关于李村河流域治理突出问题和对策研究
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摘 要:本次调研重点针对李村河流域水质环境、水体生态及排水管网。经调研发现李村河流域存在污水处理能力不足、处理设施布局不合理、排水管网不完善、雨污分流不彻底、河道缺乏稳定水源补给、日常管理执法水平不高、河道底泥反复污染等问题。针对问题提出六项方针:点源污染排查、拆除临时截污坝、清淤疏浚、污水厂建设、再生水回灌、水生态系统修复。
关键词:李村河;水环境治理;雨污分流;水生态修复
1 水环境现状
1.1 河道概况
李村河流域是青岛市中心城区最大的河流系统,由李村河主河道及张村河、大村河、水清沟河等10条主要支流组成。其中李村河主河道发源于李沧区石门山南侧卧龙沟,流经毕家上流、王家下河、李村,在阎家山张村河与之汇流,至胜利桥大村河与之交汇,穿过胶济铁路桥,下穿环湾路汇入胶州湾,全长约17km。张村河为李村河最大的支流,发源于崂山区北宅雾露顶山脉南侧,流经洪园、牟家、张村、中韩,在阎家山汇入李村河,河道全长约21km。流域内涉及市北、李沧、崂山三区共计12个街道办事处,人口约106.4万人。
1.2 水环境现状
李村河主河道中上游水环境质量良好,有大量水生植物种植,水生态系统较为完善,水体溶解氧、透明度较好,但水体色度较高;李村河下游由于上游污染物累积以及支流带来大量生活污水,导致水环境恶化,溶解氧下降,氧化还原电位降低,透明度降低;张村河主河道上游水质较好,水生态系统完整;张村河沿途经崂山区23个城中村,河道补水主要来源于居民生活污水渗漏和自然降雨,雨污合流,水环境恶劣,ORP、溶解氧等指标均较差,下游设置截污坝,河道内污染源隔离效果好,河道内水流以自然降水为主;大村河上游(金水路-重庆路段)水质较好,溶解氧、ORP等指标均较好,水生态系统较完整,下游(西流庄河至李村河段)由于截污措施,大量清水纳入污水管,雨后污水管网负荷过高导致污水倒灌溢流,污染河道水体及底泥;水清沟河为李村河支流,经调查发现水清沟河沿岸临时截污措施较多,河道水经临时截污坝纳入沿河污水管道,最终进入南岸干管,进入李村河污水处理厂,汛期管网水力负荷过高,导致污水从井口溢流到河道;郑州路河、韩哥庄河等支流与上述支流情况相近,但污染程度存在差异。
2 存在问题
随着城市开发建设快速发展,李村河流域污水处理能力不足、污水处理设施布局不尽合理、老城区管网不完善、雨污分流不彻底、河道缺乏水源补给、日常管理执法水平不高等问题日益凸显,造成河道水质环境较差。
2.1 点源排查治理不到位
沿线各支流除水清沟河、大村河与郑州路河进行过系统的点源污染排查工作外,其他未全面完成,点源污染治理不彻底。
2.2 存在大量临时截污措施
为提高污水处理率以及改善河道环境,李村河流域在各级支流陆续修建了大约150处临时截污措施,与市政污水管道之间设置集水管道,集水管管径从300mm~800mm不等,经估算总集水断面值远大于南北两岸污水主干管4.9m2的输水断面值(过流能力60万吨/天),这些临时截污措施导致流域内雨污混流,大量雨水、地表水和地下渗水进入污水系统。
2.2.1 清水混入污水管网
因沿线有十多个村庄尚未完成雨污分流改造,以及雨污分流不彻底,临时截污措施将清污混流的污水纳入排污管道内,最终进入污水处理厂。从水量、水质、水温等方面体现出李村河流域存在严重的清水进入污水管网的问题。
2.2.2 污水溢流
李村河污水处理厂近年来长时间处于高负荷运行,污水处理厂进水主干管中水位较高。现状处理规模无法满足服务区域污水集中处理要求,致使李村河南北岸主干管高水位运行,导致水清沟河等截流污水无法进入主管,溢流河道,造成污染。临时截污措施将大量雨水、河水或地下水截入污水管道,增大的污水处理厂的水力负荷冲击,当污水来量大于污水厂能力时,污水通过排水管网倒灌回河道,造成污染。
