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    河道治理技术

    生态技术简介

    1.工艺技术选择原则

    1?#35270;?#24615;强:利用现有的资源,结?#31995;?#22320;的自然地理条件合理规划,避免占地拆迁,技术选择应?#35270;?#24403;地的环境、气候等相关因素,保障技术的可实施性。

    2低投入、低能耗:因地制宜,充分考虑所选工艺的合理性,有效控制工艺造价。应选择高效节能的治理工艺,节能节耗,最大限度地降低运行费用。

    3具备长效性、技术稳定可靠:选择的设计工艺应具备长期稳定性和有效性的特点,避免出现晒太阳工程。

    4操作管理简便,易维护:选择的设计工艺应结合项目特点具备运行操作简单,易维护等特点。

    2.技术简介  

    针对项目特点,本工程主要采用微纳米气泡曝气技术、高效河道曝气增氧技术、高效生态浮床技术、沉水植物净化技术、水生动物多样性调控技术。

    2.1高效微生物菌剂投加技术

    1)技术组成及特点

    高效微生物菌剂投加技术是采用微生物强化降解技术?#36816;?#20307;进行生态修复。通过投加有益微生物功能菌,在水体中迅速形成优势菌群共同作用,见效快,净化效果显著持久。与物理和化学法相比,微生物强化降解有助于生态系?#36710;?#24674;复,快速消除黑臭,?#32435;?#27827;道感观效果。

    1)微生物工作过程


    1.1 废物/臭味有氧分解流程

    ?  有氧分解过程

    1.2 废物/臭味有氧分解流程

    ?  无氧分解过程

    1.3 废物/臭味无氧分解流程

    2)水中污染指标的去除期限及效率

    1-1 水中污染指标的去除期限及效?#26102;?/span>

    水?#25163;?#26631;

    处理期限

    去除效率

    硫化物

    1-2个月

    95%以上

    PH

    1-2个月

    维持在6-9之间

    COD

    1-2个月

    50-80%

    总磷

    1-2个月

    50-85%

    恶臭

    调试后1个月

    90%以上









    备注:根据原水污染情况不同,水温、PH值等边界条件不同,污染物的去除效率不同。


    1.4 处理水样过程照片

    3)微生物菌?#22336;?#31867;

    ?  河湖治理缓释生物制剂

    适用范围:河流、港湾、湖泊、池塘等

    特点功效?#27827;行?#25233;制藻类的生成,分解污泥,去除异味,?#32435;?#27700;生态环境,恢复原生态。本制剂沉淀于水底,并缓慢散发微生物对周围的污泥进行分解处理。

    ?  河湖治理速效生物制剂

    适用范围:河流、港湾、湖泊、池塘等

    特点功效?#27827;行?#25233;制藻类的生成,分解污泥,去除异味,?#32435;?#27700;生态环境,恢复原生态。本制剂生效迅速,附着在载体上的微生物可即可?#36816;?#20013;的污物处理,促进和恢?#27492;?#20013;的生态平衡。

    ?  污水处理厂全流程生物制剂

    适用范围:排水沟 水渠 污水处理厂 垃圾厂等污水集中或排放的地方等

    特点功效:此制剂有较强的稳定性和?#20013;?#24615;,对产生恶臭的硫醇、硫化物等有机物有很强的分解能力。减少恶臭气体产生。

    ?  净化槽及排污用生物制剂

    适用范围:排水管,水沟,阴沟,吸收式马桶等狭小的污水排放区

    特点功效:具有超强的附着力和?#20013;?#24615;对污水中的?#20445;?#30827;化氢,硫醇等有机物进行分解去除,使水得到净化。

    2.2微纳米气泡曝气技术

    1)技术组成及特点

    增氧曝气技术是人工向水体中充入空气或氧气,加速水体复氧过程,以提高水体的溶解氧水平,修复和增强水体中好氧微生物的活力,促进有机污染物的降解速度,从而?#32435;?#21463;污染水体的水质,进而修?#27492;?#20307;的生态系统。

    根据治理黑臭水体条件(包括水深、水量、流速、周边环境条件等)和污染源特征(如长期污染负荷、冲击污染负荷等)的不同,河道曝气复氧的主要方式有鼓风扩散曝气增氧、射流曝气增氧和船载移动曝气、微纳米气泡曝气等。相对与前几种传?#36710;?#26333;气增氧技术,微纳米气泡曝气技术具有效率高、见效快、易维护、低能耗等特点。

