温州市瓯海区排污口整治与河道生态复合处理方法及技术

李又萍

摘要：指出了随着温州地区经济的高速发展，特别是瓯海经济开发区工业和商业的高速发展，带来的隐患就是生产和生活过程中固体废弃物及生活污水的大量排放，但由于环保措施落后，截污纳管滞后，整个瓯海经济开发区工业废水除少量有排入河道外，基本达到截污纳管。但居民生活污水排入河道的现象随处可见。以山垟街道黄屿村内山前河为例，排污口达98处之多，黄屿村内生活污水及沿边少量工业废水沿排污口排入山前河内，山前河黑臭严重。针对温州地区的这种情况，根据多年工程设计经验，进行了深入地分析与探讨，提出了复合处理方法及技术，并在此作了详细地阐述。

关键词：截污纳管；排污口；河道生态治理；黑臭；复合处理方法与技术

中图分类号：TU992.25

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10004903

1 引言

任由排污口污水不断排入河道显然不可取，在现今河道排污口及河道生态治理过程中有多种处理方法及技术，筆者在各种水处理及河道水质修复治理的基础上，根据自身的经验与探索，对温州市瓯海经济开发区河道排污口及生态修复治理作了一整套的复合处理方法及技术总结。

2 排污口截污并管技术

由于瓯海经济开发区普遍存在河道两岸排污口较多，大多位于常水位以上30～80 cm的范围，少数排污口为半水下式，不排除水下存在不可见排污口。排污口现状如图1、2。

排污口截污并管技术：沿河两边各设一根污水总管，标高要低于每边最低排污口的标高。管道安装采用吊支架的方式，管道支架采用DN40镀锌钢管桩打入河岸侧壁的方式。河两边污水分别集中至河道下游排污口最低位置，在河道下游最低位置设集水井及污水提升泵，污水提升泵将污水提升至WS-AO预制玻璃钢曝气生物滤池。

3 排污口WS-AO 一体化玻璃钢生物滤池技术

河道排污口采用排污口截污并管技术后，在下游集

水井内污水经提升进入WS-AO一体化玻璃钢生物滤池，WS-AO一体化玻璃钢生物滤池为预制玻璃钢产品，外加镀锌钢管等防护结构（DN32镀锌钢管+石笼网+级配石英砂填充）。

该生物滤池采用玻璃钢一次手工制作成型。内部共分4仓，1、2仓为接触氧化池，接触氧化池内设组合填料+Φ215曝气器，池外设涡旋鼓风机，鼓风机通过气管向池内鼓风曝气。

接触氧化池内组合填料表面生长着吸附、降解有机污染物能力极强的由多种微生物组成的生物膜，污水中有机污染物经微生物膜，游离微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可达75%～85%，BOD5去除率可达90%～95%，NH3-N去除度可达50%～60%。由于生物膜上微生物的老化死亡，生物膜将会从滤料表面脱落下来，然后随着废水流出池外。由于生物膜的吸附作用，在它的表面往往附着一层薄薄的水层，水中的有机物被生物膜所氧化，其浓度要比滤池进水中有机物的浓度低得多，因此当废水在滤料表面流动时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水中去，并进一步被生物膜所吸附。同时，空气中的氧也将经过废水而进入生物膜。生物膜上的微生物在氧的参与、作用下对有机物进行分解和机体新陈代谢，产生了包括二氧化碳等无机物，它们又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水排到流动着的废水及空气中去；在此过程综合作用下，废水中有机物的含量大大减少，因而得到了净化。

在该池中发生的主要生物反应可描述为：

BOD+O2=CO2+H2O+新好氧污泥（1）

接触氧化池出水进入斜板沉淀池，沉淀池内设PP斜管，生物膜、固体悬浮物及多余污泥在沉淀池内沉淀除去，较消澈出水再进入砂滤池。砂滤池内设粒径为5～15 mm的石英砂，经过石英砂过滤的清洁出水进入下一级过滤。

该WS-AO预制玻璃钢曝气生物滤池有效解决了现今排污口污水污染河道的问题，且一体化玻璃钢预制曝气生物滤池整体安装简单，形体小，不占用河道面积，处理高效。经过复合人工湿地处理出水可达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）Ⅱ类污染物中的一级排放标准后排入河道。

4 复合人工湿地净化技术

该复合人工湿地净化技术用于净化处理河道水质，河水中含有大量的有机污染物、固体悬浮物、N、P等污染物，严重污染河道，该人工湿地可直接放于河道内，外围采用毛竹桩防护结构。

