翡翠湖公园景观水体修复设计方案20121130

1/7合肥市翡翠湖（翡翠公园部分）水体生态修复初步方案金科（北京）水务工程有限公司2012年11月2/7翡翠公园景观水体生态修复方案一、概述1.1翡翠公园概述翡翠湖风景区位于合肥经济技术开发区西南，东连合肥工业大学，西邻安徽大学，南依翡翠路，北靠磬苑，占地面积1861.6亩，其中湖面947亩，绿地796亩，道路26000平方米。景区北面是具有休闲、健身、娱乐等功能的翡翠公园，由环湖路桥与广阔的湖面相连，占地262.6亩，其地势舒缓，兼有水面、各种树木，自然风光优美。然而由于翡翠公园植被茂盛，每逢下雨季节，落叶、枯草和冲刷过地面的初期雨水经地表径流汇集到湖中，为翡翠湖带来了大量的有机肥料和悬浮物。而翡翠公园又位于翡翠湖东北角相对平静的港湾内，水体流动慢，相当于一个“死水湾”，污染物易沉积于此，翡翠湖在此处变成一座沉淀池；加之其又位于下风向，使水体中的悬浮物在此聚集，造成水体透明度差（平均透明度35cm），呈现绿色，严重的影响了翡翠湖作为景观公园的作用，给群众带来不好的游园感受，急需治理。本次水体修复主要范围为翡翠公园的湾内水面，紧邻翰林雅居，水体连接翡翠湖东北侧，水域面积28420m2，平均水深约2m，水体体积约为56840m3。1.2污染现状根据2012年11月5日对翡翠公园的水质监测结果可知，翡翠公园水质低于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的V类标准，属劣五类；另根据水体富营养化指标，可知翡翠公园水体已属富营养化。具体参数对比见表1。表1几种水质标准与翡翠公园水质对比单位：mg/L序号项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类富营养化水质标准翡翠湖水质1水温(℃)人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升≤1周平均最大温降≤22PH值（无量纲）6---97~83溶解氧≥饱和率90%（或7.5）65324高锰酸盐指数≤24610153/75化学需氧量(COD)≤151520304057.256五日生化需氧量(BOD5)≤3346101016.7257氨氮（NH3-N≤0.150.51.01.52.01.018总磷（以P计）≤0.02（湖、库0.01）0.1（湖、库0.025）0.2（湖、库0.05）0.3（湖、库0.1）0.4（湖、库0.2）0.01-0.020.199总氮（湖、库、以N计）≤0.20.51.01.52.00.2-0.3由表1可知，翡翠湖存在以下问题：翡翠湖COD含量超过Ⅲ类水标准近2倍，BOD含量超过Ⅲ类水标准3倍多，总磷含量为Ⅲ类水体及富营养化标准的近10倍。C、N、P等污染物浓度超标，以至于湖水中藻类大量繁殖，造成湖水的富营养化。由于水体污染物超过了水体的环境容量，水体的自净能力降低，且雨水冲刷携带的污染物进入湖中，导致水中污染物累计，呈恶性循环状态。二、工艺选择2.1翡翠湖污染的原因翡翠公园内的水体基本不流动，自然充氧能力不强，在雨洪污染和悬浮物沉积等多重作用下，湖水中污染物浓度超过了环境容量和自净能力，其富集的速度大于其消除的速度，造成有机物浓度高。另一方面，富集于湖中的磷不能通过自然过程去除，而只是在湖水底泥中不断富集并与水体中磷酸盐形成平衡，而磷元素又是富营养化的关键因子，因此去除水体中的磷酸盐成为翡翠公园水域治理的关键，同时降低湖水中有机物浓度、提高水体自净能力。2.2治理对策根据翡翠湖的污染原因分析，制定相应的处理对策，基本的治理对策如下：首先需要充分利用或强化水体的自净能力，这通常是采用一些水利学的手段来实施，主要通过增加水体的流动性或强制增加水体中的溶解氧含量，来消除有机污染和氮污染。其次，针对那些无法采用水利措施或生态措施去除的污染物，采用水处理工程的一些措施，逐步的将这些污染物去除，使湖水中的污染物浓度控制在环境容4/7量允许的范围内。具体的措施如下：（1）封堵来自生活污水的排污口，实行雨污分流。由雨水补充湖水。这一措施能从根本上减少有机物、氮、磷等污染物的来源，避免湖湾水质继续恶化。（2）为解决湖水中有机物含量超标的问题，需强制曝气，增加水中溶解氧浓度，加强湖水中微生物对有机物的降解，以将污染物降低到环境容量范围以内；（3）为解决水体不流动，自然充氧能力不强的问题，需采取措施增强湖水流动性，以增强湖水自然充氧能力；（4）对于导致水体富营养化的氮磷指标来说，相对于控制氮来说，磷的控制可以通过微絮凝吸附过滤，尤其膜过滤能有效去除，该方法技术经济性最佳。