再生水的水質控制措施

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永定河“四湖一線”工程是永定河綠色生態發展帶的核心景觀工程,于2010年底成功蓄水,其水環境質量受到社會各屆的廣泛關注。然而,因其常規水源主要為再生水及官廳水庫來水,水源條件較差,“四湖”存在富營養化、水質咸化等水環境風險。因此,借鑒本市已經開展的再生水用于河湖景觀用水的水質控制技術經驗,研究“四湖”水質改善措施,進而為永定河綠色生態發展帶景觀水體水質改善積累經驗,具有非常重要的現實意義。   1再生水回用于景觀水體的水質改善措施實例   近年來,由于本市水資源短缺,河湖補水量不斷減少,河道斷流、湖泊萎縮日趨嚴峻。為改善這種狀況,本市將再生水逐步應用于河道景觀用水,河湖生態環境得到改善。但與此同時,由于再生水營養物質含量高,加上河湖自身條件的限制,水華現象時有發生。龍潭湖、陶然亭公園及“引溫入潮”工程都分別采用了水處理設備,對水中的懸浮物、氨氮、總磷和總氮等物質進行去除,提高入河、湖水體的水質標準,然后再通過在河、湖水體中采取一些措施來改善再生水水質,并取得了實效:經監測,龍潭湖水質與水質改善工程實施前相比,總氮、總磷、生化需氧量、化學需氧量及葉綠素a濃度降低并分別達到44.6%、56.5%、67.7%、45.2%和63.2%[1],水質呈現明顯好轉趨勢;陶然亭公園生物濾池系統主要出水指標達到地表水IV類標準[2];“引溫入潮”工程城北減河至潮白河生物調控凈化工程對總氮、總磷的去除率分別是77%和66%,典型監測斷面氨氮濃度達標[3]。   2北京市永定河綠色生態發展帶建設情況及水質分析   北京市永定河綠色生態發展帶建設計劃分5a實施,2014年底完工,永定河北京段170km河道將自上而下形成“溪流—湖泊—濕地”連通的健康河流生態系統,建成各具特色的生態自然景觀、城市景觀與田園景觀河段,形成“一條生態走廊、三段功能分區、六處重點水面、十大主題公園”的空間景觀布局,為兩岸五區創造優美的生態水環境。2010年首批啟動了“四湖一線”工程,2011年底,門城湖、蓮石湖、曉月湖和宛平湖四湖已蓄水500多萬m2,形成水面270多萬m2。永定河綠色生態發展帶全部完成后,年生態需水量約1.3億m3,主要補水水源為再生水,還有部分雨洪水和地表水,2011年“四湖”主要水源為官廳水庫來水。從2010年9月至2011年底,永定河“四湖”共補水750萬m3,其中宛平湖和曉月湖部分水源為吳家村再生水廠出水,補充的再生水量為80萬m3。為及時掌握“四湖”水質狀況,從2011年8月2日開始對四湖水質進行監測,共設置監測站點6個,其中門城湖、蓮石湖各2個,宛平湖和曉月湖各1個。監測項目包括常規監測、水化學類型監測,其中常規監測、水化學類型監測為每月1次,富營養化監測為每周1次。水質類別評價標準采用《地表水環境質量標準》(GB3838-2002),評價方法采用單指標評價法;富營養化評價采用評分法??傮w上看,四湖營養物質濃度波動較大,與補水水體有一定的關系,水體大致處于地表水Ⅳ、V標準,其中門城湖水質最差,尤其是門城湖下游,水質為劣V類,同入湖水質關系密切,主要超標指標為總氮、總磷和糞大腸菌群,營養狀況為中重度富營養,水域發生水華的風險較大;其他湖水體基本處于輕度富營養狀態,偶爾為中度富營養,水華發生的概率依然存在。各監測點氨氮、總氮、總磷、高錳酸鹽指數及葉綠素等指標動態變化如圖1所示。   