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从实际案例看新加坡·南京生态科技岛黑臭水体治理

发布时间:2016-09-02 09:02

项目简介:
新加坡·南京生态科技岛管委会相关负责人介绍,根据规划,生态科技岛主要依托河西新城,衔接江北新区,发展集环保科技服务业、新能源服务业、都市型服务业、现代农业服务业等为一体的多功能复合的"生态科技城,低碳智慧岛"。其中,大力引进生态环保企业是生态科技岛充分结合新加坡生态城市、花园城市以及江心洲原生态文化等主客观因素的重要发展方向之一。规划明确,将集聚生态环保企业形成未来的支柱型产业族群,重点引进水处理企业、土壤处理企业、大气处理企业和固废处理企业以及相关的生态环保研究机构、科研测试平、碳排放交易所、环保产业交易中心等企业。
工程概况
江心洲位于南京市西南部的长江之中,是长江第四大冲击洲岛。岛内拥有大量河道、水塘,水系总长度近40km,共计有贯通性河道11条,水域总面积约1.35×105m2,洲岛东部中段沿夹江分布有较多水塘,西部沿长江分布有湿地,其余以灌溉河道水系为主。
经水质监测分析(见表1),该河段除了TP指标相对较好,其他指标如COD、DO、总氮、氨氮都超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类标准,属劣V类水质。
为达到地表水IV类水质标准,使水体洁净、颜色正常、无异味,形成以水生植物为优势种群的稳定生物群落。
生态岛的河道生态修复与生物治理技术主体分以下四个部分进行。
①  建立高效生物膜降解系统
在河道中设置80个由弹性填料和悬浮球填料构成的生物膜水体自净化设备。设备不需固定基础、悬浮于水中,可在一定幅度内随水位升降自动调节。
设置生物膜水体自净化设备后,投加由生物膜形成菌、硝化菌、反硝化菌等多种细菌组成的复合微生物制剂,调整水体中的微生物群落,促使载体上形成大量生物膜,进而降解水体污染物。
②  建立水生植物生态系统
依据河道现状并结合河道景观效果,对水生植物栽培区及挺水、浮水植物品种进行了设计,在河道周边建设挺水植物栽培区并进行管理,使植物成活并形成一定的生物量。根据植物温型、生态位、群落演替等理论,对沉水植物进行设计和栽培。
③  建立水生动物生态控藻系统
根据水质水量等实际情况,对河道适宜投放的鱼、螺、河蚌等进行设计。
④  设置河道曝气系统
由于河道接纳生活污水及大量浓烟面源污染物的雨水,水质存在周期性短时恶化的可能,为了防止暖季由于水质恶化导致水体缺氧,在河道北段设置了一套微气泡增氧系统。
主要处理构筑物与设备
①  曝气复氧器
在涵洞出水口处、污水溢流口、低洼地排水口设置曝气增氧机,进行复氧曝气预处理。同时作为应急补氧设备,确保河道水生动物生态系统的安全。
②  生物拦截
生物膜水体自净化设备共设80个,其中60个设置在河道北段与南段汇集农业面源污水总管入河口下游,对污染物进行生态拦截。规格为1.2m×1.2m×1.2m,依据载体参数计算,每个自净化设备上的膜体表面积约为120m2。
同时采用生物栅技术,在敷设曝气复氧管网的河道中设置生物栅共计420m3,用于拦截性降解江心洲污水处理厂尾水,在各面源污染源附近设置生物栅合计2590m3。
③  底质改良剂
本工程将土著微生物培养液、一定量共代谢底物等辅助药物、生物促生液(Bio-energizer,简称BE)、生物解毒剂(Micatrol,简称MIC)以一定比例用原黑臭河水稀释混合后,形成底质改良剂,通过靶向给药技术喷射于部分污染很严重的河段底泥内,原位降解底泥中的有机污染物,此工序持续进行7d。
④  人工造流器
在河道南、北侧各布置一台潜水造流器(采用高强度ABS及不锈钢材质),进行人工造流,使水体保持流动、循环。
⑤  水生植物种植
采用景观浮岛和人工湿地种植挺水植物,采用净化浮岛种植浮水植物。设计在河道景观浮岛种植挺水植物面积2100m2,设计在河道人工湿地种植挺水植物面积为840m2。
⑥  水生动物投放
在水生植物相对稳定、DO>3.0mg/L(IV类标准)时开始投放鲢鱼、鳙鱼、青鱼等滤食性鱼类,按5尾左右/m3进行投放。另外投放一万余尾杂食和肉食性鱼类,投放2.5t底栖动物如螺蛳、河蚬与河蚌,以丰富食物链,防止水华爆发。
调试运行
运行结果分析
在2012年5月-10月生态修复期间,对河道水质进行定期监测,取样点依据水流方向共设置5个,利用采水器在水深1m处进行取样。
随着水生植物的种植与生长,5月-10月间平均透明度达40.4~55.7cm,从上游到下游逐步增高;DO由治理前的1.71mg/L增加到治理后8月-9月正常运行期平均DO>10mg/L;治理前COD平均浓度为42.82mg/L,6月-10月的监测数据均在13~29mg/L,符合地表水II~III类水质标准;治理前TP的平均含量为0.24mg/L,8月-9月平均TP为0.13mg/L,达到地表水III类水质标准;治理前总氮和氨氮分别为6.10mg/L、3.09mg/L,8月-10月总氮和氨氮分别为3.76mg/L、1.89mg/L。
通过6个月左右的调试运行,COD、TP、总氮和氨氮的去除率分别为约44.2%、45.8%、38.3%、38.8%,均达到了地表水IV类水标准,水体透明度约0.5m左右,最好时接近1m,该河道水质改善明显,取得了较好的环境与社会效益。工程治理前后的对照见图3。
运行管理
 对以往黑臭河道治理与生态修复的实践进行总结,不难发现其中取得实效的案例无非在治理技术与长期维护两方面均相互协调、相互补充。主要有以下三个方面:
①  禁止捕捞、垂钓
②  水生植物养护
③  环境长效管理

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