李云祯等

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。

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

Study on the Safety and Health Prevention of Chengdu Drinking Water Based on the Constructed Rapid Infiltration System

LI Yun-zhen1，TIAN Qing-hua1，GAO Ping-ping2，CHEN Ya-ping1，JI Ding-yu3，XU Wen-lai4

（1.Sichuan academy of environmental sciences， Chengdu 610041， China； 2.Faculty of geoscience and environmental engineering of Southwest Jiaotong University Sichuan， Chengdu 610031， China； 3. Sichuan academy of environmental sciences Sichuan， Chengdu 611231，China；

4.College of environment and civil engineering of Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China）

Abstract：Fenghuang river channel was located on the above of the source of drinking water of Chengdu the second water factory and fifth factory， the water quality was bad V category， the main pollutants are COD and NH3-N， which caused the rivers black and smelly， threat Chengdu public drinking water safety. Selected the Chengdu city of Fenghuang river rapid infiltration system （CRI） of water pollution control engineering， researched on the treatment of COD and ammonia on the performance of constructed rapid infiltration system， for the protection of drinking water environment and health prevention and control of the engineering design and operation to provide a practical reference for the construction.

Key words：drinking water environment and health；constructed rapid infiltration system； chemical oxygen demand； NH3-N； removal performance

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。

参考文献：

[1] 姚 远，李云祯，赵希锦，等.地表河流水环境重金属污染风险评价[J].水资源与水工程学报，2013，24（5）：120-123.

[2] 何江涛，钟佐燊，汤鸣皋，等.污水土地处理技术与污水资源化[J].地学前缘（中国地质大学，北京），2001，8（1）：155-162.

[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.

[5] 张凯松，周启星，孙铁珩.城镇生活污水处理技术研究进展[J].世界科技研究与发展，2003，25（5）：5-10.