伊通河中段水环境综合整治工程案例分析

http://www.water.hc360.com2018年03月26日10:26 来源:给水排水T|T

    慧聪水工业网 1、项目背景及治理目标

    伊通河是长春的母亲河,长春市城区河段(新立城水库坝下段至万宝拦河闸)自然长度约47.137km,中段河道(四化闸至南绕城段,图1)长度约15.88km,河道平均宽度140m,最窄处110m,中段河道平均坡度约为0.5‰,平均水深约为2.5m,水体总容量约为630万m3。自1986年以来,长春市对伊通河进行了多次整治,基本完成了城区段河道的绿化和防洪建设。上游的新立城水库建成后,伊通河失去了稳定的源水补给,已成为承载天然降雨和城市排水的主要通道,水体污染、河道淤积、水生态功能丧失,伊通河中段成为了黑臭水体。

伊通河

    为此,长春市对污染严重的伊通河水体提出了水质断面整治计划,明确治理目标,加大综合治理力度,全面推进治水提质攻坚战。按照《吉林省水污染防治目标责任书》的要求,伊通河水体在2020年达到Ⅴ类标准(氨氮<2.0mg/L,TP≤0.4mg/L,COD≤40mg/L,溶解氧>3.0~5.0mg/L)。

    2、水污染状况及成因分析

    伊通河流域中段水体污染严重,COD、氨氮、TP等指标远超过地表水Ⅴ类限值标准,属于黑臭水体。生态基流严重不足,上游东南污水厂为其唯一稳定补水水源,现状补水量约为6.1万吨/天,河道水动力差,且补水水质不能满足目标要求;水生态系统严重退化,水体基本丧失自净能力。

    导致伊通河水体成为黑臭水体的原因主要有:

    (1)点源污染:截污干管系统虽已建成,个别吐口旱季仍有污水进入河道;吐口闸门不能满足污染控制要求,雨停后未及时关闭,污水直排入河。

    (2)面源污染:合流溢流污染控制尚未展开,合流溢流污水是水质恶化的最主要因素,且分流制区域亦存在初期雨水污染。

    (3)内源污染:河道底泥未按照生态标准清淤,底泥内源污染加重污染趋势。

    (4)生态水量过低:水体体积过大,补水量过小,水动力差,换水周期长,污染产生叠加效应。

    (5)自净能力丧失:生态系统退化严重,无生态保持、恢复能力。

伊通河

    3、总体思路及技术路线

    流域综合治理技术路线的选择应遵循“适用性、综合性、经济性、长效性和安全性”等原则,结合伊通河流域中段的实际情况,本工程以“控源截污、内源治理、活水补给、生态修复”为综合整治技术路线,其中控源截污及内源治理是其他工作的前提和基础,各项具体内容如下:

    控源截污:针对伊通河流域中段的具体情况,一是确保旱季污水全部截留,控制合流溢流污染;二是对面源污染进行整治。

    内源治理:伊通河中段底泥污染严重,需采取环保清淤及底泥原位改良措施。

    活水补给:伊通河中段水体流动性差,需增加生态补水量,有效提高水体流动性。

    生态修复:在完成控源截污及内源治理的前提下,通过生态系统的恢复与系统构建,持续去除水体污染物,改善生态环境,保持水体水质。

伊通河

伊通河

    4、总体方案

    4.1点源污染治理方案

    点源截污工程主要内容为,一是在鲢鱼沟上游临河街开展截污工程;二是伊通河中段沿伊通河东岸从卫星路至自由大路敷设d1200-d2000的截污干管,总长约4km,彻底完成对鲢鱼沟的截污,从而实现旱季点源污染的全面收集处理,目前伊通河中段截污系统已基本建成运行。

    4.2合流制溢流污染治理方案

    暴雨条件下,合流制排水系统内的流量超过截留流量时,超过部分的雨污混合污水将直接排入受纳水体,被称为合流制管道溢流。综合国内外对合流制管道溢流的处理进展来看,目前对其污染的治理对策主要有源头治理和末端治理两项措施。对于伊通河中段而言,水体流动性差,并结合长春市伊通河中段基本为老城区,合流制难以改造的情况,确定本项目对合流溢流污染采取调蓄为主,建设11处调蓄池控制面源污染。