该人工湿地包括竖流沉淀池、集水井、Ⅰ级复合湿地床、Ⅱ级复合湿地床及清水池。

此技术用于净化河道水质，河水通过进水口进入竖流沉淀池，在中心导流筒内泥水分离，清水沿着溢流堰流入集水井内，在集水井内，河水由潜污泵提升进入Ⅰ级复合湿地床及Ⅱ级复合湿地床，两级复合湿地床均由两道滤层组成，第一层滤层由过滤棉+密目钢丝网结构，第二层滤层由锰砂滤料组成，Ⅰ级复合湿地床锰砂粒径由1.2～2.0 mm组成，Ⅱ级复合湿地床锰砂粒径由0.6～1.2 mm组成，两级复合湿地床锰砂滤料即起到对污染物截留作用，同时，锰砂又有除铁、锰、砷的功能。最后出水在清水池内投加除藻剂（CuSO4），随清澈出水一起流入河道，有效杀灭河水中的藻类。

复合湿地床上可种植空心菜、水芹菜等水生蔬菜，亦可种植黄菖蒲、鸢尾等挺水植物品种。挺水植物可随季节收割。

集水井内污水提升和除藻剂投加计量泵均采用太阳能发电供电，因此，无需另外设动力提升。

该复合型人工湿地能有效改善河道水质，整体安装简单，形体小，不占用河道面积，处理高效，对于河道水质的长期净化与维持，效果显著。

5 太阳能生态浮岛组合修复技术

太阳能生态浮岛组合修复技术采用生态及生化技术用于净化处理河道水质，生态浮岛采用浮盆+UPVC外框架的形式，生态浮岛上种植挺水植物，利用挺水植物对各种植物的吸收和富集功能不同来净化河道水质，河道太阳能曝气板设于组合式生态浮岛的正中间，采用蓄电池蓄积太阳能，用于阴雨天时曝气使用。浮岛下方悬挂￠150×80 mm组合填料，填料下方悬挂￠65×1000 mm管式曝气器（三元乙丙橡胶材质）。

太阳能板收集的太阳能在蓄电池内收集并转化成电能，通过鼓风机至生态浮岛下方的管式微孔曝气器内，管式微孔曝气器产生1～2 mm的气泡，单根管式微孔曝气器充氧能力≥0.40 kg O2/h；

橡胶膜片在压缩空气的压力下撑开向水体充氧，释放的气泡直径约为1.0～2.0 mm，在曝气停止时微孔闭合，以达到防堵塞、防倒灌、防逆流的使用要求，确保污水不会进入曝气系统，并防止污泥堵塞。长时间的停止工作后，仍能正常地恢复曝气。

硅橡胶膜片套附在高强度的ABS支撑管的外壁上，二端采用不锈钢套环将膜片与支撑管固定。支撑管开孔处为整张膜片无孔区，确保在长时间运行后，不会发生膜片变形现象；同时当曝气停气时，由于水压的作用和膜本身的回弹作用，使膜片压于支撑管上，防止污水回流。

生态浮岛下方悬挂的组合填料表面生长着吸附、降解有机污染物能力极强的由多种微生物组成的生物膜，污水中有机污染物经微生物膜，游离微生物等的吸附、降解等作用，CODcr、BOD5、NH3-N等大部分得以去除，CODcr去除率可达75%～85%，BOD5去除率可达90%～95%，NH3-N去除率可达50%～60%。有效去除河水中的有机污染物。

6 微生物脱氮除磷及强化消解底泥技术

由于河道长期受周边生活污水及少量工业废水的污染，河水及河道底泥存在大量的N、P及有机物，采用ISSA PGPR原位生态修复处理技术强化消解底泥、脱氮除磷。

生物处理法是利用生物（即细菌、霉以及原生动物）的代谢作用处理各种废水的方法，而维持微生物代谢必需有各种营养物质和能量。

6.1 工艺流程

通过把激活原位ISSA PGPR微生物所需的各种营养物质（微量元素，蛋白质，酶及其他载体）通过纳米技术及微包覆技术制成生物材料，投放在人工建立的生物平台上，然后在生物平台的一边通过泵和水管将河流中的污水抽入生物平台内，利用缓释技术把颗粒溶解后在另一边通过水管流入到河流中，这些颗粒营养物质连续不断地激活水环境中的PGPR微生物，使之不断繁殖，然后通过微生物的有氧反硝化作用去氮，以及建立高效食物链来降低水体中的富营养物质如氮、磷等，从而达到降解的效果（图3）。

