肖瀟，紀(jì)智慧

（湖南新九方科技有限公司，湖南株洲 412007）

近年來，我國飲用水水源地環(huán)境保護(hù)工作取得積極進(jìn)展，但保護(hù)形勢依然嚴(yán)峻，一些地區(qū)飲用水水源保護(hù)區(qū)劃定不清、邊界不明、違法問題多見，環(huán)境風(fēng)險隱患突出。2018年，我國全面部署開展飲用水水源地環(huán)境問題清理整治工作，并由生態(tài)環(huán)境部組織開展全國集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)第一輪專項督查，派駐湖南14個專項督查組，對湖南省市、縣兩級集中式飲用水水源地整治開展督查工作[1]。

督查組在湖南湘潭某飲用水水源保護(hù)區(qū)督查時，針對排查出的問題，開出了突出問題交辦單。為確?？茖W(xué)、合理地解決實際存在的問題，綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素、項目的可實施性和土地可利用情況，地方政府積極組織開展本次飲用水水源保護(hù)區(qū)環(huán)境整治工程，保障飲用水水源地的水質(zhì)安全。工程自2018年9月開始施工，2018年12月竣工。

1 主要污染情況分析

1.1 一級保護(hù)區(qū)陸域環(huán)境問題

1.1.1 居民生活污染

一級保護(hù)區(qū)陸域共有19戶居民，在飲用水水源保護(hù)區(qū)陸域劃定前就已存在。居民生活污水未經(jīng)集中收集、處置，而是直接排放至一級保護(hù)區(qū)水域，年排水量約為2 920 t，COD年排放量約為1.664 t，氨氮年排放量約為0.039 4 t。農(nóng)村生活垃圾以簡單堆放為主，經(jīng)雨水沖刷易對飲用水水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。

1.1.2 養(yǎng)豬場退養(yǎng)遺留廢棄物污染

一級保護(hù)區(qū)內(nèi)養(yǎng)豬場于2015年依法關(guān)閉，現(xiàn)場遺留部分養(yǎng)殖廢棄物和殘余畜禽糞水需要清理處置。

1.2 一、二級保護(hù)區(qū)排口流域農(nóng)業(yè)面源污染

本工程范圍內(nèi)，飲用水水源一級、二級保護(hù)區(qū)河流兩側(cè)沿程的排水口共計十余個，其中較大型的排水口為位于一級保護(hù)區(qū)內(nèi)的A排口以及位于二級保護(hù)區(qū)的B排口，其余為規(guī)模較小的自然排口。排口涉及的流域內(nèi)，農(nóng)業(yè)面源污染是水質(zhì)主要影響因素。

A排口位于取水口上游約830 m，排口控制1#流域面積約2.0 km2，居民474戶，約1 820人。B排口位于取水口上游約1 200 m，控制2#流域面積約1.5 km2，居民466戶，約1 630人。1#流域、2#流域的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)均以水稻為主，農(nóng)業(yè)施肥以傳統(tǒng)氮、磷肥為主，較少使用有機(jī)肥；無規(guī)?；B(yǎng)殖，以散養(yǎng)為主；村民生活、居住以旱廁為主，其余生活污水直接排放，就近排入溪溝。對A、B排口及所控制1#和2#流域的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如表1所示。

表1 取水口上游排口水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

2 技術(shù)路線

本工程對一級保護(hù)區(qū)居民生活污染、養(yǎng)豬場遺留廢棄物進(jìn)行綜合整治。A、B排口位于飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，對飲用水水源地水質(zhì)安全有較大的潛在威脅，應(yīng)采取有效措施管控流域內(nèi)各項污染物的產(chǎn)生量和排污量。1#流域、2#流域是水源地規(guī)范化建設(shè)的重點(diǎn)減排、控污流域。項目總體技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線圖

3 治理目標(biāo)

（1）一級保護(hù)區(qū)陸域居民的生活污水經(jīng)處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）一級標(biāo)準(zhǔn)[2]，總磷、總氮達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)[3]。

（2）A排口流域上游居民的生活污水經(jīng)處理后達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。