    微纳米气泡曝气技术是?#24674;?#26032;型的人工曝气技术,由于具有气泡尺寸小(100-300nm的气泡浓度是4×108/ml)、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点,在气浮净水、水体增氧、农业灌溉、污泥降解等领域有重要应用价值。

    对比1mm10um的气泡特性如下:

    1)        上升速度慢

    ?#26412;?/span>1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min,而?#26412;?/span>10μm的气泡在水中的上升速度为3mm/min,后者是前者的1/2000

    1.5 气泡上升示意图

    1.6 气泡粒?#38431;?#19978;升速度关系

    2)        自身增压溶解

    微纳米气泡内部的压力?#23545;?#22823;于外界液体的压力,可以将更多的气泡内的气体溶解到水中,并伴随有自身溶解消失的现象。



    1.7气泡溶解变化

    3)        比表面积非常大

    相对于微纳米气泡的体积,其比表面积非常大,具有超常的气体溶解能力。?#26412;?/span>10微米的气泡同?#26412;?/span>1毫米的气泡相比,考虑气泡内部压力及比表面积的效果,前者的气体溶解能力为后者的1万倍,如果考虑气泡的上升速度的影响,理论上有20万倍的气体溶解能力,极大促进气液之间的?#20174;?#36895;度。

    1.8 气泡比表面积

    4)        表面带电

    微纳米气泡的表面带有负电荷,?#36816;?#20013;微小粒子具有增强吸附的作用。并随微纳米气泡收缩、溶解的过程产生表面电荷浓缩、电离,产生氢氧自由基等现象。

    2)技术优势

    曝气效率高,氧气利用率高。本曝气装置产生的气泡粒径属于微纳米级别,产生100nm-300nm的气泡浓度是4×108/ml,在水体中的上升速度将更慢、停留时间更长、比表面积更大,由于气泡自身带电性能更强,在水体净化过程中,能够显著提升生态系?#36710;?#27700;体自净化能力。

    本技术主体设备完全放置在水面之上,后期设备被人为破坏的可能性极小,设备能耗很低,单设备功?#25163;?#26377;0.75kw,后期运行费用低。

    横一港水体富营养化程度高,溶解氧含量低,设置高效曝气装置,为水体整个健康生态系?#36710;?#24314;立和完善提供基础条件

    1.9 高效曝气装置

     

    1.10 宁波护城河共青桥段及?#20493;?#27827;白鹭园段(2017年)

    2.3生物碳?#23435;?#28014;床技术

    针对横一港河底硬化的特点,可以采用将生态浮床与生物填料结合的高效生态浮床技术,克服了传统水生植物对种植土的需求条件

    1)技术组成及特点

    生物碳?#23435;?#28014;床技术是生态浮床技术与生态碳?#23435;?#25509;触氧化技术的组合技术,该技术充分结合两者的优势,达到水质净化和景观美化的双重效果。

    其中浮岛采用沿湖岸摆设的布?#22336;?#24335;,旨在美化景观和保持水面干净,生态碳?#23435;?#25509;触氧化采用尼龙绳悬挂方式,总体布局采用生态浮?#27827;?#29983;态碳?#23435;?#25509;触氧化工?#25112;?#26367;安装的方式。

    ?  生物碳?#23435;?#28014;床结构

    新型人工浮岛装置具有双层填料结构,由浮岛框架、填料、植物、浮子、固定装置等几部分组成。为营造不同溶解氧区域,新型人工浮岛采用透水性相差较大的填料进行填充,上层填充颗粒状填料,如生物陶粒、沸石等。下层填充过水性好的新型生物碳?#23435;?#22635;料,如图所示。

    1.11 生物碳?#23435;?#28014;床侧面示意图

    生态碳?#23435;?#26159;?#24674;?#19982;生物有着良好兼容性的新型填料,由腈纶、丙纶和经表面修饰后的活性碳?#23435;?#22797;合而成。活性碳?#23435;?#19982;普通活性碳?#23435;?#30456;比,它经过表面修饰后,具有更好的生物亲和性、具有高达1000 m2/g以上的比表面积。结合了活性碳?#23435;?#33096;纶和丙纶三者的优点,具有化学稳定性能好、不易老化、高吸附性能、生物亲和力强的特点,优越性显著。

