城市河流水环境综合治理技术集成与示范

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巢湖流域的城市河流水体普遍存在着水体交换 周 期 长 、水 源 水 质 差 、景 观 效 果 不 佳 、底 质 污 染 严 重 、 富 营 养 化 、水 生 态 系 统 结 构 和 功 能 性 薄 弱 等 问 题 ,导 致河湖水 体 在 城 市 整 体 发 展 中 的 功 能 退 化 或 者 丧 失。针对这些问 题,本 项 目 以 合 肥 市 南 淝 河 为 研 究 对象,开展 河 湖 水 质 水 量 调 控、水 陆 交 错 带 生 态 构 建、底 质 污 染 控 制、水 质 原 位 修 复 等 技 术 研 究,集 成 一套城市河流水 环 境 综 合 治 理 技 术,通 过 南 淝 河 上 游 示 范 工 程 的 实 施 ,实 现 示 范 区 水 环 境 质 量 的 改 善 。 本文介绍该技术在合肥市南淝河水质保障与修复示 范工程中的应用 及 取 得 的 效 果,以 分 析 该 技 术 在 富 营养化城市河湖管理中的应用前景。 2 技 术 研 究 和 集 成
本研究通过生 态 滤 床 的 工 艺 改 进,将 增 氧 和 碳 源 补 充 应 用 到 生 态 滤 床 中 ,使 用 无 烟 煤 、钢 渣 等 优 化 了 基 质 组 配 ,提 高 了 生 态 滤 床 的 净 化 效 果 ,其 中 主 要 污染物的去 除 效 果 为:COD 去 除 率 为 71%、TN 去 除率为44.8%、NH3—N 去除率为44.3%、TP 去除 率为91.8%。 将 不 同 植 物 配 置 的 生 态 护 坡 应 用 于 城市景观河道污染物拦截,结合人工强化护坡 材 料, 达到了稳定边坡、减 少 水 土 流 失 和 改 善 栖 息 地 生 境 的目的。 研 究 结 果 表 明,美 人 蕉 护 坡 对 TN、TP、 COD 和 TSS均有一定 的 去 除 效 果。 通 过 恢 复 水 陆 交 错 植 物 带 ,促 进 近 岸 带 的 生 态 系 统 恢 复 ,拦 截 入 河 污染物,净化 水 质 和 美 化 环 境 。 [2] 本 研 究 在 南 淝 河 近 岸 带 恢 复 重 建 了 12 种 岸 带 植 物 ,水 陆 交 错 带 主 要 水质指标 COD、TP 分别降低了19%、16.3%。 3.3 底 泥 疏 浚 与 污 染 控 制 技 术
1 6 给水排水 Vol.39 No.8 2013
达17 000多t,TP 1 200多t,使得 巢 湖 水 体 中 的 氮 磷 浓 度 居 高 不 下 ,蓝 藻 水 华 频 频 发 生 。
在 所 有 入 湖 河 流 中 ,合 肥 市 的 南 淝 河 、十 五 里 河 和派河对 巢 湖 的 TN 和 TP 的 贡 献 最 大,是 导 致 西 湖区的蓝藻水华乃至全湖水质恶化的主要原因。根 据《安徽省环境 统 计 年 鉴》,合 肥 市 的 南 淝 河、派 河、 十 五 里 河 三 条河入湖水量占18%,但是入湖 TP 和 TN 却占总入湖量的72.6% 和 69.5%;其 中 南 淝 河 以8.6%的入 湖 水 量,贡 献 了 21.3% 的 入 湖 COD、 24.7%的入湖 TP 和8.9%的入湖 TN。
本课题建立了以环沟型氧化沟升级改造与深度 处理工程、多 段 氧 平 衡—MBR 污 水 处 理 示 范 工 程、 污水处理厂污泥太阳能辅助生 物 干 化 成 套 技 术示 范工程、分散区 域 及 小 城 镇 厌 氧 微 网—生 物 膜 污 水
参考文献
1 徐立,杨殿海,刘巍,等.内 置 缺 氧 区 的 改 良 型 Pasveer氧 化 沟 工 艺 脱 氮 除 磷 性 能 研 究 .环 境 工 程 学 报 .2013,7(3):908~913
