李云祯１，田庆华１，高平平２，陈亚平１，纪丁愈３，许文来４
（１．四川省环境保护科学研究院，成都 ６１００４１；２．西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都 ６１００３１；
３．四川水利职业技术学院，成都 ６１１２３１；４．成都理工大学环境与土木工程学院，成都 ６１００５９）
摘要：位于成都市自来水二厂、五厂的饮用水取水源为沙河上游的凤凰河二沟，水质为劣Ｖ类，主要污染物为ＣＯＤ（化学需氧量）和ＮＨ３－Ｎ（氨氮），导致了该沟河水发黑发臭，存在威胁成都市民饮用水安全的隐患。选取成都市凤凰河二沟人工快渗系统（ＣＲＩ）水污染治理工程，对其处理ＣＯＤ和氨氮的性能进行了研究，为人工快渗系统保障饮用水环境与健康防控的工程设计和运行提供了实际工程借鉴。
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关键词 ：饮用水环境与健康；人工快渗系统；ＣＯＤ；氨氮；去除性能
中图分类号：Ｘ５２；Ｘ７０３．２ 文献标识码：A 文章编号：0439－８114（２０15）16－3911-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.020
收稿日期：２０１５－０５－１４
基金项目：四川省科技厅公益性科研院所基本科研项目（２０１３０３８－１）；四川省留学回国人员科技活动择优资助项目
作者简介：李云祯（１９７９－），男，河北衡水人，高级工程师，博士，主要从事饮用水保护区划分与规划，饮用水、地下水污染防治与保护研究，（电话）１８１６１２１１６６１（电子信箱）５５４９８０４０＠ｑｑ．ｃｏｍ；通信作者，许文来（１９８３－），男，江苏泰州人，副教授，主要从事饮用水保护区划分与规划及水污染防治与保护研究，（电话）13551029646。
饮用水安全直接关系着广大人民群众的身心健康和生存［１］，成都市作为西部特大中心城市，常住人口１ ５６０万，户籍人口只有１ ３００多万，其饮用水环境安全与健康关系重大。成都市城北凤凰河二沟流域覆盖了凤凰山以西、成彭路以东的大部分地区，河道宽２～３ ｍ，深２～４ ｍ。由于该区域属城乡结合区，管理难度大、人口成分复杂、卫生条件差、污水偷排现象严重，导致区域环境极为恶劣。同时，由于该区域尚未实现清污分流，无完善的雨、污管网设施，污水利用河系自然收集，常年来，主要污染源为沿途场镇的工业及生活污水。区域内有集居人口１０余万、排污企业６２家、养殖场１６个、屠宰场３个、农家乐５个、沿河搭建棚户建筑物２９６ ｍ２、沿河固体垃圾１ ５９８ ｍ３、河道淤积物２．５４万ｍ３，以及沿途小作坊的生产废水、餐饮废水、灌溉废水及地表径流随沟渠直接排入凤凰河二沟，入河口水质为劣Ｖ类，主要污染物为ＣＯＤ（化学需氧量）和ＮＨ３－Ｎ（氨氮），导致了该沟河水发黑发臭，不仅影响到了成都市的市容市貌，而且还进一步威胁到了其下游沙河（成都市自来水二厂、五厂的取水源）的水质，威胁市民的饮用水安全与健康。因此，凤凰河二沟的水环境治理势在必行。
随着人工快渗系统（ＣＲＩ）污水处理工艺的日益完善及其在受污染河流治理方面的巨大优势，ＣＲＩ系统在工程上得到了一定的推广和应用，尤其是在中国南方地区已有大量成功的工程实践，目前仅在深圳地区已投入运行了近１０座ＣＲＩ系统，成都投入运行的有３座，且系统运行稳定，出水水质良好，维护管理方便［２］。２００７年４月，成都市最大的人工生态污水治污工程——凤凰河二沟水污染治理示范工程竣工，并投入运转使用。凤凰河二沟污水治理主体工程为ＣＲＩ系统，辅以人工湿地系统，可处理污水２万ｔ／ｄ。受污染河水通过地下管道流入近１．５万ｍ２的ＣＲＩ系统，通过ＣＲＩ系统处理，污水被净化为清水流。凤凰河二沟ＣＲＩ系统水污染治理示范工程为保障饮用水安全与健康防控提供了有力的支撑。但长久以来，对已建成的ＣＲＩ工程运行效果缺乏综合分析和系统的研究，这不利于ＣＲＩ技术的进一步推广和应用［3-5］。本研究选取成都市凤凰河二沟ＣＲＩ系统水污染治理工程，对其处理ＣＯＤ和氨氮的性能进行研究，旨在为ＣＲＩ系统保障饮用水环境与健康防控的工程设计和运行提供实际工程借鉴。
