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文檔簡介
1、湖濱緩沖帶生態(tài)修復與污染源控制工藝比選緩沖帶生態(tài)修復工藝比選為了保證AA湖緩沖帶生態(tài)構建工程能夠順利建設、長期運行、充分發(fā)揮生態(tài)效益,物種選擇與修復方案確定是生態(tài)構建成功與否的關鍵之一。植被物種配置原則(1)因地制宜,選用本地物種根據(jù)工程區(qū)地形地貌、土壤類型,因地制宜選用本地適合生長的植物物種。(2)優(yōu)先選擇具有防土壤侵蝕、保持水土的物種選擇具有如下特點的物種:生長迅速、枝葉繁茂、郁閉較快,蓄水保水能力強的物種根系發(fā)達,盤結和固持土壤,可提高土壤防侵蝕能力的物種環(huán)境適應能力強,耐旱、耐瘠、抗病蟲害的物種。(3)繁殖容易,種植技術簡單,易成活生態(tài)修復工藝比選 喬灌草復合系統(tǒng)修復工藝通過結合AA湖
2、自然景觀特點,對緩沖帶進行喬灌草復合系統(tǒng)建設,根據(jù)AA湖各段不同功能需求與地形地貌,擬采用不同類型植物組合,其選擇如下:(1)按高程選擇高程在1722.5m左右的廢棄魚塘內部及附近區(qū)域種植水生植物;1722.5-1723.5m之間的種植濕生植物,以低矮灌木為主,局部點綴喬木;1723.5m以上種植喬木和灌木。在地形坡度較大、土層較薄處,種植耐旱、耐瘠薄的植物;在土層較厚,土質較好區(qū)域種植部分觀賞性好的喬木。(2)按緩沖帶類型選擇村落型緩沖帶:村落附近物種選擇原則為生態(tài)型、景觀型相結合,選擇一些高大抗風物種,搭配開花灌草,形成色彩豐富的小環(huán)境,并適度種植經(jīng)濟作物;陡岸型緩沖帶:鄰山植物選擇水土保
3、持能力強,防風固沙、耐瘠薄、耐干旱的植物,可以達到水土保持,減少入湖泥沙的作用。鄰公路行道樹,根據(jù)緩沖帶所在位置,統(tǒng)一考慮布局,其它物種選擇以環(huán)境效益為主;景區(qū)型緩沖帶:在保證環(huán)境效益的前題下,可與現(xiàn)有景區(qū)環(huán)境相融合,細化植物,采用小面積種植,形成四季有景的觀賞效果。綠籬帶生態(tài)構建工藝綠籬隔離帶的構建形采用植物籬形式。植物籬由木本植物或一些莖干堅挺、直立的草本植物組成,密集度較高,具有攔截人為干擾、分散地表徑流、降低流速、增加入滲和攔截泥沙等多種功能。通過綠籬帶和附屬設施配置,將緩沖帶按照管理需求設置為三種形式:開放型、封閉型、半封閉型。(1)開放型與現(xiàn)有景區(qū)相協(xié)調可供游人游覽休憩。(2)封閉
4、型為杜絕人為干擾,保護流域生態(tài)多樣性,如鳥類棲息地、抗浪魚保護區(qū)等。(3)半封閉型可按照不同年內時段的管理要求,分時段進行封閉管理或向游人開放。對于AA湖緩沖帶來說,以植物籬為主,局部為鐵絲網(wǎng)+攀援植物;功能展示節(jié)點為開放式管理,魚類保護區(qū)及鳥類棲息地為封閉式,其余段為半封閉式。生態(tài)透水凈化帶構建工藝比選緩沖帶是AA湖的最后一道保護屏障,AA湖流域的30%污染物通過地表散流即通過緩沖帶進入湖泊,生態(tài)透水凈化帶的建設是緩沖帶構建不可缺少的組成部分。生態(tài)透水凈化帶的設計是建立在生態(tài)原理基礎之上,通過選擇配置凈化氮、磷能力強的土著植物種類,并與共生的動物、微生物綜合發(fā)揮作用,滯留,吸收與分解污染物,