    生态碳?#23435;?#20855;有极高的吸附性与生物亲和性,是良好的微生物挂膜填料,在生物法污水处理领域具有明显的竞争优势。该材料已成功应用于水产养殖水体净化与污水处理、印染废水与再生水净化处理。

    ?  生物碳?#23435;?#22635;料技术原理

    生物碳?#23435;?#22635;料技术原理为生物接触氧化法,生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的?#24674;址?#27700;生物处理法,即在生物接触氧化池内装填?#27426;?#25968;量的填料,利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。

    该工?#31449;?#21270;效率高,处理所需时间短,对进水有机负荷的变动?#35270;?#24615;较强。生物接触氧化法的核心是填料,填料的性能对废水处理有直接的影响,需要使用比表面积大、水力阻力小、?#38556;?#29575;高、能经久耐用、生物及化学稳定性好的填料。常见生物填料除了改性填料,还有分散式、悬挂式、固定式等填料。

    ?  生物碳?#23435;?#22635;料结构

    生物碳?#23435;?#33609;由圆环串联而成,圆环?#26412;鼎?/span>100mm,单个圆环上材料含量为2.0g,圆环间距为200mm。中心由塑料绳或?#23435;?#32499;连接。本设计中用到的填料长度为1m

    填料用防水尼龙绳串成一挂。按照所选渠段长度方向均匀排列,充?#22336;?#25381;填料的净化作用。每根生态?#23435;?#30340;底部可填充少量小石块等负重物,或者每根碳?#23435;?#24213;部悬挂一个外径2.5cm,内径1.5cm的螺?#28014;?#20197;增加重量使填料在水中可自然下垂。填料成品如图所示。

    1.12 浮床构造及生物碳?#23435;?#26448;料

    2)技术优势

    生态浮床技术是?#24674;?#20302;成本、能?#20013;?#21435;除水体中氮磷等污染物的原位生态修复技术,具有净化水质、提升景观、提供生物的生长繁殖空间等综合功能,在富营养化的湖泊、水库、城市景观河道?#20154;?#20307;的修复治理中具有良好的推广应用前景。

         

    1.13 生物碳?#23435;?#27700;处理三小时后效果对比

     

    1.14 南明河水生态整治工程浮?#25165;?#32622;图(2014

    4.15 ?#26412;?#26893;物园池塘水质修复工程治理前后效果对比(2007年)

    2.4沉水植物水质净化技术

    1)技术组成及特点

    在合适的水深范围内,进入水体的营养物?#22763;?#36890;过构建多种类型的水生植被进行有效的水质净化。水生植物经过自身直接吸收、附着微生物转化、物理吸附及沉降,可遏?#39057;?#27877;营养盐的释放,抑制藻类生长,起到降低营养盐负荷的作用。

    本工程采用优选?#22242;?#32946;的沉水植物,主要选择净水能力强,景观效果好,能够有效控制、不会恣意泛?#32435;?#38271;的种类,包括苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、金鱼藻、菹草等。通过种植轮叶黑藻、伊乐藻等构建沉水植物净化系统,栽植方式以群落形式,以实现水体的自净,提升水域景观效果。

    沉水植物主要作用包括:

    ?  物理作用:沉水植物减小风浪扰动,降低水流速度,促进悬浮物沉降,抑制再悬浮。

    ?  植物的吸收作用:沉水植物可通过根、茎、叶直接吸收利用污水中的营养物质,供其生长发育,并把大量营养盐物?#20351;?#23450;在其生物体内。

    ?  植物的富集作用:许多的沉水植物有较高的耐污能力,能吸附、富集一些有毒有害物质,如重金属铅、?#21360;?#27742;、砷、钙、铬、镍、铜等,其吸收积累能力为:沉水植物>漂浮植物>挺水植物,不同部位浓缩作用也不同,一般为:根>>叶,各器官的累积系数随污水浓度的上升而下降。

    ?  氧的传输作用?#26680;?#20307;中的污染物降解需要的氧主要来自大气自然复氧和植物输氧。有研究表明,水生植物的输氧速率远比依靠空气向?#22909;?#25193;散速率大,特别是沉水植物,其在水体中可释放大量的原生氧,保持水体高溶氧状态,提高水质净化效果。

