XX河道水質(zhì)凈化生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范工程設(shè)計(jì)方案20120427

#/21的突出，日益加劇的水污染，正威脅著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、危害人民的生活質(zhì)量以及水體生態(tài)系統(tǒng)。防治河流湖泊等水體富營(yíng)養(yǎng)化、去功能化已是城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的一項(xiàng)迫切需求。通過(guò)近一個(gè)月的實(shí)地踏勘、走訪，我們對(duì)杭州市XX內(nèi)的各條河道進(jìn)行了深入了解，整個(gè)XX區(qū)域就一條主河道，且河道比較曲折蜿蜒，水體流動(dòng)性不強(qiáng)，水力停留時(shí)間比較長(zhǎng)，從水質(zhì)上看，河道水體發(fā)黑，冒泡，特別是夏天氣溫較高，河底淤泥容易發(fā)酵，從而導(dǎo)致“黑水”產(chǎn)生。XX年4月22日XX三橋附近大面積黑色污水排出的事件廣受關(guān)注，污水的源頭是XX區(qū)內(nèi)一條臭水河。環(huán)保部門(mén)回應(yīng)河水發(fā)黑的原因是：生活污水大量流入加上河底淤泥未及時(shí)清理。圖1-1黑水事件第5頁(yè)工程建設(shè)的先進(jìn)性在污染河道生態(tài)修復(fù)方面，XX創(chuàng)造性地利用生物改良技術(shù)、立體生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生物操縱等技術(shù)，采取《多級(jí)強(qiáng)化水質(zhì)生態(tài)修復(fù)耦合技術(shù)》，修復(fù)被污染水體的生物鏈，重建水體生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建水體生態(tài)平衡，長(zhǎng)期保持清澈、潔凈，形成五光十色的美妙水體自然景觀?！抖嗉?jí)強(qiáng)化水質(zhì)凈化生態(tài)修復(fù)耦合技術(shù)》是一種投資少維護(hù)和管理均較為方便的生態(tài)水處理技術(shù)，其應(yīng)用范圍較廣適合高教河道的水文形式，以及河流水質(zhì)特點(diǎn)和水質(zhì)改善求，推廣價(jià)值大。通過(guò)采用該技術(shù)，形成適合河道生態(tài)修復(fù)的適宜原位水質(zhì)凈化處理技術(shù)，將有助于實(shí)現(xiàn)水質(zhì)改善和河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)，確保XX總體規(guī)劃中的河道功能定位實(shí)現(xiàn)。《多級(jí)強(qiáng)化水質(zhì)凈化生態(tài)修復(fù)技術(shù)》充分考慮河道特征水文情勢(shì)、堤防布臵、河道景觀等因素，結(jié)合河流水環(huán)境特征，突破河道斷面構(gòu)建技術(shù)、河道生態(tài)水力模擬技術(shù)，河道形態(tài)和河床形態(tài)優(yōu)化技術(shù)，形成適宜的河道水流形態(tài)和多樣化的生物棲息地環(huán)境，構(gòu)建切實(shí)可行的生態(tài)河道構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)河流水環(huán)境整體改善和水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。同時(shí)，該技術(shù)將有效性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和長(zhǎng)效性相統(tǒng)一，提出納污河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系,為形成河流水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)的完整技術(shù)體系和整體解決方案提供技術(shù)支撐，推動(dòng)河流水生態(tài)恢復(fù)、水質(zhì)改善，促進(jìn)流域水環(huán)境保護(hù)和水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。工程建設(shè)的意義《多級(jí)強(qiáng)化水質(zhì)凈化生態(tài)修復(fù)技術(shù)》是一種針對(duì)河道內(nèi)水質(zhì)凈化的生態(tài)技術(shù)，以水量和流態(tài)的優(yōu)化調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，以生態(tài)水質(zhì)凈化為主導(dǎo)，通過(guò)多級(jí)水質(zhì)凈化程序?qū)崿F(xiàn)河道內(nèi)污水凈化，對(duì)納污河道水環(huán)境質(zhì)量整體改善和城市河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)有顯著效果。