（3）A排口、B排口出水水質(zhì)平水期達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[4]。

（4）主要污染物減排目標(biāo)：1#小流域（A排口）總磷、總氮削減量分別為0.3 t/a、3.3 t/a；2#小流域（B排口）總磷、總氮削減量分別為0.2 t/a、2.0 t/a。

4 工程實施

4.1 一級保護(hù)區(qū)污染控制

4.1.1 生活污水治理

一級保護(hù)區(qū)陸域19戶居民的生活污水經(jīng)單戶三格化糞池預(yù)處理后經(jīng)收集管網(wǎng)泵至保護(hù)區(qū)外一體化處理設(shè)施，處理達(dá)標(biāo)后進(jìn)入氧化塘進(jìn)一步生物處理，后排入自然小溪進(jìn)入二級保護(hù)區(qū)下游。

生活污水排水量約8 m3/d，采用A/O工藝地埋式一體化污水處理設(shè)備進(jìn)行處理。新建氧化塘采用生態(tài)塘工藝，有效水深在1.0～1.5 m，在池塘中種植蘆葦、茭白、荷花、菖蒲等水生植物，提高污水凈化能力。

4.1.2 生活垃圾治理

建立生活垃圾集中收集、處置制度，每戶配套設(shè)置2個垃圾桶，定期由當(dāng)?shù)卣块T統(tǒng)一外運(yùn)至保護(hù)區(qū)外進(jìn)行處理。

4.1.3 遺留畜禽廢棄物資源化利用

養(yǎng)豬場遺留畜禽廢棄物約300 t，轉(zhuǎn)運(yùn)至附近的有機(jī)肥廠資源化利用。

4.2 重點(diǎn)區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染控制

4.2.1 生活污水治理

A排口控制1#流域面積內(nèi)農(nóng)村居民有兩個集中連片區(qū)域，其中X區(qū)域約有居民200戶，Y區(qū)域約有70戶。針對兩個區(qū)域內(nèi)的生活污水分別采取集中收集處理方式，采用A/O+MBR工藝地埋式一體化處理設(shè)備處理達(dá)標(biāo)后排入附近的水塘進(jìn)一步生物處理。X區(qū)域、Y區(qū)域設(shè)計污水處理能力分別為80 m3/d、30 m3/d。

4.2.2 農(nóng)業(yè)面源污染控制

（1）生態(tài)岸坡

在A排口上游1.235 km內(nèi)主要渠道兩側(cè)建設(shè)生態(tài)岸坡。根據(jù)渠道現(xiàn)狀，起點(diǎn)渠道寬度約6 m，終點(diǎn)寬度約13 m，平均寬度約10 m，平均深度約1.5 m。采用正六邊形空心磚半硬化岸坡，空心磚內(nèi)填筑種植土后植草（或水生植物）護(hù)坡。

在B排口上游1.020 km內(nèi)主要渠道兩側(cè)建設(shè)生態(tài)岸坡。根據(jù)渠道現(xiàn)狀，起點(diǎn)渠道寬度約12 m，終點(diǎn)寬度約20 m，平均寬度約16 m，平均深度約1.5 m。采用生態(tài)袋岸坡技術(shù)，生態(tài)袋擋墻護(hù)岸工程分為坡面修整、生態(tài)袋填充、生態(tài)袋擋墻（護(hù)坡）壘砌、植被種植等4個工序，工藝設(shè)計簡便、勞動強(qiáng)度低且易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施工[5]。

（2）溪流跌坎

在A排口、B排口上游主要渠道內(nèi)分別建設(shè)3處跌坎跳石，以減緩溪溝流速，增加水生植物吸收溪溝營養(yǎng)物的時間。跌水設(shè)施水位落差為20 cm，主要由片石砌筑而成。

（3）生態(tài)田埂

在A排口上游溪溝兩側(cè)周邊農(nóng)田設(shè)置長度約2 470 m的生態(tài)田埂，由現(xiàn)有田埂改造而成。生態(tài)田埂內(nèi)部填料（沸石、礫石）可對進(jìn)入渠道的農(nóng)田灌溉水進(jìn)行吸附過濾，凈化水質(zhì)；兩側(cè)栽種黑麥草、蠅翼草等形成隔離帶，在發(fā)生地表徑流時可有效阻截氮磷養(yǎng)分損失和控制殘留農(nóng)藥向水體遷移。

