由于用地、投資和運(yùn)行資金等因素的制約，現(xiàn)階段我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠選擇在就近河道進(jìn)行污水排放的情況非常普遍。即使污水處理廠排放的尾水達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，尾水中的污染物濃度仍明顯高于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。伴隨著我國(guó)污水處理廠建設(shè)力度的加大，尾水的排放量將會(huì)日益增大，更多的河流不可避免地成為接受尾水污染物的水體。如何治理遭受尾水污染的河流成為較為普遍的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近5 年連續(xù)的運(yùn)行，蘇州太倉(cāng)市雙鳳污水處理廠尾水排放河道治理工程發(fā)揮了較好的減污作用，并保持可持續(xù)運(yùn)行。我們將以此為例探討尾水污染河道治理的模式，希望能為大家在治理尾水污染河道時(shí)提供借鑒。
污水受納河道基本情況
雙鳳污水處理廠外有一條村級(jí)河道，在污水處理廠處成為斷頭狀態(tài)，是污水處理廠尾水排放河道，尾水排放口的位置詳見(jiàn)圖 1。該村級(jí)河道在污水處理廠的河段不作為主要的排澇和泄洪通道，也沒(méi)作通航的要求。該河道斷面寬約 20 m，水深約 2 m，水流平緩。河道靠近污水處理廠的一岸為人工直立護(hù)岸，對(duì)岸為自然狀況的自然岸坡，地形較為平緩。
由上圖可以看出， 雙鳳污水處理廠尾水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)I級(jí) A 要求，但超過(guò)地表水IV類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，尤其TN超標(biāo)嚴(yán)重。尾水的水質(zhì)特點(diǎn)為典型的低碳高氮污水，這意味著所選用的水質(zhì)強(qiáng)化凈化處理技術(shù)應(yīng)具有較強(qiáng)的脫氮效率。
工程設(shè)計(jì)
由于污水處理廠處的河段沒(méi)有具體的使用功能要求，因此可充分利用此斷頭浜實(shí)施污水處理廠尾水的強(qiáng)化凈化工程，進(jìn)一步削減尾水中的污染物。水質(zhì)強(qiáng)化凈化區(qū)采用的主要技術(shù)包括: “太陽(yáng)能曝氣 + 生物接觸氧化 + 浮床”系統(tǒng)、濕地塘系統(tǒng)和生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。
工程方案布置( 單位: m)
利用管道將污水處理廠的尾水引入斷頭浜的盡端，尾水依次流經(jīng)“太陽(yáng)能曝氣 + 生物接觸氧化 +浮床”系統(tǒng)、濕地塘系統(tǒng)，然后從人工壩頂溢流進(jìn)入受納河道。
1.解層式太陽(yáng)能曝氣系統(tǒng)
曝氣系統(tǒng)主要提供生化反應(yīng)過(guò)程中微生物所需的氧氣，供氧的強(qiáng)度及均勻性對(duì)微生物凈化污染物的效果有非常明顯的影響。本設(shè)計(jì)采用上海歐保環(huán)境的SOLARAER解層式太陽(yáng)能曝氣系統(tǒng)，將該系統(tǒng)安裝于斷頭浜適宜位置。
層式太陽(yáng)能曝氣系統(tǒng)原理
其工作原理是以太陽(yáng)能作為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的直接動(dòng)力，設(shè)置獨(dú)特的旋切提拉曝氣葉輪，通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)提升作用，將底部缺氧水轉(zhuǎn)移到水體表面與表層富氧水混合;表層富含水通過(guò)離心旋轉(zhuǎn)橫向水平擴(kuò)散、縱向進(jìn)入底層缺氧區(qū)。由此實(shí)現(xiàn)水體解層、增氧和縱橫向循環(huán)交換三重功效，最大限度地將表層超飽和溶解氧水轉(zhuǎn)移到水體底層，增加底層水體溶解氧，消除自然分層，提高水體自凈能力。
2.生物接觸氧化系統(tǒng)
為了保證尾水凈化效果，借鑒污水生物膜處理工藝中凈化效果較為穩(wěn)定、應(yīng)用較成熟的生物接觸氧化法，將生物接觸氧化法作為工藝主體。污染物去除的主要目標(biāo)為有機(jī)物和TN，將生物膜區(qū)域分為硝化區(qū)和反硝化區(qū)。