5、達到凈化水質的目的。生態(tài)透水凈化帶構建工藝比選生態(tài)透水凈化帶工藝主要有下凹式綠地、碎石床工藝、濕地工藝、生態(tài)溝渠工藝、硬質透水地面工藝、生態(tài)塘凈化工藝等。表 STYLEREF 1 s 6 SEQ 表 * ARABIC s 1 1 低污染水凈化工藝介紹工藝名稱工藝簡介下凹式綠地通過營造低于路面的下凹式的綠地,蓄滲部分或全部的雨水,達到暫存、緩存雨水的作用,對地表徑流進行凈化和過濾。碎石床通過營造低于路面的下凹式的低洼地,在低洼地內填充碎石或填料,截留地表徑流并進行深度處理。生態(tài)溝渠具有一定凈化功能的溝渠,一般采用格柵、沉沙系統(tǒng)、生態(tài)堤岸相結合的處理工藝。硬質透水地面硬質的,具有透水性的地面,一般
6、為草皮磚地面、生態(tài)混凝土地面等。生態(tài)塘利用配置水生植物和水生動物凈化滯留的低污染水的水塘。表 STYLEREF 1 s 6 SEQ 表 * ARABIC s 1 2 低污染水凈化工藝比選表工藝比較項目下凹式綠地碎石床生態(tài)溝渠硬質透水地面生態(tài)塘投資較小較小一般較大較小管理維護簡單簡單簡單一般一般工藝特點截留效果好、凈化水質良好截蓄效果好、凈化水質較好凈化水質效果一般增加路面透水性占地面積較大,凈化效果好冬季運行影響較小無影響影響較大無影響影響較大工程適用性適用適用適用區(qū)域有限適用區(qū)域有限適用區(qū)域有限經(jīng)比選,本工程選取下凹式綠地工藝造價最低,在工程區(qū)內易于營造,選取為主要工藝;在局部外來污染較為嚴
7、重的區(qū)域,采用碎石床工藝進行強化。生態(tài)透水凈化帶構建工藝與凈化效果(1)下凹式綠地工藝下凹式綠地通過一定的結構形態(tài)配置,蓄滲部分或全部的雨水,達到暫存、緩存雨水的作用,對地表徑流進行凈化和過濾。同時,下凹式綠地可將大量固體攔截在綠地內,其中部分污染物可轉變成植物的營養(yǎng)物質。下凹式綠地下凹深度設計為30cm。國內外大量研究成果表明,下凹式綠地系統(tǒng)對地表徑流污染物的削減作用明顯,目前我國城市綠地建設已經(jīng)在逐步推廣使用下凹式綠地。目前北京市新的城市建設規(guī)劃下凹式綠地所占比例必須達到綠化面積的50%以上。根據(jù)黃明生教授通過對上海區(qū)域的關于城市綠地系統(tǒng)對雨水徑流調蓄及污染削減效應研究研究表明,修建適當下
8、凹深度(0.10.3 m)的下凹式綠地可基本削減3年一遇設計暴雨重現(xiàn)期下連續(xù)1 h降雨產(chǎn)生的地表徑流。對有機物、N、P等污染物的平均去除率可達4050%以上。下凹式綠地的形式多種多樣,可建設為一條狹長的壟溝,也可建設成大面積的低洼地。壟溝狀下凹式綠地,用于已有林地或新建林地之間。設計在AA湖緩沖帶內以此種形式的下凹式綠地為主。1)塊狀下凹式綠地 塊狀區(qū)域下凹式綠地采用人工挖方,開挖深度為30cm,由原地面兩階放坡開挖,邊坡比為1:4。 開挖土方全部用于周邊微地形的營造,對土方進行壓實,防止水土流失。 微地形堆放高度為3050cm,并在其上邊種植草花、灌木。圖 STYLEREF 1 s 6 SE
9、Q 圖 * ARABIC s 1 1 塊狀區(qū)域下凹式綠地斷面圖2)壟溝狀下凹式綠地在喬木種植的基礎上,進行壟溝狀下凹式綠地開挖。開挖采用人工的方式進行施工,多余土方用于下凹式綠地周邊的場地平整。開挖后,人工對底部及四周作簡單的平整處理。壟溝狀下凹式綠地開挖深度為30cm,由原地面兩階放坡開挖,單壟寬度2m。對于拆遷區(qū),可在壟溝狀下凹式綠地內部填充拆遷區(qū)的廢棄碎磚,在消化廢棄碎磚的基礎上,增強其凈化效果。圖 STYLEREF 1 s 6 SEQ 圖 * ARABIC s 1 2 壟溝狀下凹式綠地斷面圖(2)碎石床工藝碎石床是對低污染水進行強化凈化處理的主要設施,可進一步削減氮磷等污染物的入湖量。
