概況

　　由于用地、投資和運行資金等因素的制約，現(xiàn)階段我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠選擇在就近河道進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到一級A 標準，尾水中的污染物濃度仍明顯高于地表水環(huán)境質(zhì)量標準。伴隨著我國污水處理廠建設(shè)力度的加大，尾水的排放量將會日益增大，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題。經(jīng)過近5 年連續(xù)的運行，蘇州太倉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圖 1。該村級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岸，對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)達到污水處理廠排放標準I級 A 要求，但超過地表水IV類水標準，尤其TN超標嚴重。尾水的水質(zhì)特點為典型的低碳高氮污水，這意味著所選用的水質(zhì)強化凈化處理技術(shù)應(yīng)具有較強的脫氮效率。

　　工程設(shè)計

　　由于污水處理廠處的河段沒有具體的使用功能要求，因此可充分利用此斷頭浜實施污水處理廠尾水的強化凈化工程，進一步削減尾水中的污染物。水質(zhì)強化凈化區(qū)采用的主要技術(shù)包括: “太陽能曝氣 + 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入受納河道。

　　1.解層式太陽能曝氣系統(tǒng)

　　曝氣系統(tǒng)主要提供生化反應(yīng)過程中微生物所需的氧氣，供氧的強度及均勻性對微生物凈化污染物的效果有非常明顯的影響。本設(shè)計采用上海歐保環(huán)境的SOLARAER解層式太陽能曝氣系統(tǒng)，將該系統(tǒng)安裝于斷頭浜適宜位置。

　　層式太陽能曝氣系統(tǒng)原理

　　其工作原理是以太陽能作為設(shè)備運轉(zhuǎn)的直接動力，設(shè)置獨特的旋切提拉曝氣葉輪，通過葉輪旋轉(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;表層富含水通過離心旋轉(zhuǎn)橫向水平擴散、縱向進入底層缺氧區(qū)。由此實現(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為有機物和TN，將生物膜區(qū)域分為硝化區(qū)和反硝化區(qū)。

　　在本設(shè)計中，生物接觸氧化法的池容采用“氨氮負荷( Nf) ”進行設(shè)計，設(shè)計中取氨氮負荷 Nf為0. 05 kg / ( m3/ d) ，計算得到所需硝化區(qū)長度為 24 m?？紤]到遠期規(guī)劃，并結(jié)合斷頭浜尺寸，取硝化區(qū)長度為 36 m。反硝化區(qū)長度按硝化區(qū)的 1 /3 計算，則長度為 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，需補充反硝化碳源。根據(jù)筆者團隊的研究成果，蘆葦稈的分解能釋放出大量的有機物，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，來源有保證，因此，本設(shè)計中采用蘆葦稈作為有機碳源，添加量為 100 kg。將蘆葦以簾狀形式布置在從硝化區(qū)進入反硝化區(qū)的過水斷面。

　　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。這一方面通過植物根系和填料生物膜上的微生物作用對污染物進行降解，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產(chǎn)生一定的景觀效果。

　　5.生態(tài)護坡

　　水質(zhì)強化凈化區(qū)所在河段的河岸為土壤基質(zhì)，河岸上長滿雜草和灌木。對河岸進行修整后，種植菖蒲、香蒲等當?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)計了 3 種原位生態(tài)修復的示范工程方案: 第一種是沉床式生態(tài)修復方式，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)計成一定的高度梯度，篩選不同類型的水生植物，從而，形成不同層次的景觀效果。

　　第二種是浮床式生態(tài)修復方式，即在距離直立護岸 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性，浮床可以隨水面上下浮動，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狀況良好，但植物種類單一，且其中一些灌木產(chǎn)生雜亂無章的景觀效果。對此塊天然濕地，僅需進行簡單修整，去除一些雜亂灌木，并補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。

　　工程實施效果

　　工程運行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茂盛，但比較雜亂;水面上沒有看到浮床，據(jù)說因無人管理維護，浮床在幾次大風后被吹得東倒西歪，所以被移除出河道。

　　太倉雙鳳污水處理廠排放尾水河道

　　( 2014-10-27 現(xiàn)狀)

　　對系統(tǒng)沿程取水樣進行水質(zhì)檢測，COD、TN 和 TP 的平均去除率分別達到 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，各指標均穩(wěn)定達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準的Ⅳ類水標準 ?，F(xiàn)場也觀察到水質(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，并能夠看到魚在填料的間隙中游動。

　　觀點

　　在不影響河道原有防洪、排澇、灌溉、航運及生態(tài)等功能的前提下，如何利用河道本身和周邊的條件進行水質(zhì)凈化，是一個比較復雜的問題。一方面，不能將河道作為一個污水處理設(shè)施來看待，因為會影響河道原有的社會功能和生態(tài)服務(wù)功能; 另一方面，不能無視被污染的河道喪失原有的社會功能、生態(tài)功能。如何巧妙利用原有條件，通過提高河道本身的凈化能力，達到處理尾水、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。