（4）人工濕地

為進(jìn)一步凈化溪溝水質(zhì)，在A排口前建設(shè)人工濕地2.83 hm2，在B排口前建設(shè)人工濕地1.02 hm2，通過現(xiàn)有湖塘濕地改造而成。人工濕地的設(shè)計參考《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2005—2010)[6]，選用小型水平潛流型+表面流復(fù)合型人工濕地，由3級表流濕地、3處小型水平潛流填料帶和1處沉淀區(qū)組成，水力負(fù)荷取值0.5 m3/（m2·d），水力坡降0.1%。人工濕地采用重力流的布水方式，以保證排水順暢，節(jié)省能源。

如圖2所示，濕地系統(tǒng)包括水收集沉降區(qū)和水凈化植被過濾區(qū)兩個部分：前段入口收集沉降區(qū)占濕地總面積8%，水深一般為1.00～1.52 m；水凈化植被過濾區(qū)占濕地總面積90%，水深0.4～0.6 m。水平潛流人工濕地填料帶長度約360 m，采用石灰石和沸石基質(zhì)；表面流人工濕地內(nèi)設(shè)置2處跌水，補(bǔ)充充氧曝氣。本工程人工濕地水生植物優(yōu)勢物種選擇狐尾藻、輪葉黑藻等沉水植物以及花葉蘆荻等挺水植物，這些植物有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，既能抗干旱又能耐濕，而且還具有抗病和抗蟲的能力[7-8]。濕地周邊采用松木樁護(hù)坡，岸坡與松木樁之間填充袋裝石灰石填料。

圖2 人工濕地填料區(qū)大樣圖

5 環(huán)境整治效果

如表2所示，一級保護(hù)區(qū)陸域19戶居民生活污水經(jīng)處理后，總氮、總磷去除率分別為66%、76%，符合規(guī)劃要求。

表2 一級保護(hù)區(qū)污染物去除率

A排口1#流域經(jīng)水處理后，相對流域整體排污量，總氮、總磷去除率分別為31%、56%，總氮、總磷削減量分別為3.62 t/a、0.45 t/a，符合規(guī)劃要求。1#流域各級處理削減效果如表3所示，生活污水處理和人工濕地的貢獻(xiàn)最大，削減量分別占比81%和91%。

表3 1#流域各級水處理措施相對削減量

B排口2#流域經(jīng)水處理后，相對流域整體排污量，總氮、總磷去除率分別為20%、34%，總氮、總磷削減量分別為2.12 t/a、0.25 t/a，符合規(guī)劃要求。2#流域各級處理削減效果如表4所示，人工濕地的削減量分別77%和88%，貢獻(xiàn)較大。

表4 2#流域各級水處理措施相對總削減量比值

6 后期運(yùn)行管理

工程竣工后，對人工濕地、氧化塘等進(jìn)行定期維護(hù)管理。對跌水充氧壩進(jìn)行周期性檢查，防止壩體開裂或沉降；定期對沉降池清淤（沉積物），防止?jié)竦囟氯?，對于出現(xiàn)填料堵塞的人工濕地，宜按間歇方式運(yùn)行，必要時可以取出部分填料進(jìn)行清洗；定期對濕地植物進(jìn)行補(bǔ)種、除草、收割等，以便濕地能夠穩(wěn)定運(yùn)行；對氧化塘進(jìn)行周期性檢查、清淤和植物管理，保證進(jìn)、出水口通暢。

7 結(jié)論

本工程以保證飲用水水源地一、二級保護(hù)區(qū)為核心，對湖南湘潭某飲用水水源保護(hù)區(qū)開展規(guī)范化建設(shè)和環(huán)境整治，包括農(nóng)村居民生活污水收集治理、居民生活垃圾集中收集轉(zhuǎn)運(yùn)、養(yǎng)殖場退養(yǎng)后遺留廢棄物清理處置、重點(diǎn)流域農(nóng)田面源污染管控，實施生態(tài)岸坡、生態(tài)田埂、溪流跌坎、人工濕地等工程措施。本工程的有效實施，削減了居民生活污染及農(nóng)業(yè)面源污染對飲用水源水質(zhì)的不利影響，保障了湘江流域飲用水水源地水質(zhì)安全。