10、在緩沖帶內開挖凈化用溝槽,在槽內填充碎石或腐殖土等填料,對地表徑流污染進行深度處理。在凈化過程中,水與污染物分離,水被滲濾后排入湖中,污染物通過物理化學吸附作用被截留在土壤中,由土壤中的微生物降解,一部分被分解成為無機C、N留在土壤中,一部分變成N2和CO2逸散在空氣中,P則主要被土壤物理化學吸附,截留在土壤中,為凈化系統(tǒng)上部的植被單元的植物吸收利用。在污染嚴重區(qū)域的下凹式綠地中鋪設碎石床,填放碎石時,應分層填充,碎石粒徑3-8cm,填充高度20cm;同時在邊坡填充礫石時,應注意對邊坡進行保護。圖 STYLEREF 1 s 6 SEQ 圖 * ARABIC s 1 3 碎石床斷面圖(3)凈化效
11、果、工藝可靠性及穩(wěn)定性下凹式綠地工藝在國內外有廣泛應用,在來水水質TN9mg/L、TP0.35 mg/L的設計條件下,下凹式綠地對污染物TN、TP的平均去除率達到30%。入湖溝渠及河流低污染水凈化工藝比選入湖溝渠及河流低污染水凈化工藝比選入湖溝渠與河流低污染水凈化工藝有濕地型凈化工藝、河口連片多塘凈化工藝、據(jù)AA湖流域低污染水污染、收集等現(xiàn)狀情況,結合當?shù)氐牡刭|條件等綜合因素,提出三種入湖河流及溝渠低污染水處理工藝:人工濕地凈化工藝、河口連片多塘凈化工藝、工程區(qū)配水+植被漫流凈化工藝。(1)人工濕地凈化工藝將入湖河水引入人工濕地,在濕地內進行處理,濕地是人工筑成水池或溝槽,底面鋪設防滲漏隔水層
12、,充填一定深度的基質層,種植水生植物,利用基質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協(xié)同作用使污水得到凈化。人工濕地類型按照污水流動方式分為表面流濕地、潛流濕地與復合垂直流人工濕地等類型。(2)河口連片多塘凈化工藝此工藝多用于有連片廢棄魚塘河口區(qū),該工藝主要對河口區(qū)內自然或人工塘體進行改造,修復塘體生境系統(tǒng),從而利用塘體植物、介質及微生物等的凈化作用,對污染水體的污染物質進行降解。多塘系統(tǒng)是利用具有不同生態(tài)功能的塘處理來水,屬于生物處理工藝。多塘系統(tǒng)凈化污水的原理與自然濕地系統(tǒng)的凈化機理相似,利用塘中細菌和藻類是浮游動物的食料,而浮游動物又被魚類吞食,高等水生動物也可直接以大型藻類和水生植物為飼
13、料,形成多條食物鏈,構成穩(wěn)定塘中各種生物相互依存、相互制約的復雜生態(tài)體系。常見的多塘系統(tǒng)由多個不同功能的塘組成,利用來水在塘內滯留的過程中,水中的有機物通過微生物的代謝活動被降解而達到穩(wěn)定化的目的。微生物代謝活動所需要的氧由塘表面大氣復氧以及藻類光合作用提供,也可通過人工曝氣供氧。(3)工程區(qū)配水+植被漫流凈化工藝。根據(jù)河口區(qū)周邊現(xiàn)狀,通過建設配水淺溝,對來水進行匯集分流,引入植被帶進行漫流凈化,利用河口區(qū)植物、土壤對污染物的的攔截、吸附、吸收等凈化功能,凈化上游低污染來水。(4)工藝比選表 STYLEREF 1 s 6 SEQ 表 * ARABIC s 1 3工藝比選分析表 備選方案比較項目
14、人工濕地處理工藝河口連片多塘凈化工藝工程區(qū)配水+植被漫流凈化工藝投資較大較大較小運行費用較小一般較小水質處理效果質處理效果較好,污染物主要去除TP、SS、BOD5水質處理效果較好污染物主要去除SS、BOD5、TN、TP水質處理效果好;主要去除SS、TN、TP、COD對工程區(qū)現(xiàn)有地形擾動較大很大低綜合分析, 本工程區(qū)如采用人工濕地和多塘系統(tǒng),都需要大幅度改變現(xiàn)有地形,大幅度增加工程造價,技術經(jīng)濟性不足,因此采用工程區(qū)配水+植被漫流凈化工藝處理入湖溝渠與河流低污染水。入湖溝渠及河流低污染水凈化工藝與凈化效果(1)入湖溝渠低污染水凈化工藝流程沿緩沖帶外邊緣垂直于溝渠建設配水淺溝,溝沿西高東低,使溝渠
