伊通河中段水環境綜合整治工程案例分析
【蘭州純水設備http://www.ilangnet.cn】1、項目背景及治理目標 伊通河是長春的母親河，長春市城區河段(新立城水庫壩下段至萬寶攔河閘)自然長度約47.137km，中段河道(四化閘至南繞城段，圖1)長度約15.88km，河道平均寬度140m，最窄處110m，中段河道平均坡度約為0.5‰，平均水深約為2.5m，水體總容量約為630萬m3。自1986年以來，長春市對伊通河進行了多次整治，基本完成了城區段河道的綠化和防洪建設。上游的新立城水庫建成后，伊通河失去了穩定的源水補給，已成為承載天然降雨和城市排水的主要通道，水體污染、河道淤積、水生態功能喪失，伊通河中段成為了黑臭水體。
為此，長春市對污染嚴重的伊通河水體提出了水質斷面整治計劃，明確治理目標，加大綜合治理力度，全面推進治水提質攻堅戰。按照《吉林省水污染防治目標責任書》的要求，伊通河水體在2020年達到Ⅴ類標準(氨氮<2.0mg/L，TP≤0.4mg/L，COD≤40mg/L,溶解氧>3.0~5.0mg/L)。
2、水污染狀況及成因分析
伊通河流域中段水體污染嚴重，COD、氨氮、TP等指標遠超過地表水Ⅴ類限值標準，屬于黑臭水體。生態基流嚴重不足，上游東南污水廠為其唯一穩定補水水源，現狀補水量約為6.1萬噸/天，河道水動力差，且補水水質不能滿足目標要求;水生態系統嚴重退化，水體基本喪失自凈能力。
導致伊通河水體成為黑臭水體的原因主要有：
(1)點源污染：截污干管系統雖已建成，個別吐口旱季仍有污水進入河道;吐口閘門不能滿足污染控制要求，雨停后未及時關閉，污水直排入河。
(2)面源污染：合流溢流污染控制尚未展開，合流溢流污水是水質惡化的最主要因素，且分流制區域亦存在初期雨水污染。
(3)內源污染：河道底泥未按照生態標準清淤，底泥內源污染加重污染趨勢。
(4)生態水量過低：水體體積過大，補水量過小，水動力差，換水周期長，污染產生疊加效應。
(5)自凈能力喪失：生態系統退化嚴重，無生態保持、恢復能力。
伊通河
3、總體思路及技術路線
流域綜合治理技術路線的選擇應遵循“適用性、綜合性、經濟性、長效性和安全性”等原則，結合伊通河流域中段的實際情況，本工程以“控源截污、內源治理、活水補給、生態修復”為綜合整治技術路線，其中控源截污及內源治理是其他工作的前提和基礎，各項具體內容如下：
控源截污：針對伊通河流域中段的具體情況，一是確保旱季污水全部截留，控制合流溢流污染;二是對面源污染進行整治。
內源治理：伊通河中段底泥污染嚴重，需采取環保清淤及底泥原位改良措施。
活水補給：伊通河中段水體流動性差，需增加生態補水量，有效提高水體流動性。
生態修復：在完成控源截污及內源治理的前提下，通過生態系統的恢復與系統構建，持續去除水體污染物，改善生態環境，保持水體水質。
4、總體方案
4.1點源污染治理方案
點源截污工程主要內容為，一是在鰱魚溝上游臨河街開展截污工程;二是伊通河中段沿伊通河東岸從衛星路至自由大路敷設d1200-d2000的截污干管，總長約4km，徹底完成對鰱魚溝的截污，從而實現旱季點源污染的全面收集處理，目前伊通河中段截污系統已基本建成運行。
4.2合流制溢流污染治理方案
暴雨條件下，合流制排水系統內的流量超過截留流量時，超過部分的雨污混合污水將直接排入受納水體，被稱為合流制管道溢流。綜合國內外對合流制管道溢流的處理進展來看，目前對其污染的治理對策主要有源頭治理和末端治理兩項措施。對于伊通河中段而言，水體流動性差，并結合長春市伊通河中段基本為老城區，合流制難以改造的情況，確定本項目對合流溢流污染采取調蓄為主，建設11處調蓄池控制面源污染。
4.3分流制區域面源治理方案