6.2 技术产品特征

（1）生物材料是一种聚羟基脂肪酸酯的有机高分子的材料，是很多微生物合成的一种细胞内聚酯。它具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，具有较好的水解稳定性的特点，还常作为一种性能优良的环保生物塑料，又具有许多可调节的材料性能，成本也很低，额外的附加值也很高。

（2）生物平台比较精美，方便运输，且运行成本较低。

（3）微生物的原位选择性激活：选择性的激活水环境中原有的PGPR微生物，无需另外投放微生物。

（4）污染物的原位處理：就地把污染物转化为微生物及其他生物的“食物”，由传统的“转移对抗”变成“和谐利用” 。

（5）整体修复：不仅改善水质，恢复水体生态，而且可以降低淤泥中富营养物质，实现生物除淤（淤泥体积最高减量可达40%）。

（6）食物链：通过低端微生物的快速繁殖来加速食物链的形成并快速改善高端生物的生长环境，大大加速“食物链”的效果：氨氮和总磷的下降，透明度及溶氧的增加。

（7）植物促生作用：PGPR能很好地促进水生植物的生长。

（8）适用范围广：pH值范围4.5～10.5，水温不超过50℃，激活广谱的原位PGPR微生物，可修复不同类型的水体污染，并实现水环境的综合治理。

6.3 技术优势

（1）传统的生物处理是采用对抗处理法、针对特定的污染物投入特定的菌种，处理的污染物单一且效果不明显，污染物也只是相对地转移而已；生态修复技术是采用和谐处理法，投入生物材料后原位处理，激活很多微生物菌种，针对的污染物广泛，处理的污染物全面效果也很明显。

（2）传统的生物处理会产生大量的污泥，而污泥的处理有需要额外的物理法来处理；该生态修复技术将采用生物清淤的办法，直接通过微生物作用使底泥能够减少。

（3）传统的生物处理投入的菌种需要一定的适应期，成活率不高，对污染物的降解过程比较缓慢，降解率低，短时间内效果不明显；该生态修复技术是通过原位激活微生物，没有适应期，微生物快速繁殖，见效快，降解效果也很明显，2个月水质明显改善，一年内基本恢复水体生态，实现水质提升到五类甚至四类水质标准。

（4）传统的生物处理采用曝气的方法，成本高，需要大型的鼓风机和许多曝气机、安装工程量大、耗电量大、且在运行过程中会产生很大的噪音，严重影响周围的生活环境；生态修复技术成本低，只需要一台0.37 kW的小型泵，安装携带都方便，耗电量低，且无噪声。

（5）传统的生物处理后的水体自净能力差，且效果不保持；生态修复技术处理后的水体自净能力强，效果持续长久。

7 水生动植物长效修复技术

水生动植物的长效修复技术使人工干预净化向自然生态修复转化。

针对温州市瓯海经济开发区河水中N、P浓度普通在10 mg/L以上，N、P浓度普通较高。因此，在水生植物修复方面，选取抗逆性、适应性及对N、P浓度的富集性均较强、繁殖系数大、生长速度快，水肥吸收能力强，植株相对高大、对其他水生植物有强烈郁闭和侵扰作用，极易形成单一优势群落的挺水植物。在河道内较多的选择荷花、再力花、芦苇等观赏价值高且易种植的植物，以达到“曲院风荷”的效果。

向富营养化的水体中放养水生动物，如鱼、虾、螺、贝等，在水生态系统物质循环与流动中具有特殊的地位和作用。一方面，可以捕食底质中大量的有机质及腐败的水生植物残体等，大幅度降低底质中有机质含量及营养物质的释放；另一方面，大型螺类等释放的某些物质又是水体中天然的絮凝剂，可以降低水中的悬浮物颗粒并吸附大量的氮磷营养盐。通过建立水生动物群，能进一步恢复物种多样性，促进水体的微循环，为其他水生生物的生长创造更佳条件（图4）。

8 结语

通过工程治理过程实践总结的一些经验和技术，对温州市瓯海经济开发区河道污染严重的情况乃至全国的河道污染处理技术都还需要进一步的探索和研究，改进和创新。随着河道治理技术的不断成熟和发展，河道污染也将逐步改善，最终得以根治。

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