摘要 针对巢湖流域典型城市 河 流 污 染 特 征 及 成 因,以 合 肥 市 南 淝 河 为 研 究 对 象,开 展 以 水 功 能区划及水质修复为目标的“库—河—湖”多闸坝水质水量调配 技术、河道 水 陆 生 态界面重建 与污染 生物生态拦截技术、底泥疏浚与污染控制技术、污水处理厂尾 水人工湿地深度处理技术、城市景观河 道水生植物组合强化净化技术、基于 生 态 功 能 的 景 观 设 计 等 关 键 技 术 的 研 发,形 成 了 城 市 河 流 水 质 保障与修复技术体系。该技术应用 于 合 肥 市 南 淝 河 上 游 示 范 河 段 后,水 质 得 到 进 一 步 提 升,水 生 生 物多样性增加,生态系统结构和功能更加完善,取得了显著的环境 和社会 效益,为 巢湖 流域城市河 湖 水 系 污 染 控 制 、缺 水 城 市 水 体 污 染 控 制 与 水 环 境 治 理 提 供 技 术 体 系 和 示 范 。
通过在水平潜流人工湿地前端设置生物质填充 渠,利用水生植 物 生 物 质 及 其 根 茎 等 有 机 质 发 酵 产 酸 ,补 充 水 平 潜 流 人 工 湿 地 反 硝 化 所 需 碳 源 ,不 仅 经 济有效地解决 城 镇 污 水 处 理 厂 尾 水 中 NO3- —N 反 硝 化 的 碳 源 供 给 问 题 ,而 且 可 以 预 防 堵 塞 问 题 ,简 化 了生物质的 清 理 与 更 新。 同 时,本 课 题 构 建 了 由 新 型复合填料组 成 的 离 子 交 换—生 物 再 生 系 统,解 决 了湿地系统普遍 存 在 的 脱 氮 季 节 性 差 异,同 时 对 磷 等污染物具有很强 的 吸 附 能 力 。 [3,4] 在 城 镇 污 水 处 理 厂尾水达到一级 A 标准时,湿地系统 HRT 为4d 的 条 件 下 ,全 年 出 水 水 质 均 稳 定 达 到 《地 表 水 环 境 质 量标准》(GB 3838—2002)的 Ⅳ 类 标 准。 在 南 淝 河 旁,建立了处理 望 塘 污 水 处 理 厂 尾 水 的 水 平 潜 流 人 工湿地示范工程。 3.5 城 市 景 观 河 道 水 生 植 物 组 合 强 化 净 化 技 术
城市河流水环境综合治理技术集成与示范
成 水 平1 冯 玉 琴1 吴 娟1 尹 大 强1 梁 威2 张 浏3 吴 东 彪4
(1 同济大学长江水环境教育部重点实验室,上海 200092;2 中国科学院水生生物研究所,武汉 430072; 3 安徽省环境科学研究院,合肥 230011;4 安徽省建设工程勘察设计院,合肥 230001)
在活性污泥模型计量学参数和动力学参数属地 化 分 析 的 基 础 上 ,结 合 望 塘 污 水 处 理 厂 工 艺 ,开 展 专 家决策支持辅助系统和 新 工 艺 研 究,利 用 ASMs 数 学 模 型 和 专 家 库 ,通 过 现 场 数 据 采 集 分 析 ,建 立 以 数 学模型和专家系统为双核心的污水处理运行管理专 家 决 策 辅 助 支 持 系 统 ,保 障 污 水 处 理 厂 稳 定 化 、安 全 化 运 行 ,同 时 实 现 城 市 污 水 处 理 厂 运 行 的 节 能 降 耗 。 3 示 范 工 程 简 介
课题开发集成 了 “疏 浚 底 泥 排 泥 场 退 水 和 加 速 固结稳定技术”,构 建 场 内 垂 直 透 水 挡 隔,种 植 先 锋 植物,使用机械(挖 掘)疏 浚 底 泥 来 构 筑 水 力 疏 浚 底
给水排水 Vol.39 No.8 2013 1 7
泥 排 泥 稳 定 场 ,节 省 筑 场 的 粘 土 用 量 。 3.4 污 水 处 理 厂 尾 水 人 工 湿 地 深 度 处 理 技 术
在节约碳源的同时也节约了能耗。
理厂等地得到技 术 验 证 和 产 业 化 应 用,为 巢 湖 流 域
2.6 污水处理 厂 运 行 模 拟 控 制 技 术 与 专 家 决 策 辅 助支持系统
乃至全国的城镇 污 水 处 理 厂 升 级 改 造、污 水 处 理 厂 污 泥 处 理 处 置 、分 散 区 域 污 水 处 理 提 供 了 技 术 支 撑 。
图 1 城 市 河 流 水 环 境 综 合 治 理 技 术 思 路
厂尾水补水的深 度 生 态 处 理、河 道 岸 带 生 态 构 建 与 旁道生态拦截和河道内原位生态修复的污染控制与 治理技术和方法。集成以水功能区划及水质修复为 目标的“库—河—湖”多闸坝水质水 量 调 配、水 陆 生 态界面重建与污 染 生 物 生 态 拦 截、污 水 处 理 厂 尾 水 深 度 处 理 、底 泥 疏 浚 与 原 位 生 态 修 复 、景 观 设 计 技 术 等 ,形 成 城 市 河 流 水 质 保 障 与 修 复 技 术 体 系 。 3 主 要 技 术 成 果 3.1 以 水 功 能 区 划 及 水 质 修 复 为 目 标 的 “库 — 河 — 湖 ”多 闸 坝 水 质 水 量 调 配 技 术
