚,底泥篩分采用滾筒洗石機、螺旋洗砂機和多級自控篩分系統(tǒng),采用直接淋洗的方法對分選后的重金屬仍然超標(biāo)的物料進行處理,經(jīng)分離后的泥漿采用離心脫水機進行脫水減容,脫水后的泥漿投加穩(wěn)定劑、固化劑進行穩(wěn)定化、固化工藝處理,底泥脫水上清液采用重金屬捕集+強化絮凝工藝方法,最后對臨時場地采用景觀綠化與生態(tài)修復(fù)。

        一級河堤采用C25透水混凝土重力式擋土墻,高0.8 m,主河道滿足河道10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),高于該防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水可通過灘地行洪,灘地和二級河堤栽種根系發(fā)達、抗旱耐澇的當(dāng)?shù)刂参锝Y(jié)縷草。

        4 結(jié)語

        項目于2017年12月底建成運行以來,除污效果良好,河道水質(zhì)明顯改善,水生態(tài)環(huán)境顯著提高,各項指標(biāo)達到了設(shè)計要求,省環(huán)保部門常年觀測水質(zhì)達到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

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