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发展小城镇是推进我国城镇化的重要途径,是带动农村经济和社会发展的一项战略。建立符合我国国情、切实可行的水污染控制设施,发展生态农业和循环经济,实现小城镇可持续发展,是我国小城镇建设中急需解决的问题。
本项研究系江苏省科技厅重大科技招标项目,以新桥镇为对象,研究小城镇水环境综合治理方案。新桥镇位于江苏镇江丹阳市,制造业经济非常发达,为全国重点镇。该镇地处长江之滨,境内有河道4条,支沟9条,四河九沟纵横交错,形成网格水系,具有我国南方水乡的典型水环境特征。研究该镇的水环境综合整治方案并建成应用示范,对我国南方小城镇的健康发展具有较高的指导作用。
本文在系统研究新桥镇水环境现状特征及综合试验研究的基础上,提出了小城镇排水管网规划、点源污染控制和面源污染控制方案,建立了农村居民生活污水就地处理示范工程,主要研究结果如下:
1.区域水环境研究及水环境综合整治规划方案制定
(1)水环境现状研究结果:①污染源排放的主要污染物包括重金属、COD、总磷、总氮和氨氮,其中重金属排放于局部水域。其它四种普遍性污染物的等标污染负荷排序为 COD>总磷>总氮>氨氮。②对四种普遍性污染物而言,其主要污染源的等标污染负荷排序在稻季(6~10月)为:农田径流>镇区生活>行政村生活>镇区地表径流,在麦季(11~5月)为:镇区生活>行政村生活>农田径流>镇区地表径流。③非水源地表水全年水质介于Ⅳ~劣V类之间;水源地表水中石油类、氨氮、农药类超标。④个别工业点源排污导致局部河水、底泥、地下水、土壤和作物都受到污染。
(2)采用水体流动人工调控方案后,六价铬、COD、总氮、总磷的环境承载力分别由0、397、14.5、0.30kg/d增大至0.167、817、67.0、1.85kg/d。
(3)确定近期(2010年)综合整治规划目标:①地表水功能划分为特殊保护水域、重点保护水域及一般保护水域,近期(2010年)各水域应分别达到Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类水质目标。②电镀厂六价铬排放总量控制目标确定为167g/d。③污染治理目标包括生活污水集中处理率等10项指标。
(4)制定了新桥镇水环境综合整治规划方案。本方案包括排水管网规划、点源污染控制、面源污染控制三个方面,采取“源头控制+生态削减+容量利用”三级治理方案。
2.排水规划方案研究
(1)镇区污水管道近期(2010年)预测设计流量为11000t/d。
(2)在已建成镇区,改造原来的合流制为截流式合流制;在工业园区及今后新建镇区,近期采用不完全分流制,中远期完善雨水管道系统,形成完全分流制。
(3)在已建成镇区,采用明沟改暗渠工程。污水在暗渠内流动过程中,氨氮、总磷和COD浓度分别衰减为排入时的68.3~76.0%、59.4~69.6%和55.4~64.3%。
(4)重新疏通南河与老九曲河之间的连接,巧妙设计各闸门的开关时间,利用自然的长江潮汐,可以实现新桥四河九沟水体变静止为流动,从而明显扩大了地表水环境承载力,也美化了河流景观效果。
(5)开发了小城镇水环境在线监测软件系统,可以实现在线监测、超标报警、数据存储、数据分析、报表输出等功能,为扩展在线监测的应用领域做出了有益的尝试。
3.水环境污染点源控制方案研究及示范工程建设
(1)镇区集中生活区生活污水,采用地埋式改进型化粪池进行预处理。
(2)镇区分散住宅区生活污水,对可以纳入污水管网收集系统的,采用标准化粪池预处理;否则,采用与行政村住户相同的方法进行就地达标处理。
(3)行政村农户生活污水,采用四段式(厌氧池、好氧渗滤沟、缺氧池和人工湿地)处理技术就地处理。示范工程出水水质达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准的A标准。
(4)提出新桥电镀厂可以逐步采用的清洁生产途径。
4.水污染面源控制和受污染水体修复技术研究
(1)农田氮磷径流“源头控制”可采用稻鸭共作、稻-黑麦草-禽(渔)、稻田养蟹3种生态农业模式。“生态削减”指新建缓冲草带,保存缓冲林带和恢复缓冲湿地,让农田排水依次通过三道缓冲带屏障。
(2)地表径流污染控制和水环境容量提高,通过恢复和重建河岸生态系统实现。①对已经石驳化的镇区河段,提出两级缓冲带方案,即“岸上草坪乔木,岸下挺水植物”。②对尚未石驳化的镇区河段,采用生态混凝土和仿石砌块技术。③对土壤斜坡型软质护岸的行政村河段,采用四级缓沖带方案,即乔木+草本+灌木+挺水植物。④支沟水生生态系统重建以沉水植物为主。
(3)受污染水源水中氨氮的去除,采用生物膜接触氧化法。石油类污染的去除从三个方面着手:加强船舶的排污监督管理;在船上增加油水分离器等装置,在码头设置油污水储槽或处理设施;在水厂采用活性炭法去除。
(4)受重金属污染的老九曲河修复采用植物(凤眼蓝)吸收法,经修复后的水质可以达到GB3838-2002V类地表水标准。
(5)河沟底泥内源污染的清除要采用环保疏浚。①镇内河沟疏浚底泥可就近施用于农田作为肥料。②镇边界老九曲河段疏浚底泥依据污染严重程度,分别采用三种处置方式:代替粘土作建材、作垃圾填埋场覆盖泥、施用于苗木花卉基地。