河流生态治理的水环境治理措施探讨

2020-11-22李辉

山西水利 2020年6期

李辉

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西太原 030024）

0 引言

汾河在太原市区共有9条主要支流，由于历史原因，一度受到严重污染。南沙河上游生态治理是太原市汾河支流“九河”综合治理之一，建设任务主要为缓洪拦沙，减少流入汾河的泥沙，减少下游洪水总量；主河道利用河岸滩地滞洪和涵蓄水源，增加地下水补给量，促进地下水位快速回升；通过对上游开展生态保护与植被恢复，使森林覆盖率大幅提高，通过新增高森林植被郁闭度，涵养水源，为下游河流提供基流水源；通过水环境治理，使河道水质有根本性的改变，河流水质达到水功能区划的规定标准；改善城市整体风貌；提高土地利用率和改善上游生态环境；改善农村生活环境。

1 水环境治理建设规模

1.1 排水体制

本项目的水环境治理以居民生活为主，涉及水环境治理的村庄，包括太原市迎泽区港道村、观家峪、小山岩、董家庄、小山沟和大窑垴等6个村庄。考虑本项目的实际情况，本管网工程采用分流制管网，不考虑村庄雨水的收集。

位于松小线公路南侧的港道村和大窑垴村，经污水支管收集至化粪池停留后，接入小型污水处理设施进行治理，然后用于当地村庄的绿化；观家峪村经污水支管收集至化粪池停留后，接入松小线公路一侧的市政管网的截污管道；董家庄和小山岩村庄的经污水支管收集至化粪池停留后，通过主管接至朝阳洞规划的污水处理站；小山沟经污水支管收集至化粪池停留后，接至骀台山景区的污水处理站。

1.2 污水量预测

1.2.1 人口预测

根据实地调查，项目区现状人口3 427人，设计水平年人口为3 545人。详见表1。

表1 人口、用水和生活污水量预测表

1.2.2 生活污水量预测

预测生活污水量，须根据城镇生活综合用水定额和星级宾馆以下用水定额、产污系数及总变化系数综合确定。

根据《山西省用水定额》，本项目董家庄村、小山岩村、小山沟村、观家峪、港道村和大窑垴，按城镇生活综合用水定额为150 L/（P·d）计列，森溪谷按星级宾馆以下用水定额取为100 L/（P·d）计列，综合生活用水量见表1。

根据《室外排水设计规范》，综合生活污水定额可按当地用水定额的80%～90%采用，本工程产污系数选用85%。

据现场调研情况，仅对项目区村庄较为集中且地形较好的居民组敷设管网。

1.3 设计规模的确定

设计规模，按照近远期相结合的原则，考虑一定的设计余量，确定本工程污水管网的设计规模。详见表2。

表2 污水管网设计规模表

2 水环境治理管网工程设计

2.1 污水管网水力计算

2.1.1 水力计算

污水管网均采用重力流，按非满流管设计，通过采用曼宁公式进行污水管网水力计算，结果详见表3。

表3 污水管网计算结果表

2.1.2 管径的确定

根据表3以及参照《给排水设计手册》和地方的发展规划，确定主管的DN 500 mm，支管DN 300 mm。

2.2 管材的选择

合理选择管材，以方便施工、降低排水系统造价。由于本工程的管道、管径较小，采用HDPE双壁波纹管比较经济。

2.3 检查井

检查井为管网附属建筑物，位置应设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管道上每隔一定距离处。污水管道的检查井井距参照《室外排水设计规范》中要求，确定DN 200-400管道最大间距40 m设置一个检查井，DN 500管道最大间距60 m设置一个检查井。检查井的选用参照国家建筑标准设计图集06MS201-3。

2.4 污水管网工程建设内容

污水管网建设，包括董家庄——小山岩线路、小山沟村——骀台山景区2条主干线；支线，包括松小线公路南侧的港道村、观家峪、小山岩、董家庄小山沟和大窑垴等6个村庄的污水管网收集。

