河道滯留塘技術是直接在河床上建堰攔水,通過重力沉降、植物吸收和微生物降解等作用對水質進行凈化。在污染河流治理技術中,河道滯留塘、人工濕地等生態技術具有成本低、運行管理簡單、能持續發揮水質凈化作用等優點,因此該技術在治理污染河流上具有一定的優勢。目前,河道滯留塘技術、人工濕地工藝已經開始被應用于流域規模的污染河水處理中,也取得了一定的效果,顯現出了其優越性,現筆者將其中一個案例分享給大家,希望大家能有所啟發。
都拉小河位于貴陽某水源地上游,河水來自地下水,沿途匯集集鎮2000余人的生活污水和農田排水,該集鎮處河段地勢平坦,水體流動性差,部分季節會出現惡臭現象,河道淤泥厚度在1m以上,氮、磷含量高,總體上屬于《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)的劣V類水體,COD為6~83mg/L,NH+4-N為0.43~4.94mg/L,TN為4.28~11.52mg/L,TP為0.19~1.53 mg/L,pH值為7.4~8.5,DO為0.9~6.1mg/L。
貴州是一個海拔較高、緯度較低、喀斯特地貌典型發育的山區,河流、溝渠落差大,并且是亞熱帶濕潤溫和型氣候,這為采用生態技術治理污染河流提供了保障。 根據貴州農村人口的文化素質和經濟水平,采用的工藝應簡單易懂、操作維護方便、成本低、能耗低、效率高。山區河流天然的落差大,具有建設梯級滯留塘的優勢。另外,該河流直接進入水源保護區,為保障出水水質,采用人工濕地進行強化處理。 通過優化設計,實現物理沉降、自然曝氣、微生物、水生植物、水生動物和基質的有機結合,共同構成一個復雜的濕地系統,較大程度地增加工程生態系統的多樣性和穩定性,從而使整個系統具有較強的抗污染負荷沖擊能力。該組合工藝由2級滯留塘系統、1個跌水曝氣和1個滾水壩曝氣系統、3級潛流碎石床濕地系統組成。
工藝流程
① 根據當地地形落差大的特點,利用河道進行跌水曝氣、滾水壩曝氣,無需額外動力。 ② 通過工藝和結構優化,集成了滯留塘和人工濕地的優勢;滯留塘串聯延長了水力停留時間,可充分發揮其物理沉降和厭氧消化功能,攔截大部分漂浮雜物及懸浮物,防止濕地堵塞。 ③ 在滯留塘內種植各種水生植物,不僅可以直接利用氮、磷營養物質以及補充氧氣、美化環境,而且還為微生物提供附著載體,提高了凈化效率; 另外,滯留塘內還可以放養魚類,為農民增收。 ④ 人工濕地為潛流濕地,從下向上依次填充大小不一的碎石和細沙,這種結構有利于微生物的附著和防止堵塞; 濕地種植美人蕉、菖蒲、高羊茅和石菖蒲。美人蕉和菖蒲的生物量大,凈化功能強,但不能越冬,而高羊茅和石菖蒲雖然生物量相對較小,但四季常綠,這種搭配消除了濕地冬季凈化效果不明顯和景觀差的弊端。 ⑤ 不投放藥劑,無二次污染;管理運行簡便,無需專人管理和運行經費,這是貧困地區農村污水處理系統良好運行的保證;處理效果穩定可靠,出水灌溉可以緩解農村用水緊張。
整個系統分為5個梯級單元。第1單元為河道植物帶滯留塘,長約為150m,寬為20~30m不等( 受地形限制),壩高為1~2m( 兩岸淺,河中央深),泄水孔在1m高度處,直徑為0.3m,以滿足河道對生態用水和景觀用水的需要。河道中央種植金魚藻、狐尾藻等沉水植物,岸帶有喜旱蓮子草、李氏禾和藨草等,發揮河道植物帶的水質凈化功能。另外,此單元攔截大量的漂浮物和泥沙,便于清淤。 第2單元為跌水曝氣系統,長約為70m,寬為4~15m,落差約為5m。通過在河道中放置各種石塊,使之擋水回旋和濺起水花實現自然復氧。跌水曝氣可增強水質凈化效果。 第3單元為漂浮植物滯留塘,長約為90m,寬約為60m,水深為3~6m,滾水壩溢水。水面種植喜旱蓮子草和水芹菜,覆蓋度約為40%,吸收水體中的氮、磷,同時為微生物掛膜提供載體; 該單元主要起到緩沖、延長水力停留時間、厭氧消化、促進顆粒物沉降的作用,可以減輕后續單元的污染負荷。 第4單元為斜面式滾水壩曝氣系統,利用滯留塘水壩,在出水面利用石塊建成斜面式溢流堰,坡度為75°。其作用是增加水體的溶解氧含量,提高水體的自凈能力。溢流堰出水部分進入人工濕地,多余部分沿河道流出。滾水壩也具有一定的水質凈化能力。 第5單元為潛流碎石床濕地,由三級串聯,面積分別為394、444、448m2,處理規模為500m3/d。濕地間由過水堰隔開,水流經過水堰進入下一級濕地;濕地種植美人蕉、菖蒲、石菖蒲和高羊茅,根據植物習性進行配置,種植密度為10株/m2。
滯留塘與潛流碎石床濕地對輕污染河水的凈化效果都非常顯著,但是在一年多的運行過程中,潛流碎石床濕地受到村民的破壞較為嚴重,維護成本增加,而且在雨季,由于濕地的處理能力有限,較多的污水不能進入濕地系統處理;而滯留塘基本沒有進行維護。鑒于貴州當前農村的經濟現狀和人們的環保意識,選擇滯留塘系統處理輕污染河水是非常適合的。滯留塘系統管理粗放,建設成本低,基本不需運行費用,是貴州山區污染河流治理工藝的理想選擇。恢復河道植物帶可以提高滯留塘系統的凈化效果,但在冬季植物枯萎時要及時收割,以免形成二次污染。
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