１ ＣＲＩ系统去除ＣＯＤ和氨氮监测数据
为研究成都市凤凰河二沟ＣＲＩ工程处理ＣＯＤ和氨氮的性能，２０１４年６～１２月，分别在凤凰河二沟进入ＣＲＩ系统工程前１００ ｍ处快渗池出水口处进行了实地监测，统计结果见表１。
２ ＣＲＩ系统对ＣＯＤ去除性能分析
由表１可知，ＣＲＩ系统进水ＣＯＤ浓度为１４１．１６～２００．１３ ｍｇ／Ｌ，ＣＲＩ系统对于ＣＯＤ的去除效率为７９．１１％～８８．５９％，平均去除效率为84.99％，ＣＲＩ系统出水ＣＯＤ浓度为２０．０８～３１．８２ ｍｇ／Ｌ，出水ＣＯＤ平均浓度为２５．８２ ｍｇ／Ｌ，达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８－２００２）中的一级标准中的Ａ标准。
由图１可知，ＣＲＩ系统进水ＣＯＤ浓度变化波动较大，而ＣＲＩ系统出水ＣＯＤ浓度波动却较小，出水水质稳定。当污水流经ＣＲＩ系统滤料时，有机物首先被滤料和系统内的生物膜截留吸附，在微生物的作用下有机物被分解吸收和利用。在ＣＲＩ系统中，滤料对有机物的吸附和截留作用只是起一个缓冲剂的作用，真正对有机物进行降解去除的是系统内生存的微生物，ＣＲＩ系统对ＣＯＤ具有较高的去除效率，说明系统内微生物丰富且具有较高的活性。
３ ＣＲＩ系统脱氨氮性能分析
由表１可知，ＣＲＩ系统进水氨氮浓度为２４．５２～３７．１５ ｍｇ/Ｌ，ＣＲＩ系统对于氨氮的去除效率为９０．５１％～96.16％，平均去除效率为９２．６7％，ＣＲＩ系统出水氨氮浓度在１．０７～２．６７ ｍｇ/Ｌ之间，出水氨氮平均浓度为２．２８ ｍｇ/Ｌ，达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８－２００２）中的一级标准中的Ａ标准。由图２可知，氨氮进水浓度均界于２０～４０ ｍｇ/Ｌ范围内，经人工快速土壤渗滤系统处理之后，出水的氨氮浓度均低于５ ｍｇ/Ｌ，去除效率达到了９０％以上，去除效果良好。
４ 小结
通过对成都市凤凰河二沟污水生态工程处理ＣＯＤ和氨氮的分析表明，该工程选择ＣＲＩ系统治理凤凰河二沟河水取得了较好的环境效应。成都市凤凰河二沟ＣＲＩ系统对于ＣＯＤ的去除效率为７９．１１％～８８．５９％，平均去除效率为84.99％；氨氮的去除效率为９０．５１％～96.16％，平均去除效率为９２．６7％；该ＣＲＩ系统出水中ＣＯＤ浓度为２０．０８～３１．８２ ｍｇ／Ｌ，出水ＣＯＤ平均浓度为２５．８２ ｍｇ／Ｌ；氨氮出水浓度为１．０７～２．６７ ｍｇ／Ｌ，出水中氨氮平均浓度为２．２８ ｍｇ／Ｌ。ＣＯＤ和氨氮的去除效率很高，出水已经满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８－２００２）中一级Ａ标要求，为保障成都市沙河饮用水安全与健康防控提供了有力的支撑。总体而言，污染物在一定的浓度范围内，ＣＲＩ系统出水水质相对稳定，说明系统具有较强的抗负荷冲击能力。ＣＲＩ系统进一步改进时，要着重考虑通过改变快渗池滤层结构、滤料组成和运行方式等提高系统对ＴＮ（全氮）和ＴＰ（全磷）的去除效果。
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参考文献：
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［３］ 许文来，张建强．河沙对污水中有机物吸附作用与动力学［Ｊ］．水处理技术，２０１１，３７（５）：３０－３６．
［４］ 刘家宝．人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究［Ｄ］．北京：中国地质大学，２００６．
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