    ?  为微生物提供栖息地:微生物是水体净化污水的主要执行者,水体中微生物的种类和数量很丰富,因为水生植物的根系常形成一个网络状的结构,并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境,为各?#26893;?#21516;微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境,也为水体污水处理系统提供了足够的分解者。研究表明,有植物的水体系统,细菌数量显著高于无植物系统,且植物根部的?#32622;?#29289;还可促进某些嗜磷、氮细菌的生长,促进氮以气态形式释放,磷向无机状态转化、从而间接提高净化率。

    2)技术优势:

    ?  自然生态?#21644;?#36807;水生植物构建为水体生态环境构建提供基础,为微生物提供附着基质,有利于快速恢复健康水体生态系统,促进水体自净能力。

    ?  效果稳定可控?#26680;?#29983;植物种类为乡土物种,具有成活率高、净化效果明显、景观效果好、易于管理控制、不会造成物种入?#27835;?#23475;等优点。

    2.5水生动物多样性构建技术

    1)技术原组成及特点

    在保护水生植物净水功能的前提下,完善人工生态系统食物链和食物网结构,在水体中放养?#27426;?#31181;类和数量?#37038;?#24615;鱼类和底栖动物,提高水生生态系?#36710;?#31283;定性。

    自然水生生态系统通常由以下两条食物链构成:

     

    A 、牧?#27785;矗?/span>

               


    B、腐?#27785;矗?/span>


     


     

     

     

     



    1.16 河道生态系统食物链示意图

    通过人工放养鱼、虾、底栖动物?#20154;?#29983;动物,增加食物链顶级消费者,可将水体中的营养盐等转化为人类可以利用的鱼类等产品进行收获,与此同时使水?#23454;?#21040;净化。

    水生动物的放养将充分考虑水生动物物种的配置结构(时?#25112;?#26500;和营养结构),科学合理地设计水生动物的放养模式(种类、数量、个体大小、食性、生活习性、放养季节、放养顺序等)

    ?  鱼类

    黑鱼生性凶?#20572;?#32321;殖力强,胃口奇大,中地区为5~7月,以6月较为集中。繁殖水温为18~30℃,最适水温为20~25℃。乌鳢有极强的生命力?#25237;?#29615;?#36710;氖视?#33021;力,无论是湖泊、水库、河川、溪沟、塘堰还是水田、渠道,甚至连一般鱼类难以生存的沼泽、积水潭、洼凼等都能生长、繁衍。

    ?  虾类

    岸边落叶、河中水草等形成的有机碎屑以及水生动物粪便、尸体等形成的有机物质易污染景观水体,在河中放养?#27426;?#25968;量和青虾以摄食有机碎屑,起到净化水?#39318;?#29992;。

    ?  底栖动物

    底栖动物根据摄食习性选择螺、贝类作为群落调控主要种类。

    2)技术优势

    人工放养适宜生?#36710;?#27700;生动物,不仅不会破坏原有水生生态系统,反而会增加生态系?#25104;?#20135;力、增加水体生机活力。同时通过人工干预促进食物链的完善,可快速恢复并加长食物链,加快水体中污染物的去除速率,生态、有机的消除水体污染。

    2.6水生态系统集成技术

    健康水生态系统各成分?#27465;?#23436;整的有机体,除了必要的非生命类物质基础(阳光、水、空气和土壤等),还需有处于生态平衡状态下的生产者、消费者和分解者。因此,健康水生态系统中有各类水生植物(包括沉水、浮叶和挺水植物等)、浮游动物、底栖动物及鱼类、微生物和少量的藻类,从而维持了水生态系统正常的结构和功能,使得水体产生自我净化能力,同时顺利完成物质循环和能量流动,水体也可长久保持清澈状态,并且具备?#27426;?#25239;干扰能力。

    水生态系统集成技术,就是通过完善整个生物群落组成、形成生物群落与水体环?#36710;?#21452;向反馈协调,其中水生植物、水生动物、底栖动物、浮游动物、微生物等各种类数量均衡协调,同时充分利用水生植物的净化效果,从而来重建健康的水生态系统,实现水环境治理和水生态恢复的目的。


     

     

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