導(dǎo)讀:：阿什河是松花江流域水環(huán)境質(zhì)量最差支河之一，為科學(xué)合理的推進(jìn)阿什河水環(huán)境治理，本研究通過(guò)數(shù)值模型的量化分析，在優(yōu)化污水處理廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)間的基礎(chǔ)上，提出了污水處理廠升級(jí)改造+人工濕地+水資源調(diào)度的水環(huán)境治理和保護(hù)綜合措施。

關(guān)鍵詞：阿什河，納污能力，升級(jí)改造，人工濕地，水資源調(diào)度

1 概況

阿什河為松花江右岸的一級(jí)支流，發(fā)源于尚志市帽兒山鎮(zhèn)尖山砬子張廣才嶺北端，全長(zhǎng)213km，流域總面積3489km2。河道自東南向西北流經(jīng)哈爾濱市阿城區(qū)和市區(qū)，并在市區(qū)東北角匯入松花江，全段蛇曲發(fā)育，河槽寬25~60m，比降約1/2500。西泉眼水庫(kù)(總庫(kù)容4.78億m3，其中興利庫(kù)容2.89億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2.45億m3)將河道一分為二水資源調(diào)度，西泉眼水庫(kù)以上段長(zhǎng)73km，西泉眼水庫(kù)以下段長(zhǎng)140km，匯水面積為2400km2。

由于流域截污治污能力遠(yuǎn)滯后于地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，導(dǎo)致污水直排入河現(xiàn)象比較嚴(yán)重，引起河道水質(zhì)惡化，尤其是阿城區(qū)段及哈爾濱市區(qū)段，水質(zhì)基本為劣Ⅴ類，主要超標(biāo)因子為COD和氨氮。每年春夏之際，污水橫流，臭氣熏天，并已經(jīng)影響到松花江干流的水質(zhì)。目前，阿什河已被列入《松花江流域水污染防治規(guī)劃》中水質(zhì)較差的支流，急需整治。

為科學(xué)合理推進(jìn)阿什河水環(huán)境整治，研究采用水環(huán)境數(shù)學(xué)模型從納污能力角度對(duì)納污總量提出限排要求，并提出水環(huán)境治理的量化指標(biāo)。

2 阿什河干流納污能力分析

2.1研究計(jì)算基本條件

(1)采用的水文、水質(zhì)邊界條件

典型年型：枯水年型(90%保證率);

下游入松花江口水位：115m~116m;

上游西泉眼水庫(kù)下泄量及水質(zhì)條件：下泄量為0.1億m3/a(折合為0.32m3/s)，水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)目錄。

(2)統(tǒng)計(jì)分析方法

將全年劃分為冰凍期(1月~3月以及11月~12月，共計(jì)5個(gè)月)與非冰凍期(4月~10月，共計(jì)7個(gè)月)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)分析的水質(zhì)指標(biāo)為COD和氨氮。

(3)水質(zhì)改善目標(biāo)

2011年全段消除黑臭(COD達(dá)到Ⅴ類，氨氮不高于3.0mg/L)，2013年達(dá)到Ⅴ類水，2015年全段水質(zhì)達(dá)到水功能區(qū)劃要求。

(4)現(xiàn)狀污染源

目前水資源調(diào)度，阿什河全段污染物年入河污水量10133.9萬(wàn)t，COD 34830.9t，氨氮3972.0t。

2.2納污能力計(jì)算結(jié)果

不同目標(biāo)年下阿什河干流的納污能力見表1。

表1不同時(shí)期阿什河干流納污能力統(tǒng)計(jì)(單位：t/d)

Tab1. Statistics of pollutant carrying capacity of Ashi-river in different period(Unit:t/d)

為實(shí)現(xiàn)水質(zhì)目標(biāo)要求，2011年之前阿什河全段應(yīng)削減COD 79.3 t/d，削減率為83.1%，削減氨氮9.41t/d，削減率為86.5%;2013年之前阿什河全段應(yīng)繼續(xù)削減氨氮0.57t/d，總削減率達(dá)91.7%;2015年之前阿什河全段應(yīng)繼續(xù)削減COD 5.03t/d，總削減率達(dá)88.4%，繼續(xù)削減氨氮0.28t/d，總削減率達(dá)94.3%。

3 水環(huán)境治理與保護(hù)研究

河道水環(huán)境治理與保護(hù)的方法是截污治污以及水資源調(diào)度，其中截污治污是根本，水資源調(diào)度是輔助。目前可行的截污治污措施主要有加大污水收集能力、提高污水廠處理等級(jí)、人工濕地工程[1,2]等。

3.1截污治污效果分析

為推進(jìn)阿什河水環(huán)境整治，哈爾濱市相關(guān)部門已經(jīng)制定了污水處理廠分期實(shí)施計(jì)劃：2010年底前(一期)完成阿城(5萬(wàn)t/d)、信義(10萬(wàn)t/d)兩座污水處理廠以及相關(guān)污水截流工程的實(shí)施，其中兩座污水處理廠尾水(出水等級(jí)均為一級(jí)B)排入阿什河，截流工程的尾水改排至松花江。2015年(二期)將阿城污水廠擴(kuò)容至10萬(wàn)t/d，信義污水處理廠擴(kuò)容至25萬(wàn)t/d。相關(guān)截污治污工程建成運(yùn)行后，2011年、2015年阿什河干流污染物實(shí)際入河量見表2。