在南淝河和巢湖市环城水系实际水质监测数据 基础之上,建立 南 淝 河 和 巢 湖 市 环 城 河 水 系 的 水 动 力数 学 模 型 和 BOD5—DO—NH3—N 水 质 耦 合 模 型[1],将河流水动 力 学 模 拟 概 化 为 纵 向 一 维 流 动 问 题,经 模 型 率 定,水 量、水 质 模 型 误 差 分 别 控 制 在 15%和20%范围内;经旱 流 污 水 截 流 措 施 及 生 态 修 复工 程,显 著 降 低 了 COD、NH3—N 浓 度。 随 着 2009年和 2010 年活水工程的实施,水质较 2008 年 有了明显改善。该技术成功实现了南淝河的水功能 区划和巢湖市环城河水系的水质改善和水力控藻。 3.2 河道水陆 生 态 界 面 重 建 与 污 染 生 物 生 态 拦 截 技术
关键词 城市河流 水生植被重建 水质提升 生物多样性 水专项
1 拟 解 决 的 关 键 问 题 近 30 年 来 ,由 于 社 会 经 济 发 展 和 人 口 的 快 速 增
境的承载能力,“十 一 五”期 间 湖 泊 水 体 水 质 恶 化 趋 势 得 到 遏 制 ,但 仍 然 处 于 富 营 养 化 状 态 ,是 我 国 湖 泊
长,巢湖流域主要污染物的 排 放 量 已 经 超过了水环
水污染与富营养化的重灾区。巢湖水体的污染物主
要来自于入湖河流。 根 据 统 计,“十 一 五”期 间 每 年
国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07316-004)。
经由入湖河流以及区Hale Waihona Puke Baidu地表径流进入巢湖的 TN 可
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 大降低,原污水中的优质碳源可优先用于除磷脱氮, 塘污水处理厂、合肥市塘西河再生水厂、巢湖污水处
5 吕建波,孙立平,赵新华,等.新 型 铁 改 性 砂 滤 料 吸 附 过 滤 去 除 水 中 的 磷 .天 津 大 学 学 报 ,2010,43(12):1115~1122
处理技术示范 工 程、诱 导 型 污 染 控 制 的 膜—生 物 反 应器示范工程等。课题研发的关键技术在合肥市望
♀ E-mail:yangdianhai@tongji.edu.cn 收 稿 日 期 :2013-07-12
3 崔新伟,谢丽,毕晔,等.倒 置 A2/O- MBR 工 艺 处 理 低 C/N 生 活 污 水 脱 氮 性 能 研 究 .给 水 排 水 ,2012,38(9):132~136
4 陆风海,吴志超,王志伟,等.微 网 反 应 器 处 理 低 浓 度 生 活 污 水 膜 污 染 的 研 究 .水 处 理 技 术 ,2011,37(2):98~101
本课题在研究开展巢湖流域典型城市河流污染 控制与治理的基 础 上,总 结 出 了 适 合 城 市 河 湖 水 系 污染控制与水环境治理技术 的 思 路(见 图 1)。 针 对 城市河湖水系水 体 污 染 的 典 型 特 征,水 体 污 染 物 主 要 来 源 于 生 活 污 水 、流 动 性 差 、富 营 养 化 水 平 高 以 及 客 水 来 源 少 等 特 点 ,提 出 了 水 量 水 质 调 配 、污 水 处 理
2 Liu W,Yang D H,Xu L,et al.A Modified oxidation ditch with additional internal anoxic zones for enhanced bological nutrient removal.Chinese Journal of Chemical Engineering,2013,21(2) 192~198
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