該技術(shù)突破河道縱橫斷面構(gòu)建型式、水流流態(tài)設(shè)計(jì)、生態(tài)護(hù)槽護(hù)岸材料等關(guān)鍵技術(shù)，工程項(xiàng)目的實(shí)施，可以為杭州城市河流水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)的完整技術(shù)體系和整體解決方案提供技術(shù)支撐，推動(dòng)杭州乃至整個(gè)浙江城市河流水生態(tài)恢復(fù)、水質(zhì)改善，促進(jìn)流域水環(huán)境保護(hù)和水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。第6頁(yè)第二章工程設(shè)計(jì)的依據(jù)和原則工程設(shè)計(jì)的依據(jù)《杭州市城市河道保護(hù)管理辦法》市政府令第178號(hào)《浙江省萬(wàn)里清水河道建設(shè)技術(shù)要求》《污水再利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》；《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，GB3838—xx年；《污染河流水質(zhì)凈化與生態(tài)恢復(fù)技術(shù)及其集成化策略》胡洪云，何苗，朱銘捷等.中國(guó)首屆城市水環(huán)境質(zhì)量改善高技術(shù)論壇，武漢，xx年，75-89；《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》；《中華人民共和國(guó)水污染防治法》；《城市環(huán)境綜合整治規(guī)劃編制技術(shù)大綱》；《關(guān)于生態(tài)市、生態(tài)縣（市,區(qū)）、生態(tài)鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）建設(shè)與規(guī)劃編制工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》；設(shè)計(jì)單位對(duì)周?chē)h(huán)境狀況的調(diào)查與監(jiān)測(cè)資料；工程設(shè)計(jì)的原則原位治理為主原則在所治理河道內(nèi)就地構(gòu)建水質(zhì)凈化工程和生態(tài)修復(fù)工程；多功能協(xié)調(diào)原則河流系統(tǒng)健康所需滿足的各項(xiàng)河流功能具有不同的指標(biāo)要求，需要在單項(xiàng)功能指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，按照多功能協(xié)調(diào)的原則考慮各項(xiàng)功能、各項(xiàng)指標(biāo)值之間的相互協(xié)調(diào)。生物多樣性原則生物多樣性是河流生態(tài)系統(tǒng)平衡和河流系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)，河流生態(tài)修復(fù)應(yīng)該遵循生態(tài)學(xué)中的生物多樣性原則，在防止生物入侵的前提下，引入本土生物，構(gòu)第7頁(yè)建生態(tài)環(huán)境廊道，保護(hù)和增加河流系統(tǒng)生物多樣性。景觀美化原則河流生態(tài)修復(fù)的結(jié)果應(yīng)該帶給人們美好的享受，應(yīng)按照景觀生態(tài)學(xué)原理，增加景觀異質(zhì)性，保留原河道的自然線形，運(yùn)用植物以及其他自然材料構(gòu)造河流景觀。清潔治污原則：治污過(guò)程不產(chǎn)生二次污染；第8頁(yè)第三章工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)總體目標(biāo)在保證水利要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水面“綠化”美化。引進(jìn)水生觀賞植物、水培花卉、陸生花卉結(jié)合周邊環(huán)境造景。強(qiáng)調(diào)“綠化”與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、景觀的功能實(shí)用性和景觀自身的可觀賞性。水體景觀設(shè)計(jì)目標(biāo)：以“人文、人性、自然和生態(tài)”為原則，以江南水鄉(xiāng)格調(diào)為特色，水生植物為主，盆花植物為輔，力圖創(chuàng)造一個(gè)自然的、生態(tài)的、和諧的獨(dú)具水鄉(xiāng)風(fēng)格的人性化的生態(tài)景觀。在生態(tài)景觀建設(shè)過(guò)程中，注重水質(zhì)維護(hù)，確保水生動(dòng)、植物的生長(zhǎng)穩(wěn)定。