15、來水通過配水溝布水向東漫流進入緩沖帶,利用緩沖帶內的植物、土壤對污染物的的攔截、吸附、吸收等凈化功能,凈化溝渠來水。圖 STYLEREF 1 s 6 SEQ 圖 * ARABIC s 1 4入湖溝渠匯流配水低污染水凈化工程工藝流程圖(2)入湖河流低污染水凈化工藝流程在河道內建設沉淀池、配水池,同時在配水池兩側各新建一條分流溝,將河水分流,分流溝南低北高,保證來水自然向AA湖漫流,工藝流程如下:圖 STYLEREF 1 s 6 SEQ 圖 * ARABIC s 1 5入湖河流匯流配水低污染水凈化工程工藝流程圖入湖溝渠及河流低污染水凈化示范工程的處理對象為初期雨水,在豐水期的暴雨季節(jié),超過其處理能
16、力的來水,直接溢流,經(jīng)主河道進入AA湖。(3)凈化效果、工藝可靠性及穩(wěn)定性入湖溝渠及河流低污染水凈化工程所采用的工藝在國內外已有廣泛的應用,大量的研究及工程成果表明,在來水水質TN9mg/L、TP0.35 mg/L的設計條件下,設計工程比表面積大于1:10,本工藝對污染物TN、TP的平均去除率可達到40%。農(nóng)村生活污水處理工藝比選農(nóng)村生活污水處理工藝比選根據(jù)AA湖農(nóng)村生活污水的收集現(xiàn)狀及當?shù)氐牡刭|條件等綜合因素,提出四種分散式農(nóng)村生活污水處理工藝:一是土壤凈化槽污水處理工藝、二是一體化凈化槽處理系統(tǒng)工藝、三是庭院式污水處理系統(tǒng)工藝、四是化糞池池污水處理工藝。土壤凈化槽污水處理工藝土壤凈化槽污水
17、處理工藝是利用生態(tài)土壤作填料,形成一個生物濾池,將生活污水通過由干管、支管組成的布水系統(tǒng),均勻地由通氣性土壤向下滲濾,污水滯留到厭氧沙盤,再通過“表面張力作用”上升,越過沙盤的堰之后,通過“虹吸現(xiàn)象”連續(xù)地向下層土壤滲透,在滲透過程中水與污染物分離。滲濾后水被回用,污染物通過物理化學吸附作用被截留在土壤中,由土壤中的好氧微生物降解,C和N由于厭氧及好氧過程,一部分被分解成為無機C、N留在土壤中,一部分變成N2和CO2逸散在空氣中,P則主要被土壤物理化學吸附,截留在土壤中,為草坪或者其他表層植物所利用。該工藝具有占地較少、運行費用低、無二次污染、污染物去除率較高等特點。該工藝在洱海流域被推廣使用
18、。由于土壤凈化槽處理設施可建設于地下,且處理設施頂部可覆土30cm以上,保證其在凍土層下,因此冬季運行效果可以保證。如能在其表面種植冬季不休眠的植物、多年生植物和常綠性植物等,冬季運行效果更佳。一體化凈化槽處理系統(tǒng)工藝一體化凈化槽工藝是一種分散型生活污水凈化裝置,其以接觸氧化工藝為核心,利用兼性微生物、好氧微生物等進行生化反應分解有機污染物,去除氮磷,是出水可達國家標準的二級生活污水處理技術和設施。該工藝將污水處理系統(tǒng)設備化、裝置化,相當于小型污水處理廠,主要適用于農(nóng)村、城市小區(qū)、無管網(wǎng)收集的公共服務場所等區(qū)域。具有占地少、去除率高、管理與維護簡便的特點,但需要耗電,同時必須定期管理維護、投資
19、及運行成本相對較高。該工藝在洱海流域(金梭島)有成功示范。庭院式污水處理系統(tǒng)工藝庭院式污水處理工藝適用于單戶住宅生活污水的處理,系統(tǒng)由集水井、厭氧池、沉淀池、礫石床和出水井五部分組成。生活污水經(jīng)集水井進入?yún)捬醭兀y降解的有機污染物被厭氧微生物轉化為小分子有機物,再經(jīng)沉淀池沉淀,部分懸浮物被去除,最后經(jīng)礫石床物理、化學和生物綜合處理進入出水井。此外,礫石床表面可種植物,植物的根系不僅創(chuàng)造了有利于各種微生物生長的微環(huán)境,形成局部的好氧微區(qū)和厭氧區(qū),同時植物對各種營養(yǎng)物具有吸收作用?;S池污水處理工藝化糞池是將生活污水分格沉淀,利用厭氧發(fā)酵的原理對污泥進行厭氧消化,去除生活污水中懸浮性有機物的小型處