2.3 污水处理能力不足
李村河污水处理廠一期工程于1998年2月投入使用,服务人口29万,服务面积29平方公里,日处理污水8万吨,根据当时经济社会发展水平,选用VIP处理工艺,执行GB 8978-88《污水综合排放标准》的二级排放标准,尾水排入胶州湾;在GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》颁布以后,对环境质量提出更高要求,加之李村河流域经济、人口快速增加,青岛市相继进行了水厂二期(9万吨/天)三期(8万吨/天)工程建设,执行一级A排放标准;近年来,服务人口增至106.4万,同时崂山区污水接入李村河系统,污水处理能力已经不能满足要求。
3 整治方案
整体技术路线:点源污染控制-雨污分流-清淤疏浚-污水厂建设-再生水回灌-水生态修复
3.1 点源排查治理工程
流域内污染源调查是工作基础,是治河先治污的起点。全面调查点源,把调查范围从河边向纵深延伸,由线及面,直至发现污染源头的办法;通过工程措施完善排水设施,通过行政执法纠正违法排放、占压等行为。
3.2 雨污分流工程
逐步拆除流域内所有临时截污设施是李村河水环境治理的关键。为实现清水入河,污水纳管,充分发挥污水处理厂的效能,降低单位化学耗氧量等污染物处理成本。必须加快沿线城中村老城区雨污分流改造,以彻底拆除所有的临时截污设施。
3.3 污水处理厂建设工程
启动李村河水厂四期,增加污水处理能力5万吨/天,进一步提升处理标准,执行李村河河道适用的优于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》五类水的类四类水质标准;张村河污水处理厂增加污水处理能力4万吨/天,再加上未来李村河中游污水处理厂4万吨/天和世园会污水净化厂(6000吨/天)的处理能力,李村河流域污水处理能力将达到40万吨/天,基本满足需求。
3.4 污水处理厂提标及再生水回灌工程
为向李村河河道提供稳定、优质的水源补给,李村河流域内的新建污水厂需在一级A排放标准上进一步提高,达到类Ⅳ标准。同时,现有的李村河污水处理厂也需进行提标改造。推荐以李村河水厂为起点,沿河道向上游敷设再生水管道,向河道回灌再生水(20万吨/天),张村河污水处理厂尾水(4万吨/天)排入河道,为李村河河道提供稳定补水。
3.5 水生态修复工程
植物系统构建:推荐采用千屈菜+香蒲+菖蒲等植物组合进行水生态构建,植物种植面积按水域总面积取5%~10%为最佳;溶解氧提升工程:推荐采用人工曝气系统,人工曝气系统基于大面积气液界面技术,采用超高压气水混合方法,气泡颗粒的直径越小,其比表面积越大,表面的极性越大,表面能量也越高,氧气利用效率也大幅度提升,气泡直径达到亚微米级时,会使河道水体的自净能力得到极大的提高,满足该流域消除因污水事故溢流和自然界背景污染造成的影响。
4 结论与展望
(1)李村河流域存在的问题:污水处理能力不足、污水处理设施布局不尽合理、老城区排水管网不完善、雨污分流不彻底、河道缺乏稳定水源补给、日常管理执法水平不高;
(2)李村河流域综合治理工作思路:点源排查治理是基础,雨污分流是关键,清淤疏浚是驱动,污水厂建设是辅助,再生水回灌是保障,水生态修复是常态;
(3)李村河综合治理工程应以“治河先治污”为原则,通过源头治理、彻查点源、配套完善污水管网,污水进入管道,清水留在河中,取消临时截污措施,彻底实现清水入河、污水纳管,充分发挥李村河污水处理厂的处理能力,最终使河道水质达到地表V类水标准,国控断面稳定达标,沿河生态环境显著改善。
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