通過(guò)水生動(dòng)、植物定向培養(yǎng)、建立起穩(wěn)定的人工生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)人工生態(tài)體系向自然生態(tài)體系的演替，恢復(fù)水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復(fù)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。圖3-1目標(biāo)原理圖第9頁(yè)設(shè)計(jì)水質(zhì)目標(biāo)在污染負(fù)荷能夠控制的前提下，工程完工6個(gè)月后水質(zhì)驗(yàn)收指標(biāo):治理段水色清，無(wú)黑臭，無(wú)藻類等漂浮物積聚；水質(zhì)指標(biāo)修復(fù)前期達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即：分類序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值項(xiàng)目123456789pH值溶解氧上高錳酸鹽指數(shù)W化學(xué)需氧量W五日生化需氧量W氨氮W總磷W總氮W透明度26~92(mg/l)15(mg/l)40(mg/l)10(mg/l)2(mg/l)(mg/l)2(mg/l)45cmV類遠(yuǎn)期可達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》W類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水生植被修復(fù)目標(biāo)水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的生產(chǎn)者具有多樣性種群，暖季、寒季能自然交替的，以水生植物為優(yōu)勢(shì)種群的穩(wěn)定的植物群落。構(gòu)建的水生植物面積占工程總水面的15%?30%。植物種類：應(yīng)包括挺水植物、浮葉植物、沉水植物，能反映生物多樣性，生境復(fù)雜性。挺水植物、浮葉植物各二種以上，并考慮景觀效果；沉水植物包括暖季沉水植物與寒季沉水植物，暖季沉水植物以苦草、黑藻為主，寒季沉水植物以黃絲草等為主。水生植被面積：修復(fù)的水生植物面積為該工程整個(gè)水體面積的15%?30%。其中，挺水植物與浮葉植物的面積占10%，沉水植物的面積占5%?20%。12月、1月、2月，于是大多數(shù)植物的越冬期，水生植被面積可相應(yīng)減少50%。③自然繁殖與自然交替：種植的植物經(jīng)過(guò)越冬期或越夏期后,應(yīng)能自然繁殖；暖季植物與寒季植物能自然交替。第10頁(yè)本工程沉水植物以圓幣草、聚草等為主，挺水植物以菖蒲，黃菖蒲、再力花、美人蕉等為主，浮葉植物以睡蓮、荷花為主。水面景觀目標(biāo)在保證水體環(huán)境自然性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水面“景觀綠化”引進(jìn)水生觀賞植物、水培花卉、陸生花卉，結(jié)合兩岸周邊環(huán)境造景。強(qiáng)調(diào)“綠化”與環(huán)境的協(xié)調(diào)性、景觀的功能實(shí)用性和景觀自身的可觀賞性，在水面寬闊的橋梁、路口等處強(qiáng)化水面景觀，針對(duì)環(huán)境加以美化。水體景觀設(shè)計(jì)目標(biāo)：以“人文、人性、自然和生態(tài)”為原則，以江南水鄉(xiāng)格調(diào)為特色，水生植物為主，陸生植物為輔，創(chuàng)造一個(gè)自然的、生態(tài)的、和諧的獨(dú)具水鄉(xiāng)風(fēng)格的人性化的生態(tài)景觀。視覺(jué)上力求“四季見(jiàn)綠，三季有花”，冬季部分植物保持常綠，春夏秋季時(shí)令花卉植物開(kāi)放。水面景觀綜合沿岸景觀和倒影，水面植物進(jìn)行景觀布臵，形成水面畫(huà)卷。第11頁(yè)第四章河道修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)隨著人們對(duì)水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)以及人與自然和諧發(fā)展概念的提出，利用生態(tài)工程技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境改善和生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的共識(shí)。以生態(tài)學(xué)和生態(tài)修復(fù)學(xué)原理為指導(dǎo)，針對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀和治理目標(biāo)，采取相宜適用的水體污染原位治理工程技術(shù)來(lái)達(dá)到水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與良性構(gòu)建。