20、理構筑物。污水進入化糞池經(jīng)過沉淀后,沉淀下來的污泥經(jīng)過厭氧發(fā)酵分解,使污泥中的有機物分解成穩(wěn)定的無機物,易腐敗的生污泥轉化為穩(wěn)定的熟污泥,改變了污泥的結構,降低了污泥的含水率?;S池需要定期將污泥清掏外運,填埋或用作肥料。其優(yōu)點主要有密閉、無氧,廢水經(jīng)貯存槽入池,在一定反應溫度下,厭氧消化,所產(chǎn)甲烷由頂部集氣罩輸出,作燃料或化工原料;占地面積小,投資低。其缺點主要為厭氧微生物生長繁殖慢,臭味大。比選分析表 STYLEREF 1 s 6 SEQ 表 * ARABIC s 1 4工藝比選分析表備選方案比較項目土壤凈化槽污水處理工藝一體化凈化槽處理系統(tǒng)工藝庭院式污水處理系統(tǒng)工藝化糞池污水處理工藝運行
21、成本較低(無電力消耗費用,不需要專人管理)一般(需要專人管理)低低冬季運行無影響無影響影響較小無影響水質處理效果好水質達一級B標準;主要去除TN、TP、COD好水質達一級B標準;主要去除TN、TP、COD普通污染物主要去除SS、BOD5普通污染物主要去除SS、BOD5抗沖擊負荷能力高高低一般占地面積10m2/m3約2 m2/m3-1-2 m2/m3應用范圍有一定土地空間,需要綠化對水質要求較高,同時缺少土地空間對出水水質要求較低對出水水質要求較低由于AA湖緩沖帶臨近湖泊,污染物入湖率高,需要采用處理效果好的污水處理工藝。同時土壤凈化槽工藝與一體化凈化槽工藝相比,后期運行費用低廉,易于管理,更適
22、合在農(nóng)村地區(qū)使用,同時在多個地區(qū)已經(jīng)推廣實施,技術工藝成熟。因此在本工程采用土壤凈化槽工藝對生活五十進行處理。土壤凈化槽工藝、凈化效果與工程實例(1)工藝原理土壤凈化槽主要由四部分所構成,由上到下依次為:配水系統(tǒng)、厭氧層、好氧層和集水系統(tǒng)。其中配水系統(tǒng)由干管、支管、生態(tài)填料和專用尼龍網(wǎng)所組成;厭氧層是聚氯乙烯薄膜圍成的,由生態(tài)砂、厭氧生物菌種組成的,具有表面張力作用的厭氧性砂盤系統(tǒng);好氧層是由特殊菌種,通氣性材料和經(jīng)過調整通氣性的填料組成的好氧性生物濾料層;集水系統(tǒng)由集水干管和支管組成。其基本原理是:厭氧性污水通過布水系統(tǒng),均勻通過透氣性土壤,進入到厭氧砂盤系統(tǒng),然后通過“表面張力作用”越過砂
23、盤邊緣,進入到好氧層,并通過“虹吸現(xiàn)象”向下層滲透并流出濾池。上述過程中,污水中的污染物質被截留在土壤和填料中,最終會被其中的好氧微生物降解,有機C和有機N在厭氧和好氧反應被降解為無機碳、無機氮以及N2和CO2,P則被土壤吸附,作為養(yǎng)分供給植物。(2)工藝流程土壤凈化槽的運行順序由五個環(huán)節(jié)組成,分別為分布調節(jié)、截留過濾、吸附過濾、生物分解和處理水收集。 = 1 * GB3 進水分布:調整進水均衡地分布。 =2 * GB3 截留過濾:生態(tài)填料組成的截留過濾床對污水進行過濾并截流污水中的懸浮顆粒。 =3 * GB3 吸附過濾:利用生態(tài)填料的“毛細孔現(xiàn)象,虹吸現(xiàn)象”為流動動力,使污水中的膠體微粒、溶解性污染物在物理化學吸附
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