表2污水處理廠建成后阿什河全段納污總量統(tǒng)計(jì)

Tab 2. Statistics of pollutantcarrying capacity of Ashi-river after the built of sewagetreatment plants

與表1相比可以看出，即使提高污水收集處理率，阿什河全段實(shí)際納污量仍大于納污能力，尤其是氨氮指標(biāo)水資源調(diào)度，所以必須采用更強(qiáng)有力的措施。可以采取的措施包括污水廠升級(jí)改造、利用阿什河沿線空地設(shè)置人工濕地、開展水資源調(diào)度。

3.2污水處理廠升級(jí)改造效果分析

污水處理廠升級(jí)改造是改善河道水環(huán)境的重要和必要措施[3]?？紤]到工程的建設(shè)周期，本研究按照“2013年完成一期污水處理廠的一級(jí)B到一級(jí)A的升級(jí)改造，2015年污水處理廠按照一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)建成”進(jìn)行進(jìn)一步分析。不同目標(biāo)年下阿什河全段實(shí)際納污量見表3。

表3不同目標(biāo)年下阿什河全段納污總量統(tǒng)計(jì)表

Tab 3. Statistics of pollutantcarrying capacity of Ashi-river in different year

對(duì)比上表和表1，可以得出以下結(jié)論：

(1)2013年：隨著一期污水處理廠的升級(jí)改造，阿什河納污總量有所降低，但全年的氨氮以及冰凍期的COD仍大于河道納污能力;

(2)2015年：污水處理廠二期工程建成后，將現(xiàn)狀并未排入阿什河的污水通過(guò)污水處理廠排入阿什河，提高了排入阿什河的污水量，納污總量也有所增加，導(dǎo)致全年的氨氮以及冰凍期的COD仍大于河道納污能力。

可見，即使通過(guò)污水處理廠升級(jí)改造以及增加污水收集能力，非冰凍期COD的入河量低于納污能力，但冰凍期COD以及全年的氨氮入河量依然大于納污能力，應(yīng)采用人工濕地以及水資源調(diào)度等措施進(jìn)一步增強(qiáng)河道納污能力，尤其是加強(qiáng)對(duì)N元素的降解。

3.3人工濕地+水資源調(diào)度效果分析

由于人工濕地的處理能力與工藝、水情等因素密切相關(guān)，本研究根據(jù)相關(guān)的研究成果[4,5,6]提出了四組人工濕地的處理能力工況(見表4)，以研究不同情況下需要的水資源量，供相關(guān)部門決策使用。研究結(jié)果見表5。

表4人工濕地對(duì)COD和氨氮去除能力方案表

Tab4. Schemeof purifyability of wetland in COD and NH3-N

表5人工濕地對(duì)COD和氨氮去除能力統(tǒng)計(jì)表

Tab5. Statisticsof purifyability of wetland in COD and NH3-N

通過(guò)計(jì)算結(jié)果分析可知，一方面，隨著人工濕地處理能力的提高，阿什河需要的水資源量也有所降低水資源調(diào)度，尤其是在非冰凍期，所以應(yīng)盡量發(fā)揮人工濕地的作用。但另一方面，即使人工濕地對(duì)COD和氨氮的去除率分別達(dá)到70%和60%，依然需要一定規(guī)模的水資源量，由于西泉眼水庫(kù)下泄能力有限，而本段松花江水質(zhì)基本達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，建議下階段研究“引松濟(jì)阿(引松花江水至阿什河)”工程的可行性。

4 結(jié)論和建議

(1)為確保阿什河水質(zhì)達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)要求，對(duì)污水處理廠升級(jí)改造以及加大截污治污力度是不夠的，需要采用污水處理廠升級(jí)改造+人工濕地+水資源調(diào)度的綜合措施。

(2)由于未來(lái)阿什河最大的污染源是污水處理廠的尾水，所以除了在阿什河干流設(shè)置人工濕地外，在污水處理廠尾水排放口也應(yīng)設(shè)置一定規(guī)模的人工濕地。建議下一階段對(duì)人工濕地的工藝、位置、規(guī)模等深入開展研究，尤其是加強(qiáng)對(duì)N元素降解能力的研究。

(3)由于西泉眼水庫(kù)庫(kù)容量有限，在充分發(fā)揮人工濕地作用的情況下，建議對(duì)“引松濟(jì)阿”工程的可行性進(jìn)行深入論證分析。

參考文獻(xiàn)：

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[2]崔理華,盧少勇.污水處理的人工濕地構(gòu)建技術(shù)[M],化學(xué)工業(yè)出版社,2009

[3]關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的通知(環(huán)發(fā)[2005]110號(hào))

[4]宋晨,項(xiàng)學(xué)敏等.人工濕地對(duì)北方城市污水深度處理效果的研究[J],環(huán)境污染與防治, 2007,29[6]:433-436

[5]陳永華,吳曉芙等,人工濕地污水處理系統(tǒng)冬季植物的篩選與評(píng)價(jià)[J],環(huán)境科學(xué), 2010,31[8]:1789-1794

[6]原野,楊雪等.人工濕地在我國(guó)北方寒冷地區(qū)的應(yīng)用[J],環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì), 2010(5):41-44

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