提高河道水體透明度漂浮性人工濕地凈化浮島生物接觸氧化凈化技術(shù)水生植物布置建立生態(tài)動(dòng)態(tài)平衡富營(yíng)養(yǎng)化控制技術(shù)植物品種的優(yōu)化調(diào)整生態(tài)種群優(yōu)化治理河段系統(tǒng)維護(hù)工程驗(yàn)收采用的工程技術(shù)主要有：生物清淤技術(shù)生物清淤的工作原理是投放微生物菌種，針對(duì)不同的有機(jī)物和腐殖質(zhì)進(jìn)行消除，淤泥被就地分解成為水和二氧化碳達(dá)到水中無(wú)淤泥的效果，自動(dòng)調(diào)節(jié)水中新陳代謝，無(wú)需額外養(yǎng)分補(bǔ)給和生化調(diào)整，在污水中不易發(fā)生“DNA”蛻變。最后的目標(biāo)就是水變清，并且無(wú)毒無(wú)害，對(duì)人的身體健康沒(méi)有任何影響。第12頁(yè)生物清淤這種方法比較經(jīng)濟(jì)效益，既減少清污費(fèi)用，又縮短了工期，同時(shí)淤泥被分解為水和二氧化碳，不破壞環(huán)境，對(duì)魚(yú)蝦沒(méi)有副作用。其次是社會(huì)效應(yīng)，關(guān)鍵是杜絕二次污染，不產(chǎn)生任何廢棄物和有害物質(zhì)，也不存在淤泥的轉(zhuǎn)運(yùn)和堆放問(wèn)題。河道水生植被生態(tài)恢復(fù)技術(shù)水生植物包括挺水植物、浮水植物、浮葉植物和沉水植物，在河道生態(tài)系統(tǒng)的生物鏈中具有重要作用，同時(shí)在水污染治理中可以發(fā)揮多種作用。通過(guò)自身生長(zhǎng)代謝可大量吸收氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)一些物種還可富集重金屬或吸收、降解某些有機(jī)污染物。水生植物通過(guò)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)代謝使水中大部分可生物降解有機(jī)物得到降解，同時(shí)抑制藻類的生長(zhǎng)，從而控制水體富營(yíng)養(yǎng)化。目前，水生植物恢復(fù)主要利用漂浮植物浮床技術(shù)、生態(tài)網(wǎng)技術(shù)、沉水植物網(wǎng)箱技術(shù)、群落構(gòu)建技術(shù)等促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。先鋒物種的選擇需要遵循適應(yīng)性原則、本土性原則、凈化能力原則、可操作性原則等，在廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合原有水生植物種類，進(jìn)行恢復(fù)先鋒物種的選擇。在對(duì)水生植物的生物學(xué)特性、耐污性、對(duì)氮磷去除能力以及光補(bǔ)償點(diǎn)研究基礎(chǔ)之上，篩選適宜的物種，為水生植物群落恢復(fù)提供物種。通過(guò)人為設(shè)計(jì)，根據(jù)環(huán)境條件和群落特性，在空間、時(shí)間進(jìn)行植物群落布臵。水生植物群落的布臵主要根據(jù)河流歷史的植物群落結(jié)構(gòu)為模版，適當(dāng)引入經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高、有特殊用途、適應(yīng)能力強(qiáng)及生態(tài)效應(yīng)好的物種，建立穩(wěn)定、多層、高效的植物群落。河道水生植物恢復(fù)在整治中得到廣泛應(yīng)用，在美化河道景觀的同時(shí)，有效地改善河道水質(zhì)，形成比較完善的生物鏈，加強(qiáng)河道生態(tài)系統(tǒng)功能和抵抗力。修復(fù)水生植被帶通過(guò)水生植物直接吸收水體N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)，抑制藻類生長(zhǎng)；水生植物帶可以控制部分地表徑流所造成的面源污染；水生植物光合作用改善環(huán)境為水生動(dòng)物提供空間生態(tài)位，增加生物多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性提高水生態(tài)系統(tǒng)自凈能力。第13頁(yè)第14頁(yè)圖4-2漂浮植物浮床技術(shù)：在污染的水域設(shè)臵漂浮植物生態(tài)浮床，利用水土種植技術(shù)種植各種水生植物，通過(guò)植物根系的吸附和吸收作用，富集水中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，降解、富集其他有害無(wú)毒污染物，達(dá)到凈化水質(zhì)美化環(huán)境的目的。圖4-3生態(tài)浮床第15頁(yè)生物膜技術(shù)河流中水生植物、沙石和沉積物表面通常生長(zhǎng)有一層對(duì)有機(jī)污染物有降解凈化作用的生物膜-周叢生物，主要藻類細(xì)菌、原生動(dòng)物等組成。為了強(qiáng)化周叢生物對(duì)河水中有機(jī)污染物的去除作用，可以用人工水草、生物柵和生態(tài)磚等作填料，在河道內(nèi)構(gòu)筑滲流生物膜凈化床。滲流生物膜凈化床因填料材料和粒徑的不同，除了生物降解有機(jī)物外，還可能產(chǎn)生物理吸附、沉降，過(guò)濾等作用，去除懸浮物和氮、磷、重金屬等。