污水管网敷设长度共11 431.3 m，其中DN 500双壁波纹管为4 226.7 m，DN 300双壁波纹管7 204.6 m；闸阀486个，检查井989座。

3 水环境治理工程中污水处理

污水处理设施，包括化粪池、一体化生活污水处理设施，污水处理情况汇总表详见表4。

3.1 化粪池

沿线涉及污水处理的6个村庄，各布设1座化粪池，化粪池的选用均参照国家建筑标准设计图集14SS706《玻璃钢化粪池选用与埋设》中的标准图集。

（1）董家庄——小山岩。董家庄村无污水管网，通过新建污水支管收集后，先送至新建化粪池，然后通过主管延伸至市政污水管网。化粪池选用的有效容积16 m3。小山岩村无污水管网，通过新建污水支管收集后，先送至新建化粪池，然后通过主管延伸至市政污水管网。化粪池选用的有效容积9 m3。森溪谷无污水管网，有化粪池，通过新建污水支管收集后，通过主管延伸至市政污水管网。

（2）小山沟村。小山沟村无污水管网，通过新建污水支管收集后，先送至新建化粪池，然后通过管网延伸至邰台山污水管网。化粪池选用的有效容积16 m3。

（3）观家峪村。观家峪村无污水管网，通过新建污水支管收集后，先送至新建化粪池，然后通过管网延伸至市政污水管网。化粪池选用有效容积75 m3。

（4）港道村。港道村村无污水管网，通过新建污水支管收集后，先送至新建化粪池，然后通过管网延伸至洼地处新建污水处理设施，经处理达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2016）中，城市绿化的水质标准后，存储于一座蓄水池，用于村内绿化。化粪池选用有效容积25 m3。蓄水池的选用参照《山西省小型农田水利工程定型设计图集》中有效容积为200 m3的蓄水池，尺寸与蓄水工程的蓄水池一致，无配套设施。

（5）大窑垴村。大窑村无污水管网，通过新建污水支管收集后，先送至新建化粪池，然后通过管网延伸至洼地处新建污水处理设施，经处理达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2016）中，城市绿化的水质标准后，用于村内绿化。化粪池选用有效容积20 m3。蓄水池的选用参照《山西省小型农田水利工程定型设计图集》中，有效容积为200 m3的蓄水池，尺寸与蓄水工程的蓄水池一致，无配套设施。

3.2 一体化污水处理设施

根据工程实际情况，考虑太原市气候条件、因地制宜、维护方便、无二次污染的目的，港道村和大窑垴村采用一体化HTS30-AO生活污水处理工艺作为本项目的污水处理工艺。

3.2.1 生活污水水质

设计进水水质。因该污水处理设施规模较小，无实测数据，本工程参考相关农村污水处理设施的实际运行水质，确定设计进水水质。

污染物排放标准。松小线公路南侧的港道村、大窑垴两个村的污水，经过新建管网收集后，村附近没有市政污水管网可以接入，只能在村庄的下风向以及地势低洼的合适位置，新建埋地式一体化处理设备，这两个村的污水经收集后，分别流至各村的埋地式一体化处理设备，经处理达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）中，城市绿化的水质标准后，用于村内绿化。

3.2.2 污水处理设施选址

根据地形地貌，考虑污水支管均通过重力流汇至污水处理设施，港道村污水处理设施，位于最低高程905 m处。大窑脑村污水处理设施，位于村庄最低高程1 050 m处。

3.2.3 工艺流程

松小线公路南侧的港道村和大窑垴两个村的污水处理工艺，采用同一工艺流程，工艺流程图如图1。

图1 工艺流程图

本项目生活污水均汇入化粪池，化粪池出水进入一体化设备，在设备入口处设置格栅井，通过格栅拦截留去除大粒径悬浮物后进入调节池，进行水质水量的调节，然后通过泵提升到缺氧池。在厌氧池内将大分子以及大部分有机物分解，降低部分COD，便于后续好氧生化处理。污水自流进入一级曝气池，进行生化处理，对于水中的有机物进行吸附、吸收、降解，从而使废水中的有机物得以充分净化；然后进入沉淀池，经沉淀处理后，污水中的大部分悬浮物和部分有机物去除后。接着进入清水池，同时投加消毒液消毒，达标后存储于蓄水池内，用于村内绿化用水。