    4.3分流制区域面源治理方案

    在分流制区域进行面源污染控制,采取LID措施,通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种措施组合,解决分流制区域面源污染的问题。分流制面源污染控制工程为伊通河中段水生态工程中的一部分,需要满足进入伊通河水质及水量要求。

    4.4内源治理方案

    伊通河中段河道内底泥现状污染严重,部分区域出现泥斑上浮、发黑发臭现象。根据伊通河中段流域底泥污染现状,采取的处理措施为:污染淤泥清除+覆盖+微生物原位修复,清淤可以有效削减重污染区域底泥污染,并经黏土覆盖后可有效阻断深层污染物向水体释放,对于轻污染区采用原位底泥改良工程可很好减轻底泥污染释放,投资适中,综合效果好。

    4.5活水补给方案

    考虑到伊通河现状水源以城市污水处理厂退水、入河污水和雨水为主,以及流域气候偏干旱的情况,本工程补水方案为沿岸新建3处和提升改造1处污水厂进行生态补水。该方案优点是水质水量稳定,既满足补水需求以及再生水利用规划布局,又能结合污水收集处理系统提高污染物消减能力。

    4.6生态修复方案

    伊通河中段水环境改善及水生态修复工程是一个整体性和系统性的工程,其中水生态修复措施是伊通河水体水质长效保持的有效手段,生态修复措施主要控制入河的污染物量,抑制藻类爆发,净化水体,防止水华现象,维持伊通河河道内水质,改善水环境,修复河道水生态系统。该方案设计旁侧循环接触氧化、氧化塘、人工湿地工程,共计13处,持续削减入河的污染物质,改善水体环境。

生态修复方案

    (1)旁侧循环接触氧化工程主要利用河滩地内现状河塘,将伊通河和水塘连通起来,在水塘内布置浮动湿地、人工水草、沉水植物、曝气充氧(曝气装置与浮动湿地相对固定)等措施,河水与塘内措施充分接触,去除水体中有机物、氮、磷等污染物质,使出水长期保持在地表水,达到净化水体,生态修复的目的。工艺流程图如下:

生态修复方案

    (2)氧化塘又叫稳定塘或生物塘,是经过人工适当修整的土地,设围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物使污水得到净化的一种污水生物处理技术。污水在塘内缓慢的流动、较长时间的贮留,通过在污水中存活的微生物的代谢活动和包括水生植物在内的多种生物的综合作用,使有机污染降解,污水得到净化。工艺流程如下:

生态修复方案

    (3)人工湿地系统包括塘系统单元、潜流湿地单元、表流湿地单元,伊通河河水通过泵提升到塘中进行缓冲沉淀去掉颗粒物,然后进入潜流湿地单元部分,通过潜流湿地中的基质填料作用以及芦苇等植物的吸收等作用净化水体,潜流湿地处理后的污水进入表流人工湿地中,通过湿地植物根系吸收去除污染物,同时还可打造湿地的水面景观。

生态修复方案

    从工程应用的角度,旁侧循环接触工艺、塘系统处理工艺与人工湿地可分别单独运用,也可结合工艺特点,相互组结合应用。工艺设计时,宜根据工程特点灵活配置。

    5、结论及建议

    综合治理方案中每个措施的控制作用具有互补性、时序性及针对性。调蓄池主要针对合流制溢流污染控制;旁侧循环接触氧化及人工湿地系统,全时段净化河道水质;底泥改良针对底泥污染总量控制和释放控制;排口针对超标雨水入河前的污染物和漂浮物控制;海绵城市建设针对分流制区域的初期雨水控制及雨水资源化利用。

    城市水系统综合解决方案的制定,涉及到市政工程、海绵城市、生态工程、景观工程、平台构建等专业领域,因此需要多专业的优势资源整合,实现系统解决问题。需要建立创新的平台模式,整合各专业团队资源,构建多领域的水系统工程,真正做到综合解决城市建设过程中带来的水系统问题。

    

责任编辑:童志威

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