环城水系生态防治设计方案

***********水系生态防治初步方案

一、总体设想

由于在新城区将包含相对完善的截污纳管配套建设，因此预计今后中心湖的主要外源污染仅为外系统的劣质补水、大气的干湿沉降、地表径流及日后可能附带产生的旅游污染。由此，本设计首先利用前置湿地初步净化外系统水体，保障外系统补水达到景观水水质要求，以避免因外系统的劣质补水导致整体湖区水质恶化；其次，在中心湖湖面打造点缀的浮岛工程，并将有条件的湖岸边坡打造截污滨岸带，并在浅水区栽植沉水植物，高效截除随地表径流冲刷下来的污染物，同时将底泥稳定，防止营养盐的周期性扩散；同时，利用生态养鱼，以食物链形式转化有机质、控制浮游生物种群，以调控湖区内源污染产生的水质问题。此外，将中心湖区域与其东西两侧的景观溪连接处建立滚水坝，进行水位差设置，以单向流方式跌水冲洗，最终达到景观河道清水长流的目的；本工程在技术运用上将微污水生态系统净化与工程植物能源化相结合，充分利用太阳能和自由水面，建立高效净化物理-植物生态系统，将为***********提供安全、可靠、健康的景观水体。

二、设计方案

本生态净化系统的工艺布局与水流流向设计见下图所示：

***********水系生态防治工程工艺流程图

2.1 补水处理工艺

补水河→→Ⅰ.高效自净水生态系统（1-1 漂浮植物转化区）→→Ⅱ.微动力引水配水系统（2-1低水头提水配水设施）→→Ⅲ.生态过滤系统（3-1碎石滤池区→3-2植物滤床区）→→中心湖

2.2 湖内处理工艺

雨水→→Ⅰ.营养盐集约式资源化系统（1-1 挺水植物区）→→Ⅱ.高效自净水生态系统（2-1沉水植物区）→→Ⅲ.营养膜净化系统（3-1组合浮岛区）→→中心湖

生态养鱼

三、处理系统功能介绍

3.1 沉淀预处理系统

主要功能：

①促淤澄清功能

本中心湖在***********的中心地带，周边建设工程繁多，预计中心湖开挖后的较长时间内，周边其他工程仍将陆续建设，因此将使周边河道的SS处于较高水平。水流在进入处理河道后，流速变缓，又避开航船冲击，再加生态基的作用，颗粒较大泥沙与大颗粒悬浮物易于沉积，为以后集中挖泥创造条件，同时可防止后续的处理设备因积累过多淤泥

而无法正常运行。

②接触氧化功能

生态基的高比表面积为流水形生态系统提供了良好的固着床，水体原生微生物，特别是繁殖周期长的硝化菌，提供附着床。丰富生物相，通过载体附着生物膜吸附有机物，增加滞留分解时间，促进BOD，COD 的分解，生物膜脱落沉积有利促淤澄清。

③本系统为自流曝气冲刷载体系统，易引起生物膜过厚，不易脱落和载体沉没等。自浮载体加钢丝牵引，有利于搅动钢丝促进过厚生物膜的脱落、更新。

④方便集中清淤

本系统与补水河闸门连接，便于挖泥船进出，系统布置的生态基载体系自浮与钢丝绳牵引结合，可以移除，方便清淤。预测沉积物厚1米约8-10年，然后挖泥一次。

⑤冬季的支撑作用

春发、夏生、秋收、冬眠是自然界的普遍现象。冬季多数植物处于休眠和生长停滞阶段，虽然通过布置冷季型植物以及冷暖季镶嵌植物等手段增强处理能力，但毕竟还远不及夏季处理性能高。生态基接触载体的存在对冬季也是有利的支撑。

3.2 营养膜净化系统

主要功能：

①生物同化作用

浮床植物设置大型湿生植物，生物量大，生物积累量高，太阳能利

用率高，能直接吸收水中的各种营养物质与污染物，同化合成植物体，随植物收获将污染物带出水体。

浮床、固定床，植物根系是悬于水中，就像现代农业的无土栽培（水培）微污水体的污染物质，恰似营养液，被植物直接吸收，无需再经土壤转换吸收，吸收效率高。

②营养膜功能

形成根系微生物群，密集的根系提供巨大比表面积为微生物附着提供条件，微生物吸附水中有机物形成生物膜，微生物分解大分子物质形成营养盐被植物吸收利用，植物传输的氧为微生物创造生境，植物分泌的碳源也为微生物生存提供食物源，由于它们的相互协同作用起到了超出生物膜功能，形成营养膜。

③改善水力流态

条状植物床与间隙的沉水植物间作，形成不断上下的水力流态，植物床和根系的阻挡，糙率加大，水向下流；沉水植物由于底部阻挡，糙率加大，水向上流，不断上下，对水的复氧、光照、污染物与植物接触更加频繁和直接。

栽植木本植物的浮床利用灌柳发达而伸展的根系，每道浮床就像一道根系垂帘，水流从根系的间隙穿过，像一层过滤网，根际的微生物群能充分接触到污染物质，强化了净化作用。镶嵌冷季型植物能起到常年净化的作用。

④簇生藻类净化作用

物理浮床或老化的根系能促进很多簇生藻类生长，这些低等植物也能吸收同化以及固定氮、磷及其他污染物，加快水质净化作用。

3.3 营养盐集约式资源化系统

主要功能：

①初级生产功能

大型湿生、水生植物，生物量大，积累量高，太阳能利用率高，能快速吸收氮、磷等营养物质及部分有害物质，转化为生物质。

②生物载体功能

密集的植株茎秆立于水中，起到了微生物附着床的作用，藻类、微生物粘附于茎秆形成生物膜起接触氧化功能。就是收割后留下的残体与死亡根系也为微生物提供碳源、根孔，对NO3-的反硝化脱氮起到重要作用。

③根际微生物联合作用

由于植物能向根区输氧和分泌生物素，成为微生物寄生的良好场所，根系与介质之间常形成好氧与缺氧微区，加上植物本身光合输氧的周期性，就形成了许多时空层面A/O处理器，有利于有机物的降解。

⑤促淤澄清作用

由于秸秆直立于水中且其上附着生物膜，在水流作用下，不断剪切水体，使有机物和平常难以沉淀的小分子悬浮物结合成大分子物质和生物膜脱落，澄清水质。

3.4 高效自净水生态系统

主要功能：

①光能竞争作用

大量漂浮植物的圈养，使得其满布水面，成为光能竞争的强者，抑