凈化床可選擇易被微生物附著的廢磚塊、廢陶或沸石等功能填料。采用獨(dú)特的生物填料作為微生物生存的載體達(dá)到強(qiáng)化河道水質(zhì)凈化的目的。利用該類載體作生物填料，在生物填料的表面和里面通道都可以長(zhǎng)出致密的生物膜，給微生物提供巨大的生存空間，增加生態(tài)區(qū)好氧菌的數(shù)量，加快載體附著微生物的生長(zhǎng)繁殖和新陳代謝，提高處理效率，縮短處理時(shí)間。礫石間接觸氧化也使用生長(zhǎng)在礫石表面上的生物膜過(guò)濾。礫石接觸氧化的基本原理是生物氧化凈化和沉淀去除懸浮物凈化。目前應(yīng)用得比較多有美國(guó)Aquamantics、深圳河道治理的生物飄帶技術(shù)等，滇池863項(xiàng)目中也有關(guān)于人工仿真水草的研究。人工水草是對(duì)現(xiàn)有的多孔高分子材料進(jìn)行改性、比選、優(yōu)化而成。多孔材料除了具有很大的比表面積外，還帶有正負(fù)表面離子。材料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，環(huán)境安全性好。。它是一種原位水質(zhì)改善技術(shù)，尤其適合富營(yíng)養(yǎng)湖泊水質(zhì)的改善。對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體進(jìn)行的小、中試結(jié)果表明：水質(zhì)改善效果顯著，見(jiàn)效時(shí)間短，布放人工水草一周左右，水體透明度顯著提高，水體葉綠素水平顯著降低，水體景觀質(zhì)量得到明顯改善。人工水草生產(chǎn)、布放及使用全過(guò)程，安全性好；其生產(chǎn)原材料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)、布放及維護(hù)都很簡(jiǎn)單，可以說(shuō)是免維護(hù)。布放后不需要再額外追加任何維護(hù)管理費(fèi)用。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：1、顯著提高水體透明度，抑制藻類水華發(fā)生，水體透明度增加50-120cm，葉綠素下降40-80%；2、COD降低20-50%；3、TP降低20-40%；4、TN降低20-40%。第16頁(yè)人工水草的特點(diǎn)：1、人工水草－藻菌生物膜技術(shù)是一種可以應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)水體水質(zhì)改善的原位凈化技術(shù)，不需要任何動(dòng)力和能源，具較好的生態(tài)安全性；2、富營(yíng)養(yǎng)水體中布設(shè)人工水草可以明顯抑制水體中藻類的生長(zhǎng)，遏制或者消除“水華”，從而迅速提高水體的透明度，改善水體景觀質(zhì)量；3、該技術(shù)可以在不降低水體營(yíng)養(yǎng)水平的情況下，在較短的時(shí)間內(nèi)顯著提高富營(yíng)養(yǎng)水體透明度，為富營(yíng)養(yǎng)水體水生植被恢復(fù)與重建營(yíng)造一個(gè)適宜的理化環(huán)境；形成系列化產(chǎn)品后，可以通過(guò)其他一些人工輔助設(shè)施，增強(qiáng)水體景觀效果；其生產(chǎn)材料來(lái)源廣泛，且具有成本低廉，操作簡(jiǎn)單、免維護(hù)等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣泛，如湖泊、水庫(kù)、河流、魚(yú)塘、噴泉等，具有良好的市場(chǎng)前景和推廣應(yīng)用價(jià)值；6、人工水草技術(shù)應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)水體水質(zhì)改善屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)；7、其凈化效果明顯優(yōu)于國(guó)外進(jìn)口同類產(chǎn)品(AquaMats),且銷售價(jià)格僅為其1/2?2/3。圖4-4人工水草示意圖利用工程菌和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在填料上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物污泥，水體與生物柵接觸時(shí)，水體中的有機(jī)污染物、藻類、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，被生物柵上的微生物所攝取，使水體得到凈化，微生物自身也得到繁第17頁(yè)XX區(qū)高教河生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范工程設(shè)計(jì)方案XX環(huán)保工程有限公司二O—二年四月目錄第一章工程建設(shè)的必要性和緊迫性1工程概況1工程建設(shè)的必要性5工程建設(shè)的先進(jìn)性6工程建