在本設(shè)計(jì)中，生物接觸氧化法的池容采用“氨氮負(fù)荷( Nf) ”進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中取氨氮負(fù)荷 Nf為0. 05 kg / ( m3/ d) ，計(jì)算得到所需硝化區(qū)長(zhǎng)度為 24 m。考慮到遠(yuǎn)期規(guī)劃，并結(jié)合斷頭浜尺寸，取硝化區(qū)長(zhǎng)度為 36 m。反硝化區(qū)長(zhǎng)度按硝化區(qū)的 1 /3 計(jì)算，則長(zhǎng)度為 12 m。
污水處理廠尾水是一種典型的低碳高氮污水，為了提高 TN 的去除效率，需補(bǔ)充反硝化碳源。根據(jù)筆者團(tuán)隊(duì)的研究成果，蘆葦稈的分解能釋放出大量的有機(jī)物，可顯著提高脫氮效率。而且蘆葦是岸邊天然濕地中的主要物種，來(lái)源有保證，因此，本設(shè)計(jì)中采用蘆葦稈作為有機(jī)碳源，添加量為 100 kg。將蘆葦以簾狀形式布置在從硝化區(qū)進(jìn)入反硝化區(qū)的過(guò)水?dāng)嗝妗?/p>
3.濕地塘
濕地塘所占水面面積大約為 300 m2。在濕地塘種植睡蓮等浮葉植物，利用植物和微生物的作用去除水中的污染物，還可增加濕地塘景觀生態(tài)效果。
4.浮床
按照一定的間隔，將浮床布置在生物接觸氧化池水面以上 0. 5 m 水深的位置。這一方面通過(guò)植物根系和填料生物膜上的微生物作用對(duì)污染物進(jìn)行降解，吸收水中 N、P，發(fā)揮浮床凈化水質(zhì)的作用，另一方面浮床上的水生植物也會(huì)產(chǎn)生一定的景觀效果。
5.生態(tài)護(hù)坡
水質(zhì)強(qiáng)化凈化區(qū)所在河段的河岸為土壤基質(zhì)，河岸上長(zhǎng)滿雜草和灌木。對(duì)河岸進(jìn)行修整后，種植菖蒲、香蒲等當(dāng)?shù)厮参�。這些植物的主要作用是攔截面源污染，并改善河道的自然狀態(tài)。
6.河道生態(tài)凈化區(qū)
設(shè)計(jì)了 3 種原位生態(tài)修復(fù)的示范工程方案: 第一種是沉床式生態(tài)修復(fù)方式，即在水下打樁，在樁上安裝沉床�？梢詮暮影断蚝又行膶对O(shè)計(jì)成一定的高度梯度，篩選不同類(lèi)型的水生植物，從而，形成不同層次的景觀效果。
第二種是浮床式生態(tài)修復(fù)方式，即在距離直立護(hù)岸 150 cm 地方的河底安裝光滑的套管，套管上套浮床。由于河道水位有一定的波動(dòng)性，浮床可以隨水面上下浮動(dòng)，因此產(chǎn)生一定的河道生態(tài)景觀效果。
第三種也是浮床方式，但是浮床依靠錨或大石來(lái)固定。尾水受納河道的另一側(cè)為以蘆葦為主的天然濕地。原有天然濕地的植物生長(zhǎng)狀況良好，但植物種類(lèi)單一，且其中一些灌木產(chǎn)生雜亂無(wú)章的景觀效果。對(duì)此塊天然濕地，僅需進(jìn)行簡(jiǎn)單修整，去除一些雜亂灌木，并補(bǔ)栽一些其他水生植物，以改善天然濕地生態(tài)系統(tǒng)植物的多樣性。
工程實(shí)施效果
工程運(yùn)行4 年多后，生物接觸氧化系統(tǒng)的填料上附著了一層厚厚的褐色剛毛藻;濕地塘中零星漂浮幾處睡蓮; 河兩岸的美人蕉及香蒲等大型水生植物生長(zhǎng)茂盛，但比較雜亂;水面上沒(méi)有看到浮床，據(jù)說(shuō)因無(wú)人管理維護(hù)，浮床在幾次大風(fēng)后被吹得東倒西歪，所以被移除出河道。
太倉(cāng)雙鳳污水處理廠排放尾水河道
( 2014-10-27 現(xiàn)狀)
對(duì)系統(tǒng)沿程取水樣進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，COD、TN 和 TP 的平均去除率分別達(dá)到 37. 1% 、27. 0% 和 10. 3% ，系統(tǒng)出水的 COD、TN 和 TP 平均質(zhì)量濃度分別為 13. 30 mg / L、1. 10mg / L 和 0. 05 mg / L，各指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn) �，F(xiàn)場(chǎng)也觀察到水質(zhì)清澈，可以清晰地看到水面下生物接觸氧化系統(tǒng)的填料，并能夠看到魚(yú)在填料的間隙中游動(dòng)。
觀點(diǎn)
在不影響河道原有防洪、排澇、灌溉、航運(yùn)及生態(tài)等功能的前提下，如何利用河道本身和周邊的條件進(jìn)行水質(zhì)凈化，是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。一方面，不能將河道作為一個(gè)污水處理設(shè)施來(lái)看待，因?yàn)闀?huì)影響河道原有的社會(huì)功能和生態(tài)服務(wù)功能; 另一方面，不能無(wú)視被污染的河道喪失原有的社會(huì)功能、生態(tài)功能。如何巧妙利用原有條件，通過(guò)提高河道本身的凈化能力，達(dá)到處理尾水、減少污染，又盡可能不影響河道原有功能，應(yīng)該是治理尾水污染河道的要點(diǎn)。
