山东省某市水系治理工程设计

杨舟

摘 要：山东省某市水系治理工程设计20万m3/d，该工程系水系治理，将原有劣V类水质处理后达到地表水V水质。治理工程充分利用周边可用盐碱地，利用湿地作为主要处理单元。从2016年3-2017年2月的运行数据来看，处理效果良好，水系出水水质稳定达到地表水V水质标准。介绍了处理工艺、主要构筑物设计参数及设计经验。

关键词：水系治理；湿地；地表水V水质

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.237

1 工程背景

该水系位于山东省东北部地区，包含溢洪河及其主要支流六干排、东营河流域河水，设计处理规模为400000m3/d。目前，溢洪河中、上游排污点较多且类型复杂，较多的直排和不达标污水进入河道，致使溢洪河流域水体污染较为严重，部分污染物质严重超标，水体质量较差，河道自净能力明显降低。溢洪河主要污染源为河道两岸排放的生活污水及工业废水，COD、氨氮等检出值较高，COD、氨氮为主要的污染物质，属有机污染。现有污水处理厂2座，溢洪河干流沿线东兴污水处理厂、东城北污水处理厂的处理标准为一级A（COD≤50mg/L，氨氮≤5～8mg/L），实际运行排水不能达到Ⅴ类水质标准（COD≤40mg/L，氨氮≤2mg/L）。

随着国家及政府对环境的重视，根据山东省省控河道水质要求和《2015年东营市水气污染整治专项行动实施方案》：2015年治理河道水质全面达到《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质，水体环境质量明显改善，消除恶臭水体。要求溢洪河水质在2015年达到Ⅴ类水质要求。

2 设计方案

2.1 工程规模的确定

溢洪河湿地主要位于溢洪河的下游，其进入湿地的污水主要来自排入溢洪河的污水，而在溢洪河的两岸主要有6处污水处理厂的污水间接或直接排入溢洪河，同时还有部分未辐射污水管网区域的污水及部分雨水排入溢洪河，因此溢洪河湿地的水量主要分以下三部分组成：污水处理厂收集区域及规划处理水量23万m?/d；未敷设污水管网区域的污水量3.04万m?/d；排入溢洪河的部分雨水量13.15万m3/d。

综上所述，排入溢洪河湿地的总污水量为39.19万m3/d工程设计规模按40万m3/d设计。

2.2 工艺流程设计

针对目前河道的现状，本工程采用“外源减排+内源治理+河道生态构建+溢洪河湿地+监控运营+广北水库引水”的基本技术路线；

溢洪河湿地工艺流程为：溢洪河水—前处理塘—提升泵站—潜流湿地—表流湿地—溢洪河。通过修复河道周边的围挡与护坡、在河道内建设生态植物带的方式提高河道污染物的去除能力，除此以外，修建拦水坝等构筑物提升河道的水位，增加河道湿地水力的停留时间，进而提高污染物去除率。基于上述方式，恢复河道的自净能力。

2.3 壅水构筑物工艺选择

在溢洪河、六干排和东营河三条河流上构筑壅水建筑物，用于河水的截留导蓄。在河道内形成一定的容积，提高污染河水在河道内的水力停留时间。根据目前应用较多的壅水构筑物形式，本工程比选橡胶坝和钢坝两种结构形式。

橡胶坝由进口引渠段、橡胶坝段、消力池段、海漫段及控制室段五部分组成。引渠段采用干砌石护底结构，护岸采用浆砌石挡土墙结构。橡胶坝段由底板、岸墙、坝袋与锚固结构、冲排水系统等组成。堰体底板与岸墙整体连接采用钢筋砼U型槽结构。坝段下钢筋砼结构的矩形消力池。在消力池下游设海漫段，采用干砌石结构，海漫末端设防冲槽。控制室为钢筋砼结构，分为吸水池、水泵室和控制室。

钢坝由进口河道干砌石护砌段、钢筋砼铺盖段、闸室段、消力池段、干砌石海漫段和尾水渠等部分组成。进口段、海漫段结构形式和橡胶坝结构类似。闸门迎水面以钢臂铰接于闸底板上，背水面铰结于液压结构。闸门启闭由控制室液压系统操作。

在非汛期可以在河道里蓄水，河水由钢坝顶部溢流至下游，对水体进行充氧。汛期钢坝打开泄洪。

2.4 湿地部分设计

溢洪河湿地设计包含前处理塘、潜流湿地、表流湿地三大部分。通过在六干排和东营河构筑壅水建筑物，河道增氧以及构建生态植物带等措施，构建河道式污水处理厂，提高河道自净能力，长效保持城市水体水质。

在东营河、六干排上设置壅水构筑物，形成缓冲净化区，同时利用壅水构筑物跌水对河道充氧。每个壅水构筑物处的出水水质控制在COD≤50mg/l以下。水质恶劣时，开闸集中排污。

在河道内设置增氧装置，布置表面增氧装置及喷泉式曝气，对水体搅拌及富氧，改善水体厌氧環境，促进水体好氧净化，并加大区域水体流动性，抑制恶臭。

构建生态植物带，通过生态系统的恢复与系统构建，持续去除水体污染物，改善生态环境和景观。

通过以上措施，构建河道式污水处理厂，提高河道自净能力，长效保持城市水体水质。

溢洪河湿地进水量按照20万m3/d设计，其出水与溢洪河未处理污水20万m3/d混合后稳定达标。溢洪河流域水质水量控制目标如下：稳定塘进水COD50 mg/L氨氮2.5 mg/L出水COD47.5氨氮2.4mg/L去除率均为5%；潜流湿地进水COD47.5mg/L氨氮2.4 mg/L出水COD23.5mg/L氨氮1.4 mg/L去除率分别为50%、40%；表流湿地COD40mg/L氨氮2mg/L出水COD26mg/L氨氮1.7 mg/L去除率分别为35%、10%。

3 工程运行情况

该工程竣工后，通过环保部门验收，通过检测数据，可见，运行逐步稳定，达到预期效果。

4 结论

选用湿地作为河道治理的一种手段，是可以使出水达到稳定达标的；系统的生态环境良好，有良好的经济效益与环境效益。结合湿地工艺，排放水质符合地表水V水质；该工程占地面积大，湿地工程适用于周边有大量可利用土地的项目中。

参考文献：

[1]赖长邈.多级人工湿地结构设计及其水力特征研究[D].成都理工大学硕士学位论文，2014（06）.

[2]刘玉玉.河流系统结构与功能耦合修复研究[J].大连理工大学，2014（06）.

[3]柳青.肖太后河水环境治理的生态水工学应用[J].清华大学，2015（05）.