3永定河再生水水質改善對策   永定河“四湖”用水將以再生水為主要水源,這同龍潭湖、陶然亭及“引溫入潮”工程的水源情況相似,但“四湖”在其他方面又有著明顯的優勢:其一,建設了21km的循環管線,使水可在“四湖”間循環流動,增加了水體的交換,從而改善水質。其二,永定河沿河設置了“南大荒濕地”、“麻峪濕地”和“園博園濕地”等幾個大型濕地,將有效改善入河水質,將再生水廠出水的地表水Ⅳ類的標準提高到Ⅲ類。   雖然“四湖”的水體有著明顯的優勢,但也存在的一定的問題。首先,由于規劃的濕地尚未建設,入湖水體的水質標準尚不能達到設計的地表水Ⅲ類的標準。其次,永定河循環管線雖已經過多次運行調水,但由于水量較少,循環僅限于各湖內部,水體沒有經過“四湖”從上至下的自流,水面基本處于靜止狀態,對水質改善的作用還不太明顯。此外,永定河沿岸尚存在一些排污口,存在污水直接入河的現象,對水體造成了一定的破壞。   借鑒已有的再生水作為景觀用水的水質改善經驗,結合永定河實際,提出以下建議。   (1)控制污水直接入河。排查沿河排污口,對排污口進行改造,將污水引入市政污水管網,或接入附近的污水處理廠,杜絕污水直接入河污染水體。   (2)促進水體循環。隨著永定河周邊配套再生水廠和規劃內濕地的建成,在水源相對充足的條件下,定期運行循環管線,使水體在濕地和各湖之間進行循環,提升水體的流動能力和自凈能力。   (3)適時更換水體。目前,“四湖”水體處于只補不換的階段,補水是為了補償水的蒸發和滲漏損失,維持一定的水面。但隨著時間的積累,水體中的含鹽量也在增加,當含鹽量達到一定程度時必定會對水生動植物的生存造成威脅,進而使水質惡化。因此,應加強對水質的監測,當水體中的鹽分含量到達一定程度時,適時對水體進行更換,保證水生動植物賴以生存的水質條件。   (4)建設生物浮床。在湖中建設生物浮床,在浮床上種植美人蕉、水葫蘆及旱傘草等水生植物,吸收水體中的氮磷等污染因子,抑制藻類生長,從而起到凈化水質的目的,同時也對“四湖”景觀起到美化的效果,提升景觀價值。   (5)放養水生動物。投放食藻型魚類,主要為鰱魚、鳙魚及白鯽等濾食性魚類,蚌、螺等水生動物,從而抑制藻類的繁殖。#p#分頁標題#e#   (6)人工曝氣推流。定期運行曝氣船提高水體中的含氧量,改變藻類生長的外部環境;在湖邊設置推流曝氣機,進行人工增氧,同時增加湖邊死水區的水體循環,減少水華發生的機率。   (7)加強對水面的管理和維護。隨著永定河綠色生態發展帶建設的不斷推進,游人也逐漸增多,各種旅游垃圾也將接踵而至。因此,應加強對水面的管理和維護,設置專人管理水面環境,對水面漂浮物及時清除,以防其沉于湖底腐爛變質后引起水質變臭;同時管理垂釣人員,制止過多投放魚餌造成水體的污染。   (8)定期對使用再生水區域的地下水、土壤進行監測,研究使用再生水對周圍環境的影響,進而采取應對措施。   4結語   從永定河“四湖”水質監測結果可以看出,“四湖”水體基本處于地表水Ⅳ、Ⅴ類標準,隨著再生水所占比例的加大和蓄水時間的延長,水質問題將日趨突出。因此,在科學進行水體循環調度的基礎上,建議同時采用控制污染物直接入河、建設生物浮床、人工曝氣推流與適時更換水體等措施來改善水質,維護永定河良好水環境,充分發揮永定河生態景觀價值。

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