建议采用旁路取水，采取“微絮凝吸附膜过滤技术除磷”的方法对湖水进行强制除磷处理。2.2.1水利工程措施1)强制充氧翡翠公园湖中设置射流曝气装置，对湖水进行强制充氧，提高湖水的溶解氧浓度，提高湖水自身的净化容量。2)自然充氧“流水不腐，户枢不蠹”，射流曝气在为湖水补充溶解氧的同时，在湖水中形成推力，使水体流动，增加湖水与大气的接触，达到水体表面曝气自然充氧的目的。2.2.2水处理措施建议采用化学除磷的方式控制水中的总磷含量。化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学微絮凝反应。污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结5/7成较大形状的过程。本司开发的微絮凝吸附除磷结合膜处理的一体化除磷设备，充分结合了化学除磷的特点和膜对颗粒物质完全截留的特点，将难以通过沉淀或传统过滤方式去除的含磷小颗粒充分去除，从而获得更好的除磷效果（通常去除率为大于80%）。由于超滤膜本身的特性，大部分的细菌、藻类、胶体物质和微小的颗粒物质被截留在膜的表面，水及水溶性的物质透过膜孔，水质在膜系统得到净化。翡翠湖由于富营养化较为严重，水体中漂浮有大量的藻类，为解决水体中已经生长的藻类，需要增加前处理装置，在取水口设置气浮，对藻类进行处理。三、工艺路线及说明3.1水利治理措施首先，由于湖水处于相对的静止状态，需要增加水体的流动性，方案设计将旁通除磷工艺的取水口和处理后的回水口尽可能处于远距离，强制增加水体的流动性。本措施主要涉及管线的敷设、取水口及回水口的选择。其次，在本次治理的翡翠公园范围内，将射流曝气装置设置成若干循环，使湖水在强制曝气的同时，可以循环流动，以此方法达到增加湖水中溶解氧，同时增强湖水自然充氧能力的目的。由于射流曝气装置的进水口暴露在湖水表面，影响湖面自然景观，因此建议在射流曝气装置进水口处种植浮水植物，如莲花、水草等，既可以达到隐藏曝气装置的作用，又可以以浮水植物吸收湖水中的营养物，起到双重的作用。本措施主要涉及射流曝气器的敷设。3.2水处理措施3.2.1微絮凝吸附膜过滤滤除磷工艺流程图1.工艺流程图本方案拟在翡翠公园北部岸边的浅水区域设置取水口，在取水口设置气浮装置，气浮是使悬浮物附着气泡而上升到水面，从而分离水和悬浮物的水处理方法。取水口工程微絮凝吸附膜过滤除磷一体化设备进水出水至湖最远端6/7本工艺利用气浮去除水体中的悬浮污染物、微型藻类等物质。气浮的同时撇渣以去除湖水中的藻类等悬浮物。在取水口设置潜水泵，进入“微絮凝吸附膜过滤一体化除磷”设备，在除磷机中通过投加化学除磷药剂，形成磷酸盐悬浮颗粒物，通过膜透析机完全去除水中的悬浮物和藻类。湖水经净化除磷后输送至翡翠公园湖的另一端，使净化后的水得以循环。旁路取水循环除去除磷的作用以外，还对湖水起到了推动循环的作用，加强了湖水的循环作用，增强了湖水的自然充氧能力。初步规划设备处理规模为5000m3/d，水体大约10天左右完成一次循环；采用集成一体化设备，完整的包括了进水、化学除磷反应器、过滤、反洗、清洗等完整的超滤过程所需的全部工艺设备和电气自控系统。四、设备投资费用估算1、投资费用表序号名称数量单位投资费用（万元）备注1射流曝气器系统（估）1套75含设备购置及安装调试，数量及曝气量待生态修复水面来确定2取水口—微絮凝吸附膜过滤一体化除磷系统1套480含取水口气浮、除渣、格栅、化学除磷加药、膜过滤及相关设备配套管道、阀门、仪表3回水管道设施（）1套15含管道、阀门及施工费4取水口及除磷设备间（约150m3）1套27按1800元/m2估算合计5972、运行费用微絮凝吸附膜过滤一体化除磷设施的运行费用包括电费、药剂费及其它耗材，吨处理水费用约为0.28元/吨水。五、预期处理效果通过本方案的实施，将会净化翡翠公园水质，改善其富营养化的现状，使其恢复自净能力，实现良性循环的良好效果；短期内提高水体透明度及感官指标，7/7经过一段时间的处理后，期望水质能恢复到地表水Ⅲ类水体水质标准。将使翡翠湖公园恢复往日清水碧波的景象，给公园的游客带来美好的自然享受，并给附近的翰林雅居提供优美的自然环境，还给合肥市民一个闲暇时舒适的休闲场所。