在分流制區域進行面源污染控制，采取LID措施，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種措施組合，解決分流制區域面源污染的問題。分流制面源污染控制工程為伊通河中段水生態工程中的一部分，需要滿足進入伊通河水質及水量要求。
4.4內源治理方案
伊通河中段河道內底泥現狀污染嚴重，部分區域出現泥斑上浮、發黑發臭現象。根據伊通河中段流域底泥污染現狀，采取的處理措施為：污染淤泥清除+覆蓋+微生物原位修復，清淤可以有效削減重污染區域底泥污染，并經黏土覆蓋后可有效阻斷深層污染物向水體釋放，對于輕污染區采用原位底泥改良工程可很好減輕底泥污染釋放，投資適中，綜合效果好。
4.5活水補給方案
考慮到伊通河現狀水源以城市污水處理廠退水、入河污水和雨水為主，以及流域氣候偏干旱的情況，本工程補水方案為沿岸新建3處和提升改造1處污水廠進行生態補水。該方案優點是水質水量穩定，既滿足補水需求以及再生水利用規劃布局，又能結合污水收集處理系統提高污染物消減能力。
4.6生態修復方案
伊通河中段水環境改善及水生態修復工程是一個整體性和系統性的工程，其中水生態修復措施是伊通河水體水質長效保持的有效手段，生態修復措施主要控制入河的污染物量，抑制藻類爆發，凈化水體，防止水華現象，維持伊通河河道內水質，改善水環境，修復河道水生態系統。該方案設計旁側循環接觸氧化、氧化塘、人工濕地工程，共計13處，持續削減入河的污染物質，改善水體環境。
生態修復方案
(1)旁側循環接觸氧化工程主要利用河灘地內現狀河塘，將伊通河和水塘連通起來，在水塘內布置浮動濕地、人工水草、沉水植物、曝氣充氧(曝氣裝置與浮動濕地相對固定)等措施，河水與塘內措施充分接觸，去除水體中有機物、氮、磷等污染物質，使出水長期保持在地表水，達到凈化水體，生態修復的目的。工藝流程圖如下：
生態修復方案
(2)氧化塘又叫穩定塘或生物塘，是經過人工適當修整的土地，設圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物使污水得到凈化的一種污水生物處理技術。污水在塘內緩慢的流動、較長時間的貯留，通過在污水中存活的微生物的代謝活動和包括水生植物在內的多種生物的綜合作用，使有機污染降解，污水得到凈化。工藝流程如下：
生態修復方案
(3)人工濕地系統包括塘系統單元、潛流濕地單元、表流濕地單元，伊通河河水通過泵提升到塘中進行緩沖沉淀去掉顆粒物，然后進入潛流濕地單元部分，通過潛流濕地中的基質填料作用以及蘆葦等植物的吸收等作用凈化水體，潛流濕地處理后的污水進入表流人工濕地中，通過濕地植物根系吸收去除污染物，同時還可打造濕地的水面景觀。
生態修復方案
從工程應用的角度，旁側循環接觸工藝、塘系統處理工藝與人工濕地可分別單獨運用，也可結合工藝特點，相互組結合應用。工藝設計時，宜根據工程特點靈活配置。
5、結論及建議
綜合治理方案中每個措施的控制作用具有互補性、時序性及針對性。調蓄池主要針對合流制溢流污染控制;旁側循環接觸氧化及人工濕地系統，全時段凈化河道水質;底泥改良針對底泥污染總量控制和釋放控制;排口針對超標雨水入河前的污染物和漂浮物控制;海綿城市建設針對分流制區域的初期雨水控制及雨水資源化利用。
城市水系統綜合解決方案的制定，涉及到市政工程、海綿城市、生態工程、景觀工程、平臺構建等專業領域，因此需要多專業的優勢資源整合，實現系統解決問題。需要建立創新的平臺模式，整合各專業團隊資源，構建多領域的水系統工程，真正做到綜合解決城市建設過程中帶來的水系統問題。
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